变电运行过程中变压器电气试验信息分析

周刚　付鑫

【摘 要】变电运行过程中状态检修的基本思想是以设备当前实际状况作为根据，通过一定的监测手段来识别故障早期的征兆，并且对故障的部位、故障的严重程度以及故障的发展趋势进行判断，来确定各个设备的最佳的维修时间。状态检修是目前需要耗费最小、技术最为先进的检修制度，它为变电设备的安全、长周期、稳定和优质运行提供较为可靠的管理以及技术保障。

【关键词】变电运行；电气试验；供电可靠性；绝缘电阻；吸收比；极化指数

0 引言

电力作为国民工业的先行官，关系到国民经济的可持续发展。随着现代社会和经济的快速发展，使得电力系统向超大容量、跨区域和超高压的方向发展。但是，随着电力系统容量的增大和电力网络规模的扩大，电力设备故障给人们的生产和现代生活所带来的影响越来越大，并且对系统的稳定经济运行也提出了越来越高的要求，而保证电力系统的经济性以及稳定性的一个有力措施就是在提高电力设备使用率的同时保障其正常运行。

1 绕组直流电阻分析

电力变压器绕组的直流电阻的测量是一项既简单又非常重要的试验项目，通过测量绕组的直流电阻，可以有效地检查出电流回路的连接情况，能够反映出绕组内部的焊接质量、绕组断股、绕组匝间短路、分接开关接触不良等情况。一般是通过变压器电阻的不平衡率参数来判断直流电阻是否合格。对于1.6MVA以上的变压器呢，各相器的电阻相互间的差别不应该大于三相平均值的2%，而无中性点引出的绕组，它们线间的差别不应该大于三相平均值的1%，而对于1.6MVA及其以下的变压器，绕组直流电阻相间的差别不应该大于三相平均值的4%，而线间的差别则不应该大于三相平均值的2%，另外，各绕组与以前相同部位测得的值折算到相同温度各电阻的变化不应该大于2%，三相间电阻值的大小关系如果与出厂不一致，也应该引起注意。

2 绝缘电阻、吸收比和极化指数分析

绝缘电阻测试是电气试验人员最经常使用的方法，这种方法操作比较简单，而且很方便判断，根据测得的设备一分钟时的绝缘电阻的大小以及它的吸收比，能够检查出绝缘是否有贯通性的集中缺陷、贯通性的受潮或是整体受潮。

绝缘电阻通常是指施加与绝缘结构上的直流电压值与流过其中的泄漏电流值的比值。绝缘电阻高的话就说明其绝缘性能良好，如果绝缘电阻有下降的趋势，则说明设备的绝缘已经受潮了或者出现了老化或劣化。绝缘电阻值会随着环境温度的变化而发生变化，一般规定将绝缘电阻换算至20度的值，可用式（1）进行计算：

R2=R1×1.5■ （1）

式中：R1表示温度为t1时的绝缘电阻值，R2表示温度为t2时的绝缘电阻值。

在同一次试验中，该设备1min时的绝缘电阻值与15s时的绝缘电阻值的比值为吸收比，用字母K表示，即：

K=R10 / R15 （2）

1min时的绝缘电阻值与1 min时绝缘电阻值之比就叫做极化指数，用字母P来表示，即：

P=R10 / R1 （3）

预防性试验规程要求变压器的绝缘电阻满足以下的条件：

（1）绝缘电阻换算到同一温度值下，与前一次测试的结果相比较必须没有明显的变化，一般要求不能低于前一次所测得值的70%。

（2）对于35kV及其以上的变压器要测量吸收比，吸收比在常温下不能低于1.3；要是吸收比偏低，可以对极化指数进行测量，极化指数不能低于1.5。

（3）当绝缘电阻大于10000MΩ的时侯，吸收比不能低于1.1或者极化指数不可以低于1.3。

3 泄露电流分析

泄漏电流的测量和绝缘电阻测量的原理与作用相似，然而，因为泄漏电流的试验电压比较高，它的灵敏度以及准确性都比测量绝缘电阻要高，所以测量变压器的泄漏电流值可以发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷，也能够反映出其他试验项目所不能反映的电力变压器的局部缺陷。

泄漏电流值与电力变压器的温度以及绝缘结构等因素有关，所以在《电力变压器预试验规程》中没有做出规定。一般情况下，对于220kV变压器而言，泄漏电流的值应小于50μA，如果大于50μA而小于80μA，就须引起注意，若是大于80μA，就可以判定为不良的状态，另外，当年测量值也不应该大于上一年测量值的50%。

4 绕组介损分析

介质损耗角正切值也可以叫做介质损耗因数或简称为介损，用tanδ来表示。测量介损是一项灵敏度比较高的试验项目，通过它可以发现电力设备绝缘整体受潮、劣化变质及小体积被试电力设备贯通和未贯通的局部缺陷等。例如，某台变压器的套管，正常时介损值为0.5%，但是受潮后介损值为3.5%，两个数据之间相差了7倍；如果用测量绝缘电阻的方法来检测的话，则会发现受潮前后的数值相差并不大。正是由于测量介损对反映一些局部缺陷具有比较高的灵敏度，因此在电工的制造和电力设备的交接以及预防性试验中都得到了较为广泛的应用。

通常时候，介损值tanδ会伴随着温度的升高而有所增大，现场测量的时候，温度是以变压器的顶层油温为准的，因为每次试验时电力变压器的温度都是变化的，所以应该将不同温度下测得的介损值换算到温度为加℃时的介损值。可使用公式（4）计算：

tanδ2=tanδ1×1.3■ （4）

式中：tanδ1表示温度为t1时的tanδ值，tanδ2表示温度为t2时的tanδ值。

5 铁芯绝缘分析

电力变压器在正常运行的时候是不容许存在铁芯多点接地的，因为，在正常运行的时候，变压器绕组的周围会出现交变的磁场，在电磁感应的作用下，高低压绕组、低压绕组与铁芯以及铁芯和外壳之间都会存在着寄生的电容，带电的绕组会经过寄生电容的祸合作用使铁芯对地产生电位。因为铁芯和另外的金属部件与变压器绕组的距离不一样，这就会使得各个部件之间存在着电位差。一旦两点间的电位差达到可以击穿其间的绝缘的时候，就会产生火花放电，这种放电是断断续续的，时间一久，就会对固体的绝缘以及变压器油产生不良的影响。为了避免这种现象的发生，可以把铁芯和外壳可靠地连接以使它和外壳呈等电位的状态，但是如果铁芯有两点或者是多点接地，就可能会造成不同的接地点在磁场中感应出不相等的电位，形成环流引发局部过热从而造成绝缘油分解，另外，还可能会会烧坏铁芯，造成电力变压器不能正常运行。

6 电容型套管介损及电容量分析

高压套管一般都采用油纸电容型的绝缘结构，这类绝缘结构既经济又比较实用。然而，当绝缘结构中的纸纤维吸收了水分之后，就会加强它的导电性能，机械性能也会减弱从而造成绝缘破坏。受潮纸纤维中的水分有可能来自绝缘油也有可能来缘于原本就存在的局部受潮的部分，这一类的电力设备受潮之后，介损tanδ会有所增加。另外，在变压器油等这类液体的绝缘材料如果受到了污染之后，极性物质会增加，从而导致介损tanδ也会上升。同时，通过电容量的变化也能够发现电容型设备绝缘的损坏，例如如果有一个或者几个电容屏发生击穿短路的时候，电容量就会明显的上升。

因此，通过介损tanδ以及电容量能够有效地体现出绝缘受潮以及其他一些局部的缺陷，尤其是测量末屏对地的tanδ，更加能够帮助发现缺陷。另外，电容型套管的电容量比较小，很容易遭受到各种各样的干扰。

7 结束语

总之，随着在线监测技术以及故障诊断技术的迅速发展，状态检修已经逐渐进入了实用化。它带来了巨大的经济效益，因此在国内外的电力行业都引起了广泛的重视。在这方面的理论研究以及生产实践都在不断地深入，应用的范围也在不断扩大。目前，状态检修在技术研究以及实践应用方面都已经取得显著的成效。

【参考文献】

[1]陈绍光.电力系统二次设备状态检修探讨[J].云南水力发电，2005，21（5）：53-56.

[2]唐剑东，夏利霞.电力设备状态检修[J].电气时代，2007（6）：80.

[责任编辑：丁艳]