电气试验在变压器故障分析中的应用研究 臧国臣

电气试验在变压器故障分析中的应用研究臧国臣

发表时间：2019-04-11T16:11:37.233Z 来源：《电力设备》2018年第30期作者：李新岗臧国臣

[导读] 摘要：变压器是电力系统重要的变电设备，是电力系统之中最主要的组成部分，其运行状态直接影响系统的安全性。

(中国电建集团核电工程有限公司山东省济南市 250100)

摘要：变压器是电力系统重要的变电设备，是电力系统之中最主要的组成部分，其运行状态直接影响系统的安全性。保证变压器的安全可靠运行将直接影响电网安全，对国民经济的发展具有重要意义。为了获取变压器运行当中的故障信息必须对其运行状态进行检测，提前预测并进行有效判断，所以故障检测的精度、反应速度等因素对检测的准确性有很大的影响，在电力设备预防性试验规程中，共有32项，这些项目包括了绝缘油简化分析、绕组试验、温度测验、电气试验、油色谱分析、局部放电测试等六大类。通过这些试验，我们对变压器的状态会做出准确的评估。

关键词：电气试验；变压器故障；应用

1变压器的介绍

1.1变压器的组成以及类型

在目前电厂通常使用的变压器主要由三部分组成:初级线圈、次级线圈以及铁芯。变压器是利用电磁感应的原理，在磁能和电能之间相互转化从而将电能输送到用户家中。变压器作为现代社会发展的基础，因为其稳定、可以随意变化电压等优点大量应用于现代社会。变压器主要分为以下几类:干式变压器、油浸式变压器以及使用较多的组合式变压器。

1.2变压器的缺点

世界上没有绝对完美的东西，变压器也同样如此。虽然变压器大量应用于现代社会，但是这并不代表变压器没有缺点。根据变压器在日常生活中的使用，人们观察发现，变压器主要有以下几个缺点:其一，变压器经常会出现接触不良的问题。变压器内部因为使用线圈(通常是铜线圈)经常会出现内部线圈和其他东西接触不良的问题。无论是哪一种原因导致的接触不良问题的出现，都会使得线路中的电流不稳定，不平衡，从而使得变压器无法正常的使用。变压器的开关是经常使用的东西，经过多次使用后，开关难免会出现一些接触不良的问题。并且，由于高压，在变压器中经常会多多少少地产生一些火花。在使用绝缘油的时候，油会在变压器的分接开关处形成油污，这些油污导致变压器内部的电阻增大，随之而来的就会导致部分接触面的灼伤。其二，在变压器中经常会使用一些性能并不优异的材料导致变压器整体绝缘性并不好。为了保证变压器内部的绝缘性，经常会使用一些绝缘油来增加它的绝缘性，但是这些绝缘油中肯定会含有一些杂质。这些杂质在高压下逐渐从油中分解出来，然后汇集在一起，当数量达到一定程度的时候，就会影响优质绝缘油的绝缘性，从而使得变压器绝缘性能不断降低而出现各种故障。

1.3常见的变压器的故障

在实际的使用中，因为使用材料的性能不够好、结构设计不合理等的一些缺点而经常出现以下故障:(1)当变压器的电压变化的时候，因为线圈质量和使用时间久的问题，经常会使得变压器中电压不正常，在下一级输送的时候，就会出现个别电压非常高，就会造成部分设备因电压过高而形成损伤。(2)变压器冷却的时候遇到上一级变压器电压升高的时候，因为温度差异过大而形成火花，严重的时候形成火灾，同时会使得周边的建筑或者设备燃烧造成严重的损失。在日常生活中，我们都见过那些变压器着火的场景，着火的大部分原因都是因为温度差异过大造成的火灾。

2常见的几种电气试验

2.1直流电阻试验

变压器绕组的直流电阻是变压器在交接、大修和改变分接开关后必不可少的试验项目，也是故障后的重要检查项目。通过测量直流电阻，能有效的检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路；电压分接开关的各个位置接触是否良好以及开关实际位置与指示位置是否相符；引出线有无断裂；多股导线并绕的绕组是否有断股等情况。在中、小型变压器的实际测量中，大多采用直流电桥法，当被试线圈的电阻值在1欧姆以上的一般用单臂电桥测量，试验规程规定预防性试验中，1600kVA以上变压器，当无中性点引出线时，同一分接位置测量的绕组直流电阻，直接用线电阻相互比较，其最大差值应不大于三相平均值的1%（警示值），并与以前（出厂、交接或上次）测量数据进行对比，相对变化也不得大于2%，；1600kVA及以下的变压器，相间差值一般不大于三相平均值的4%（警示值），线间差别一般不大于三相平均值的2%。

2.2介质损耗因素（tanδ）及电容量试验

介质损耗因素tanδ试验是一种使用较多且对判断绝缘较为有效的方法。将交流电压加到电路中，求得绝缘有功电流分量与无功分量的比值作为绝缘功率损耗的参考依据。测量tanδ主要用于检查变压器是否受潮、绝缘老化、油质劣化、绝缘上附着油泥及严重局部缺陷等。tanδ的测试可用简易式西林电桥和介质损耗测试仪等设备进行测试。根据电力设备交接试验规程GB 50150—2016规定，测量的tanδ值不应大于出厂试验值的1.3倍。必要时可通过观测tanδ与外施电压的的关系曲线，观测tanδ是否随电压上升，用以判断绝缘内部有无分层、裂缝等缺陷。介质损耗因素tanδ的测量有两种接线方式，分为正接线测量与反接线测量。当试品不接地时采用正接线方式，试品接地时采用反接线方式。

2.3绝缘电阻试验

绝缘电阻是指在绝缘体的临界电压以下，施加的直流电压U-时，测量其所含的离子沿电场方向移动形成的电导电流Ig，应用欧姆定律所确定的比值，即。测量绝缘电阻和吸收比是检查变压器绝缘状态简便而通用的方法，可有效查出影响绝缘的异物、绝缘受潮和脏污、绝缘油严重裂化、绝缘击穿和严重热老化等缺陷。在测量过程中，应短接被测绕组各引线，非被测绕组进行短路接地，依次对各绕组对地及绕组间的绝缘电阻值进行测量。不同的绝缘设备，在相同电压下，总电流随时间下降的曲线不同。即使对同一设备，当绝缘受潮或有缺陷时，其总电流曲线也要发生变化。当绝缘受潮或有缺陷时，电流的吸收现象不明显，总电流随时间下降较缓慢。有绝缘良好与受潮时的变化。因此，对同一绝缘设备，根据电流的变化就可以初步判断绝缘的状况。通常以绝缘电阻的比值表示。

2.4交流耐压试验

交流耐压试验是针对某些局部缺陷，考验被试品绝缘承受各种过电压能力的有效方法，对保证设备安全运行有重要意义。交流耐压试