浅析变压器放电试验存在问题及处理措施

浅析变压器放电试验存在问题及处理措施
随着我国经济的发展和科学技术的不断提高，人们对于居住环境和工作环境有着越来越高的要求，安全永远是排在第一位的。

对于变压器来说，它是否能正常工作，对于个人、企业都有着重要的意义。

所以，本文从多个方面对变压器放电试验存在的问题进行详细的分析和探讨，并提出了相应的处理措施。

标签：变压器放电试验；存在问题；处理措施；
一、前言
随着变压器的发展以及应用，很多细小问题都在制造时和实践中被发现，从而进行消除或者处理。

但是，还是有些微小问题遗留着，成为安全隐患。

所以，必须使用变压器进行放电试验，这一种办法是对变压器质量水准最好的评定。

二、变压器放电试验
在电场强度作用下，在变压器绝缘系统中局部区域有绝缘性能薄弱的地方会被激发出局部放电，局部放电是不足以贯通施加电压的两个电极间形成放电通道，即平常所说的击穿。

如果将局部放电量控制在一定放电量水平以下，对绝缘不会引起损伤，所以局部放电试验是一种无损探测绝缘特性的试验，在一定的局部放电试验电压与大于局部放电试验电压并模拟运行中过电压的局部放电预激发电压作用后，在以后的局部放电试验电压持续时间内测局部放电视在放电量，如局部放电视在放电量小于标准规定值，即认为变压器能通过局部放电试验。

这项试验比传统的短时工频耐压试验要严格，因短时工频耐压试验是以绝缘结构中是否有击穿作为能否通过试验的准则。

局部放电试验能检测出绝缘上薄弱的部位，在运行中检测局部放电量可探测出潜在的绝缘薄弱部位。

而短时工频耐压试验，只能探测到绝缘结构能否承受住各种过电压或试验电压的作用，要么承受住，要么承受不住，发现不了潜在的绝缘薄弱地位。

所以说，局部放电试验是一种比较理想的绝缘试验项目，是一项正在推广应用范围的试验项目，凡是能通过局部放电试验的变压器，在运行中可靠性是比较高的。

因此应对局部放电特性及检测加以研究，使变压器达到低局部放电量水平的要求，某些试验用变压器还应达到无局部放电的水平。

三、变压器放电试验技术分析
变压器局部放电检定不需要对所有的变压器进行，一般情况下只对电压强度在220kV高压的变压器在更换交接或是大修后才进行局部放电检定。

另外，对110kV的高压变压器在使用过程中确定了其存在一定的绝缘问题时，也会对其进行局部放电试验。

这样的目的是通过试验能够及时地发现变压器哪里出现了故障和缺陷，从而能夠根据试验的结果找出故障点在哪里，保障变压器和电网整体的运行安全和可靠。

现场局部放电试验的试验电源在选择上一般选用变频电源或者
中频发电机。

1.变频电源
电路选择的是有半导体参与的变频电路，其中将频率大小为5Hz的电源类型变为中频电源。

该种实验电路的优点在于设备诉求简单，且安全有效，不会造成一定的用电风险，输出的频率可以根据需求记性实时地调节，所需的电源容量较小。

其缺点在于，电路的设计相对较为复杂，电器元件的质量要求相对较高，负载能力差。

目前，我国在220kV以下等级的变压器的局部放电中才使用这种方式，随着我国电子信息技术不断进步，变频电源的使用范围会更加广泛。

2.中频发电机
该种实验电力元件的组成一般是由一台电动发电机和相关的电器元件组成，优点是输出电压的频率稳定，且电力耐用，可以多次重复使用，安全性能较好、可靠性高。

缺点是体积庞大、占地面积大，质量较重，负荷过大时，由于电磁感应作用，发电机会产生自激现象，需要准确地设计补偿电抗容量。

发电机电源是目前我国变压器现场局部放电试验使用最为广泛的一种电源，适合任何级别的变压器检定。

局部放电测量程序：试品预处理；检查测试回路本身的局部放电水平；测试回路的校准；测定局部放电的起始电压和熄灭电压；测量规定试验电压下的局部放电量。

无预加电压的测量：从较低值逐渐增加到规定值，保持一定时间再测量局部放电量，然后降低电压，切断电源。

有预加电压的测量：试验电压从较低值逐渐增加，超过规定局部放电电压后升到预加电压，维持一定时间后再降低到试验电压值，维持规定时间，然后按给定的时间间隔测量局部放电电压。

四、变压器放电试验存在的问题
1.分接开关档位设置问题
分接开关属于变压器的重要部件，往常做变压器局部放电试验时，一般都要将分接开关调至“1”档，按照该档的高低压电压比在低压加压进行试验。

但值得注意的是，“1”档加压法虽然可以考核变压器各端端部电压，但对匝间电压的考核往往不到位。

2.高压端绕组变形检测问题
电力变压器在运行过程中不可避免地要遭受各种故障短路电流的冲击。

在短路电流产生的强大电动力作用下，变压器绕组可能失去稳定性，导致局部扭曲、鼓包或移位等永久变形现象，严重时将直接造成突发性损坏事故，因此对变压器开展绕组变形检测很有必要。

2004年初开始，某省电力试验研究院采用频率响应分析法对全省新投运的220KV及以上变压器开展了绕组变形检测工作。

与220KV变压器相比，550KV变压器高压套管较高，在现场没吊车配合的情况下，
依靠试验人员攀爬非常费力而且危险，可采取在套管末屏取信号的方式进行检测，即响应端接至套管末屏，中性点“激励”，采用此种方式所得频响曲线与在响应端接至高压套管端部相比，频率响应曲线规律完全一致，只是幅值衰减度增加了3-10DB。

保存时只须注明“末屏检测”字样，以便下一次检测时仍采用该接线方式。

3.补偿的问题在250HZ试验电压作用下，变压器等值感抗是工频试验电压下的5倍，而容抗是工频试验电压下的1/5”，此时变压器的容性电流增大，变压器呈现容性负载特性。

为防止发电机组产生自激或试验过程中出现参数匹配导致谐振，应对试验回路采取电感性无功补偿。

220KV变压器局部放电试验时，一般过补偿大于百分之十，但对于550KV 变压器，考虑到其容性电流较大（多达50A），若过补偿太多，则需要的电抗器数量多，发电机容量及现场电源容量都难以满足要求，所以过补偿约5%为宜。

还应注意试验中变压器的阻性电流对容性电流的影响，若电抗器补偿过多，则变压器的阻性电流相对较大，导致钳型电流表显示的变压器容性电流数据失真，试验无法正常进行。

除了上述分接开关档位设置问题、高压端绕组变形检测问题、交直流去磁问题及容量补偿问题外，还有在试验中可能发生的“大脉冲”问题、变压器套管末屏问题等。

如何解决好这些特殊的问题，是保证试验安全及试验顺利进行的关键。

五、进行变压器局部放电试验的合格标准
局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高电场强度作用下，发生在电极之间非贯穿性放电。

220kV及以上变压器大修或更换绕组后，应进行局部放电测量。

进行局部放电测量时对试品施加线端电压为U2（1.3Um/或1.5Um/），持续5min，再升高至U1（Um/）保持5s，然后立即下降电压至U2，持续30min。

在电压为U2的第二阶段30min内，应连续进行观察，每隔5min记录一次放电量，如果局部放电观察过程中试验电压不突然下降，并在30min加电压的最后29min内，所有端子上的放电量水平低于规定限值，并且未表现出明显地向这个限值稳定增加的倾向，则试验合格。

如在一段时间内放电量超过限值，之后又低于这个限值，则试验应继续进行，直到在30min内的放电量在规定值以内。

按国标的规定，变压器的局部放电量q值为：当U2为1.3Um/时，放电量一般不大于300pC当U2为1.5Um/时，放电量一般不大于500pC。

六、变压器放电试验存在问题的处理措施
1现场试验局放超标时应务实处理
在国外变压器出厂时进行严格的局放试验。

但在现场不再进行局放试验。

变压器现场局放测量是我们国家的特色在现场交接试验中。

局放超标时应务实处理，适当放宽标准原因如下：
（一）在220、330、750kV变压器现场交接局放试验中。

发现相当数量局
放超过500pC但小于2000pC的变压器。

经放置或投运一段时间后再次测量局放合格。

（二）除非在相当长的持续时间内。

出现了远大于接受限值的局部放电量。

一般将变压器吊芯后难于直接观察到局部放电痕迹”局放小于1000pC時变压器内没有明显放电痕迹。

如在现场处理。

碰巧处理好的可能性很小况且变压器体积大、重量重。

如进行吊芯，风险很大，不仅处理不了问题，可能会弄巧成拙，如果返厂处理，将耗费大量人力和时间，而且在拆装、运输过程中风险更大。

2.重新定义局部放电起始电压和熄灭电压
变压器局放超标时往往关注放电起始电压和熄灭电压。

不太明显的放电起始电压和熄灭电压对试验起了一定的误导作用建议重新定义局部放电起始电压和熄灭电压。

3.加强现场实用技术研究
目前急需解决局放现场测量有关的两个问题。

一是典型放电图谱。

二是抗干扰措施。

虽然在参考数据中有一些典型的图谱。

但这是在实验室进行模拟的结果。

与现场情况有所差别，而且示意性质的图形难以为现场工作提供参考。

因此有必要积累、研究来自于真实变压器的放电图谱，归纳成册，指导局放定性、定位局放试验的目的是测量试品内部的放电。

来自于试品外部的干扰一直是一大难题，目前常用的现场测量设备不能区分放电的来源。

而是靠试验人员的经验来区分，人为因素过多。

希望能在干扰来源、抗干扰措施等方面进行深入的研究。

4.采用成熟的在线监测设备
随着经验积累、技术发展。

目前的在线监测技术和设备与几年前相比有较大的进步。

如变压器的局放量超标。

但没有到不可接受的程度。

加强在线监测是明智的选择。

除了监测局部放电本身，还可以监测温度、铁芯和夹件的接地电流、油色谱等项目，用多种指标综合判断变压器的工作状态。

5.不宜反复进行局放试验
变压器的局放试验是准耐压试验。

每次试验产生“累积”效应。

反复试验必然损伤变压器的绝缘虽然这种损伤在短期不会有所表现。

但给运行带来隐患，鲜有报道证实。

在短时间内经反复现场试验后变压器局放量由不合格降至合格，但确有记录说明，因考虑不慎，局放试验将小问题发展成了大问题。

6.提高工频绝缘水平
我国变压器制造历史短，经验不足。

而且变压器需进行现场交接局放试验。

建议以后耐压值取不低于900kV（国际电工委员会对GIS用变压器的工频耐压值取960kV）。

七、结束语
通过以上详细的分析和探讨，我们可以得析变压器放电试验对变压器的工作质量起到了相当大的作用，但在试验过程中仍存在着问题。

所以，我们要不断投入科研力量，完善处理措施。

参考文献：
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