电力变压器高压试验技术及故障处理方法研究

罗恒，李晓梅，孔继蕾，王韧，王晖，蔺鑫

（云南电网有限责任公司临沧供电局，云南 临沧 677000）

0 前言

电力变压器作为电力系统中的重要电气设备，承担着电能的传输、分配和变换等重要功能，见图1。为了确保变压器的安全稳定运行，需要对其进行定期的高压试验和故障处理。高压试验是保证变压器电气性能的重要手段，可以检测出变压器内部存在的隐患和缺陷，及时采取措施进行修复和调整，保证其安全可靠运行。同时，随着电力系统的不断发展和变化，变压器的使用环境和工作条件也在不断变化，变压器故障问题也日益复杂多样化。因此，对变压器的故障处理方法进行研究和总结，具有十分重要的实际意义。本文旨在对电力变压器的高压试验技术及故障处理方法进行研究和探讨，通过对变压器的基本原理和结构特点的介绍，深入分析了高压试验的方法和注意事项，总结了常见的变压器故障类型和处理方法，并介绍了一些新型的变压器高压试验技术和故障处理方法的研究进展。

图1 电力变压器

1 电力变压器基本原理和结构特点

电力变压器是电力系统中的核心设备之一，它具有将高电压变为低电压、或低电压变为高电压的功能，同时也能实现电力系统中电能的传输和分配。在电力系统中，变压器的重要性不言而喻，因此掌握变压器的基本原理和结构特点，对于电力系统的运行和维护都具有非常重要的意义[1-3]。

1.1 变压器基本原理

变压器的基本原理是利用电磁感应原理将电源端的电能变成输出端的电能。根据法拉第电磁感应定律，当变压器的初级线圈通电时，会在铁芯中产生一个磁场，这个磁场会感应次级线圈中的电流，从而产生次级电压。变压器的变比是指输出电压与输入电压的比值，变比越大则输出电压就越高。变压器的变比与初级线圈和次级线圈的匝数成正比，即变比= 次级匝数/初级匝数。在实际应用中，变压器的变比是固定的，一般不能随意改变，所以设计时需要根据具体的需要进行选择。

1.2 变压器结构特点

电力变压器通常由铁芯、初级线圈、次级线圈、绕组屏、绝缘结构、冷却器等部分组成。铁芯是变压器中的重要部分，其作用是集中磁力线，防止能量的损失。初级线圈和次级线圈都是由导线绕成的线圈，初级线圈通电产生磁场，而次级线圈则接收磁场并产生电流。绕组屏主要是为了保护绕组和连接线。绝缘结构则是为了保证变压器在高电压下能够安全运行。冷却器的作用是对变压器进行散热，防止变压器过热。

2 变压器高压试验技术

2.1 高压试验的目的和意义

高压试验是指对变压器进行高电压测试，其主要目的在于检验变压器的绝缘性能是否符合要求，同时也可以发现和预防变压器的潜在故障。由于变压器在电力系统中具有重要的作用，一旦出现故障会对电力系统的安全运行产生极大的影响，因此进行高压试验可以有效保障电力系统的安全稳定运行。

2.2 高压试验方法和设备

常用的高压试验方法包括交流高压、直流高压和谐波高压等。其中，交流高压试验是最常用的一种方法，其测试电压可以高达数百千伏。在进行高压试验时，需要使用专门的高压试验设备，如高压发生器、高压变压器、高压绝缘子和高压电缆等。

2.3 高压试验注意事项

在进行高压试验时需要注意以下事项：第一，测试前应对变压器进行详细的检查，确保其运行状态良好，没有明显的故障或隐患。第二，测试前应清理变压器的表面，确保无任何污垢或电介质残留，以保证测试的准确性和安全性。第三，在进行高压试验时，应严格遵守相关的安全规定和操作规程，以确保测试过程的安全可靠。第四，在进行高压试验时，应注意测试电压的大小和测试时间的长短，以确保测试过程的有效性和可靠性。第五，在测试结束后，应对变压器进行详细的检查和评估，对测试结果进行分析和处理，并对变压器的维护和修理进行及时的安排和处理。

3 变压器故障类型和处理方法

3.1 变压器故障类型的分类和特点

变压器故障类型多种多样，常见的故障类型包括绕组故障、油漏故障、绝缘老化和沉积物堵塞等。根据故障的性质和原因，可以将变压器故障类型分为以下几类：1）电气故障：包括绕组短路、断路、匝间短路、接触不良等。2）机械故障：包括轴承故障、机构故障、机械碰撞等。3）绝缘故障：包括绝缘老化、击穿、漏电等。4）冷却故障：包括冷却系统故障、过热等。

不同类型的故障对变压器的影响也不同，有些故障会导致变压器停机，有些故障则会影响变压器的性能和寿命。因此，在变压器的运行过程中，必须对各种故障进行及时的检测和处理，以保证变压器的正常运行[4-6]。

3.2 常见变压器故障的处理方法

变压器作为电力系统中重要的设备，出现故障时需要及时处理，保障电力系统的正常运行。常见的变压器故障包括：绕组故障、绝缘老化、过载运行、接地故障等。

3.2.1 绕组故障的处理方法

绕组故障是指变压器中绕组发生的故障，如短路、开路等。如果出现绕组故障，应该及时采取措施进行维修或更换。在维修时，需要根据具体情况选择不同的维修方式。如对于小规模的绕组故障可以进行现场修复，而对于大规模的故障则需要进行更换。在更换绕组时，应注意选用合适的材料和工艺，保证绕组质量。

3.2.2 绝缘老化的处理方法

绝缘老化是指变压器中的绝缘材料老化失效，如绝缘油、绝缘纸等。出现绝缘老化需要及时更换变压器的绝缘材料。在更换时需要选择合适的材料，按照正确的工艺进行更换。同时，为了延长绝缘材料的使用寿命，应加强变压器的维护保养，定期检查和测试绝缘材料的状态。

3.2.3 过载运行的处理方法

过载运行是指变压器长时间运行在超过额定负载的状态下，导致变压器过热、绝缘老化等故障。为了避免过载运行引发的故障，应严格控制变压器的运行负载，避免超负荷运行。对于已经出现过载运行导致的故障，需要及时停机检修，更换损坏的部件，同时加强对变压器的管理和监测，确保其正常运行。

3.2.4 接地故障的处理方法

接地故障是指变压器绝缘材料发生破损，导致绕组与地接触而产生的故障。出现接地故障需要及时采取措施进行维修。在维修过程中，需要先找到故障点，进行绝缘处理或更换损坏部件。为了避免接地故障的发生，应加强对变压器的维护保养，定期检查绝缘材料的状态。

3.3 变压器维护与检修

变压器的正常运行需要定期进行维护和检修。维护包括油位、油色、油温等的检查和调整，以及保护装置的检测和校验；检修则包括变压器内部的清洁、绝缘油的更换、绝缘材料的检查和更换等。以下是变压器维护和检修的一些注意事项：油位和油色的检查：变压器绝缘油的油位应该保持在油箱中线以上，油色应该清澈透明。如果发现油位偏低或油色变浊，需要及时添加或更换绝缘油。油温的控制：变压器绝缘油的温度应该控制在正常范围内，避免温度过高或过低，以免影响变压器的正常运行。保护装置的检测和校验：变压器的保护装置应该定期进行检测和校验，确保其能够及时准确地发现和处理变压器故障。变压器内部的清洁：变压器内部应该保持清洁干燥，避免杂质和水分的积聚，影响变压器的绝缘性能。绝缘油的更换：变压器绝缘油的使用寿命有限，一般需要定期更换。更换绝缘油时应该选择适当的时间和方法，避免对变压器的影响。绝缘材料的检查和更换：变压器的绝缘材料如绝缘纸、绝缘垫等也需要定期检查和更换，确保其绝缘性能符合要求[7-10]。

维护和检修对于保证变压器的正常运行和延长使用寿命非常重要。但是需要注意的是，在进行维护和检修时需要遵循相应的安全规范和操作规程，避免发生意外事故。同时，还需要根据变压器的具体情况和工作条件，制定合理的维护和检修计划，确保变压器的安全可靠运行。

4 结束语

本文对电力变压器高压试验技术和故障处理方法进行了研究和分析，探讨了变压器高压试验的目的和意义，以及高压试验的方法和注意事项。同时，还介绍了变压器故障类型的分类和特点，以及常见的故障处理方法和变压器维护与检修。在未来的工作中，我们可以进一步探索和研究电力变压器的高压试验技术和故障处理方法，结合新的技术和方法，不断提高变压器的安全性和可靠性，推动电力系统的发展。