上海久隆电力（集团）有限公司变压器修试分公司 上海 200436
摘要：变压器作为电力系统中的重要组成部分，在出现问题之后，需要通过电气试验来对相关问题故障进行检测。基于此，本文对电气试验在变压器故障检测中的应用进行了探讨，以供相关的工作人员参考借鉴。
关键词：变压器；电气试验；故障检测
1变压器的结构和种类
从变压器的构造层面进行分析，可主要可以分解为初级线圈、次级线圈、磁芯这三大元素。而从变压器的使用原理进行研究，设备主要使用了电磁感应理论，达到电力和磁能二者有效转换，让电能能够进入到每个企业或家庭之中。值得关注的是，在电力系统当中，变压器功能便是把电网中的高压电转换为安全电，由此给使用者带来安全的用电体验。因此，在电力系统当中，变压器一直都是其中的核心部件，良好的变压器质量，是我国经济取得有效发展的重要前提，从目前国内变压器种类进行分析，可主要划分成干式变压器、组合式变压器、配电变压器三大类，在这三大类变压器当中，以组合式变压器最为多见。组合式变压器整体结构较为简单，并且性能能够基于电力企业对电力系统的实际需求来进行调整，实现了对资源最大程度的合理利用，但与此同时，组合式变压器也最容易发生故障。因此，合理应用组合式变压器，并探寻解决组合式变压器故障的有效检测方式，是电力系统工作人员必须要深度关注的问题。
2常见的几种电气试验
2.1介质损失角正切tanδ试验
介质损失角正切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失角测试仪等设备进行测试。根据电力设备预防性试验规程DL/T596—1996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。介质损耗角正切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。
2.2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。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。
通常将60s和15s时绝缘电阻的比值R60/R15称为吸收比，根据相关要求，变压器绝缘要求K1值大于1.3。对于吸收过程较长的大容量设备，如变压器、发电机、电缆等，有时用R60/R15吸收比值尚不足以反映绝缘介质的电流吸收全过程。为了更好的判断绝缘是否受潮，可采用较长时间的绝缘电阻比值进行衡量，称为绝缘的极化指数K2=R600/R60（加压600秒与60秒时绝缘电阻的比值），变压器极化指数K2一般应大于1.5，绝缘较好时其值可达到3-4。
表1 用极化指数测量数据判断变压器绝缘情况
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2.3交流耐压试验
交流耐压试验能真实有效的发现绝缘缺陷，但因它属于破坏性试验，会使原来存在的绝缘弱点进一步发展，因此必须在被试品的绝缘电阻及吸收比测量、直流泄漏电流测量及介质损失角正切值tanδ测量均合格之后进行，以免造成不必要的破坏。对于变压器这种电容量较大的试品，一般采用串联谐振的方法进行现场试验，采用调感和调频进行谐振补偿。利用串联谐振作耐压试验有两个优点：若被试品击穿，则谐振终止，高压消失；击穿后电流下降，不致造成被试品击穿点扩大。
2.4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欧以上的一般用单臂电桥测量。
试验规程规定预防性试验中，630kVA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2%（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%，；630kVA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%。
3电气试验在变压器故障检测中的实际应用
3.1案例简介
某220kV变电站的一号主变在2019年12月11日开展了常规例行检测，其中使用了包含绕组直流电阻检测、短路检测、绝缘电阻检测、介质损失角正切检测以及交流耐压检测等，被检测的变压器型号为OSSZ11-24000/220，额定电压为（220±8×1.25）/115/10.5kV，额定电流为629.8/1204.9/6598.3A，额定容量为240000/240000/120000kVA，额定频率为50Hz，连接组别为YNa0111。在检测当日，检测环境温度为7℃，湿度为50%。
3.2具体应用
检测后发现，直流电阻和出厂值相对比，其误差值范围在2%以内，相间误差小于三项平均值总量的4%。介质损耗角和出厂值之间的差异为130%。绝缘电阻吸收比例超过1.3，极化数据超过1.5。基于以上数据内容，工作人员确认，该变压器设备绝缘能力完好，各类数据达到规定要求，变压器在使用过程中没有发现故障，由此判定为达标。
4结束语
在变压器状态检查的过程中，开展电气试验是其中非常关键的一个步骤，同时，电气试验所使用的形式非常多元化，文章只是对一些常用的电气试验方法进行了介绍。总的来说，电气试验的进行，可以非常有效的检查出变压器在日常使用中所存在的隐性故障，减少电力设备故障对电力企业所带来的经济损失，保障人民群众的生命财产安全。因此，电力企业需要在变压器检查过程中，积极使用电气试验技术，让电力系统始终保持良好的运行状态。
参考文献：
[1]龚文信.电气试验在变压器故障分析中的应用探讨[J].中外企业家，2019（20）：124-124.
[2]汤晓明.电气试验在变压器故障分析中的应用研究[J].科技风，2018，363（31）：155-155.