項目二　電力變壓器試驗

【項目描述】

變壓器試驗的主要目的是判定變壓器在安裝和運行中是否受到損傷或發生變化以及驗證變壓器性能是否符合有關標準和技術條件的規定。本項目以油浸式變壓器為例，介紹了變壓器交接驗收、預防性試驗、檢修過程中的常規電氣試驗標準、作業程序、試驗結果判斷方法和試驗注意事項等。

【知識要求】

◆掌握變壓器故障原因及類型。

◆掌握變壓器預防性試驗。

◆掌握變壓器特性試驗。

【技能要求】

◆能掌握電力變壓器的試驗項目，做好安全措施。

◆能簡單講述各電氣設備的功能。

◆能掌握各設備之間的電氣連接關系。

電力變壓器是電力系統中重要的電氣設備之一，它一旦發生事故，則所需的修復時間較長，造成的影響也比較嚴重。隨著我國電力工業的迅速發展，電網規模不斷擴大，電力變壓器的單機容量和安裝容量隨之不斷增加，電壓等級也在不斷地提高。一般而言，容量越大，電壓等級越高，變壓器故障造成的損失也就越大。

變壓器按絕緣材料可以分為干式變壓器、油浸式變壓器、六氟化硫變壓器。其中油浸式變壓器應用比較廣泛，絕緣油起著絕緣和散熱的雙重作用，每臺油浸式變壓器都要用大量的油、紙等絕緣材料。變壓器絕緣對變壓器的體積，重量，造價有很大的影響，變壓器絕緣的質量以及運行中對絕緣的維護，對變壓器可靠運行的影響就更為突出。變壓器所發生的事故中，相當大的部分是由于絕緣問題造成的，根據110kV及以上的變壓器所發生的事故統計，其中由絕緣引起的故事占80％以上。因此，認真研究和正確處理變壓器的絕緣問題，是保證變壓器安全可靠運行的重要環節。

變壓器故障的原因主要有如下幾種：

1.選用材料或安裝不當

包括絕緣等級選擇錯誤，電壓分接頭選擇不當以及保護繼電器、斷路器不完善等。

2.制造工藝質量不好

由于選取的制造材料（導電材料、磁性材料、絕緣材料等）不好，或是設計的結構不合理，裝配工藝水平不高，造成變壓器發生故障。

3.運行、維護不當

由于操作不當或其他故障造成變壓器過負荷或者檢修維護時造成連接松動，甚至使異物進入變壓器，都會使變壓器發生故障。

4.異常電壓

主要是雷電過電壓和內部過電壓。過電壓的作用時間雖然很短，但是過電壓的數值卻大大超過了變壓器的正常工作電壓，因而容易造成變壓器絕緣損壞，導致變壓器不能正常工作。

5.絕緣材料老化

這一方面是由于絕緣材料的自然老化而造成的；另一方面，當變壓器過負荷運行或內部出現某些異常（如局部放電、局部過熱等）時，將會加速變壓器絕緣材料的老化，從而引發故障。

變壓器故障的種類可以分為內部故障和外部故障。

電力變壓器的內部故障主要有過熱性、放電性及絕緣受潮等類型，主要發生在油箱、附件和其他外部裝置故障等。變壓器的內部故障包括繞組故障（絕緣擊穿、斷線、變形）、鐵芯故障（鐵芯疊片絕緣損壞、接地、鐵芯的穿芯螺栓絕緣擊穿等）、裝配金具故障（焊接不良、部件脫落等）、電壓分接開關故障（接觸不良或電弧）、引線接地故障（對地閃烙、斷裂）、絕緣油老化等。

變壓器外部故障主要是變壓器油箱外部絕緣套管及其引出線上發生的各種故障，其主要類型包括絕緣套管閃絡或破碎而發生的單相接地（通過外殼）短路，引出線之間發生的相間故障等。

運行的變壓器發生不同程度的故障時，會產生異常現象或信息。根據這些現象或信息進行分析，從而判斷故障的性質、嚴重程度和部位，能及時發現局部故障和輕微故障，以便采取措施消除故障，防止變壓器損壞而停運，提高電力系統運行可靠性，減少損失。

變壓器故障診斷中應綜合各種有效的檢測手段和方法，對得到的各種檢測結果要進行綜合分析和評判，變壓器常規故障綜合診斷如圖2-1所示。

在電氣性能方面，為了使變壓器絕緣能在額定工作電壓下長期運行，并能耐受可能出現的各種過電壓的作用，國家標準中規定了各種變壓器的耐壓試驗項目和相應的試驗電壓值。變壓器絕緣應能承受規定電壓下的各種耐壓試驗的考驗，例如交流耐壓，沖擊耐壓等。

【技術標準】

按“電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準”（中華人民共和國國家標準GB 50150—2006），DL/T 596—1996電力設備預防性試驗規程，中國南方電網有限責任公司企業標準Q/CSG 10007—2004《電力設備預防性試驗規程》。電力變壓器的試驗項目，應包括下列內容：

（1）絕緣油試驗或SF6氣體試驗；

（2）測量繞組連同套管的直流電阻；

（3）檢查所有分接頭的電壓比；

（4）檢查變壓器的三相接線組別和單相變壓器引出線的極性；

（5）測量與鐵芯絕緣的各緊固件（連接片可拆開者）及鐵芯（有外引接地線的）絕緣電阻；

（6）非純瓷套管的試驗；

（7）有載調壓切換裝置的檢查和試驗；

（8）測量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比或極化指數；

（9）測量繞組連同套管的介質損耗角正切值tanδ；

（10）測量繞組連同套管的直流泄漏電流；

（11）變壓器繞組變形試驗；

（12）繞組連同套管的交流耐壓試驗；

（13）繞組連同套管的長時感應電壓試驗帶局部放電試驗；

（14）額定電壓下的沖擊合閘試驗；

（15）檢查相位；

（16）油中溶解氣體色譜分析；

（17）測量噪聲。

實際上，由于現場條件限制，變壓器的絕緣試驗項目主要有：

（1）測量繞組連同套管絕緣電阻和吸收比、極化指數；

（2）測量繞組連同套管直流電阻；

（3）測量繞組連同套管直流泄漏電流；

（4）測量介質損耗角正切值tanδ；

（5）油中溶解氣體色譜分析試驗；

（6）繞組的電壓比、極性與接線組別；

（7）工頻交流耐壓試驗；

（8）感應耐壓試驗。

綜合上述試驗項目，試驗流程見圖2-2，具體操作可以參考本項目任務八電力變壓器現場交接試驗方案。