1陈先友 ,2刘军英
1湖南湘能电力设备监造有限责任公司 湖南长沙 410004 2山东成武县交通运输局 山东成武 274200
摘要：电力变压器本身的特性以及在电力系统中的关键作用，使得变压器运行稳定性成为影响电力系统供给稳定性的关键因素。随着整体工业水平的提高，虽然电力变压器制造工艺有了长足进步，但21世纪以来，电力系统自动化程度进一步提高，使得电力系统更加智能化，复杂化。随着电力系统“智能电网”和“无人值班，少人值守”运行模式的推进，生产现场要求配备更少值班人员的同时，也对设备的性能和运行稳定性提出了更高的要求。电力变压器作为电力系统中举足轻重的设备，对其进行定期、及时的运行分析，并对已发现的隐患进行跟踪、处理和预判，是保证电力变压器运行稳定性的重要手段之一。
关键词：变压器；预防；试验技术；要点
电力变压器预防性试验本身具有复杂、专业、高危险等特点，因此试验时，需要试验人员深入了解变压器的结构以及不同试验之间的特点和区别，能根据变压器实际运行情况，调整预防性试验的试验项目；并能根据试验结果对变压器性能进行评估，且预判其运行状态趋势，以保证电力变压器的安全稳定运行。同时在试验设备选型、试验流程、安全措施等正确完备的情况下，进一步持续实践，以提高试验结果的精准性和专业性。
1变压器预防性试验的必要性
1.1保证变压器性能
良好的性能是充分发挥电力变压器能力的基础,对电力变压器进行预防性试验能够对变压器进行关键项目的检测,及时发现电力变压器潜在的故障,并采取有效措施进行维修、保养,这对于保证变压器的性能有着重要的作用。
1.2保证变压器运行安全
电力事故一直是制约电力行业发展的重要问题,电压器的安全问题至关重要,预防性试验能够通过高精度的仪器对变压器结构和运行状态进行检测,及时发现变压器的安全隐患,有效提升了变压器的安全系数。
1.3有利于对变压器的日常监测
在线监测能够对变压器的运行进行实时的检测,能够及时发现可能发生的故障情况,预防性试验以在线监测技术为基础,其能够对运行中的变压器进行监测,有效提升了变压器运行的可靠性和稳定性。
1.4提升经济收益
变压器故障不仅影响了整个电力系统的运行,还会对电力企业的经济收益产生影响,通过预防性试验，能够及时掌握电力变压器的运行状态,并采取有效的措施来进行检修和维护,保证了变压器运行的稳定,从而保证了电力系统的良好运行,这对于保证电力企业的经济效益有着积极的意义。
2电力变压器预防性试验项目及注意要点
2.1 绕组直流电阻试验
电力变压器绕组可以等同为电阻和电感串联电路；如图1所示变压器直流电阻测量的原理图,电源开关K闭合,在直流电源刚刚接通的瞬间,直流电压E作用于被测绕组，由于电感作用，回路中的电流i与E不能成正比增长；随时间变化，电感作用逐渐减弱，电流i 逐渐增长并最终达到稳定状态；根据回路方程式:
E=i R+Ldi/dt,可以得出,施加一个直流电压时,可得电流为:i=E×(1-eτ/T)/R,其中“τ=L/R”,τ为回路的时间常数。由此可见,当直流电压接通时,电流i中含有一个滞留分量和一个衰减分量。当衰减分量逐渐减小,直至为零时,I值将达到稳定,此时I=E/R。可以通过测量E和I,得到数值,通过公式即可得到R值。电路中电流达到稳定时间长短取决于该电路的时间常数τ,即L与R的比值。在大型变压器中,时间常数τ要比小型变压器的时间常数大得多,即L与R的比值越大,整个回路达到稳定时间越短;反之,L与R比值越小,回路达到稳定时间越长。
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变压器直流电阻测量方法主要通过直流电阻测试仪进行。直流电阻测试仪由电子集成电路所制成的高精度测量仪器，稳定时间短，可以快速测量绕组的直流电阻。
2.2交流耐压试验
电力变压器在运行过程中，不仅要承受正常额定运行电压，还要承受操作过电压和雷电过电压；交流耐压试验就是通过用超过产品额定电压一定倍数的高电压来考核产品的绝缘强度，从而对其内部主绝缘缺陷问题进行判断，如绕组对接地体之间和绕组之间的主绝缘。交流耐压试验的主要设备主要有两类，一种是高压试验变压器，设备较笨重，但操作方便，适合制造厂使用；另一种是工频谐振装置，设备较轻便，方便搬运，但需要根据不同产品电容量调整配套的电抗，适合现场使用。为保证试验数据准确，需要配套高压电容分压器直接在被试品端检测电压。部分绝缘等级的变压器交流耐压标准如下表：
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2.3绕组绝缘电阻的测量
绕组连同套管一起的绝缘电阻和吸收比或极化指数试验，对检查变压器整体的绝缘状况具有较高灵敏度，它能有效检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷，如各种贯穿性通路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥等现象引起的半贯通性或金属性通路等。相对来讲，单纯依靠绝缘电阻绝对值大小对绕组绝缘作判断，其灵敏度、有效性较低；一方面是由于测量时试验电压低，难以暴露缺陷；另一方面也因为绝缘电阻值与绕组绝缘结构尺寸、绝缘材料的品种、绕组温度等有关；但对于铁心夹件、穿心螺栓等部件，测量绝缘电阻往往能较灵敏地反映故障，这是因为这些部件绝缘结构较简单，绝缘介质单一，正常情况下承受较低感应电压，绝缘更多的是起隔离作用，而不像绕组绝缘要承受高电压，比如我们预试中曾多次通过绝缘摇表发现变压器铁芯一点或多点接地的情况，也曾通过绝缘电阻的测量发现变压器套管瓷件破裂、有裂纹现象。
2.4测量介质损耗因数tgδ
它主要用来检查变压器整体受潮油质劣化、绕组上附着油泥及严重的局部缺陷。介质测量常受表面泄露和外界条件（如干扰电场和大气条件）的影响，因而要采取措施减少和消除影响。现场我们一般测量的是连同套管一起的tgδ，但为了提高测量的准确和检出缺陷的灵敏度，有时也进行分解试验，以判断缺陷所在位置。如在对变压器做预试时，发现一相套管介质超标，且绝缘不合格，读数较低，经分析后可能是由受潮引起，后拔出检查发现套管末端底部有水分，套管已整体受潮，经烘干处理后再做试验，各项指标均符合要求。介质损耗因数tgδ和泄漏电流试验的有效性正随着变压器电压等级的提高、容量和体积的增大而下降，因此单纯靠tgδ和泄漏电流来判断绕组绝缘状况的可能性也比较小，这主要也是因为两项试验的试验电压太低，绝缘缺陷难以充分暴露。对于电容性设备，实践证明如电容型套管、电容式电压互感器、耦合电容器等，测量tgδ和电容量Cx仍是故障诊断的有效手段。
2.5油中气体色谱分析
电力变压器在出现故障的时候会因为局部能力聚集导致绝缘裂解,变压器油也会分解,会产生如乙炔、乙烯、二氧化碳、甲烷等特征气体。因此可以对特征气体进行色谱分析,以此来判断电力变压器的故障类型,电力变压器内部故障主要是过热性故障和放电性故障,不同种类的故障类型其析出的气体也不尽相同,根据相关实验可知,电力变压器的过热故障,也就是较低能量引起的放电主要能析出甲烷、氢气和乙烯等气体；而高能量放电，如电弧放电则会析出甲烷、氢气、乙炔等气体,同时伴随着固体绝缘材料裂解则还可能析出二氧化碳和一氧化碳等气体；根据不同类型的特征气体及气体含量来分析判断电力变压器的故障类型。
油中气体色谱分析在电力变压器预防性试验中的应用十分广泛,根据对不同时期的油中气体含量进行分析，可以判断变压器内部故障发展趋势，并有针对性的对产品进行预防检修，保证产品安全运行。
2.6局部放电测量
局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，它是由于设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷，在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象。这种放电的能量是很小的， 所以它短时并不影响电气设备的绝缘强度。但若不断出现局部放电，将产生累积效应，使绝缘的介电性能逐步劣化并使局部缺陷扩大，最后导致整个绝缘被击穿。随着变压器故障诊断技术的发展， 人们逐步认识到局部放电是变压器诸多故障和事故的根源，因而局部放电的测试越来越受到重视。近年来我国 110kV 以上电力变压器事故中有一半以上属正常运行电压下发生匝间短路，也即局部放电所致， 因此把局部放电测量作为110KV以上变压器安装和大修的必试项目之一， 这对于变压器状态监测和故障诊断是十分必要且有效的。
结论
变压器是电网中的重要电气设备,确保变压器的安全稳定运行,对提高电网供电可靠性具有重要的意义。提高变压器的安全稳定性,基于固定试验周期开展的预防性试验是目前采用的最有效方式。通过试验，分析判断产品可能存在的故障，对多种试验项目进行综合分析，可以对变压器绝缘状况作出综合评价，以保证产品安全运行；当今，智能电网在飞速发展，还需要我们不断探索研究新的试验项目，不断提高试验的针对性和准确性。
参考文献：
[1]邓小强.预防性试验在电力变压器状态评估中的作用[J].变压器,2007,44(9):29-32.
[2]张占,陈家强,娄东升,等.浅评电力变压器的预防性试验[J].电气试验,2009:14-17.