摘要：变压器是电力系统调节控制的核心设备，能实现原电能高低压转换控制，也是维持区域供电安全调度作业的重要保障。应用电气试验可以获得变压器各项数据，为准确掌握其运行状态及精准解决故障提供依据。本文现分析了电气试验及其原理方法，然后，重点研究了电气试验在变压器故障分析中的应用策略，以供参考。
关键词：电气试验；变压器故障；故障分析
变压器是电力系统重要的变电设备，是电力系统之中最主要的组成部分，其运行状态直接影响系统的安全性。保证变压器的安全可靠运行将直接影响电网安全，对国民经济的发展具有重要意义。电气试验是电气系统及电气设备使用前的综合性测试，根据测试结果，可判断故障状态下设备结构功能损耗及运行状态。为提高变压器运行稳定性与可靠性，要建立科学可行的故障检修制度，灵活应用各种预防性电气试验，来确定各种运行数据，为检修人员提供更加准确的数据信息，以提高故障处理效率。
一、常见的几种电气试验
（一）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。
（二）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。
（三）绝缘电阻试验
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。为了更好地判断绝缘是否受潮，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。
（四）交流耐压试验
交流耐压试验是针对某些局部缺陷，考验被试品绝缘承受各种过电压能力的有效方法，对保证设备安全运行有重要意义。交流耐压试验能真实有效地发现绝缘缺陷，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。
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二、电气试验在变压器故障分析中的应用策略
（一）绝缘油试验
变压器均需要在油箱内充满变压器油，利用其绝缘、测量、散热特点来对铁芯以及绕组组件进行保护，降低空气氧对绝缘材料的影响，提高变压器运行可靠性。高质量的绝缘油通过对内部所有空隙的填充，可以将所存空气全部排出，对各部件与空气之间进行了有效隔绝，因此能够提高变压器整体绝缘性。同时，与空气相比变压器油绝缘强度更高，能够对变压器内部所有部件绝缘性进行强化，保证绕组之间、绕组与铁芯、绕组与箱油盖之间的良好绝缘效果。绝缘油试验主要包括：外观、水溶性酸pH值、酸值、闪点、含水量、击穿电压、界面张力、tanδ、体积电阻率、油中含气量。
（二）变压器直流电阻试验
直流电阻就是元件通上直流电，所呈现出的电阻，即元件固有的，静态的电阻。变压器直流电阻测量是变压器试验中既简便又重要的一个试验项目，能有效的检查出绕组内部导线接头的焊接质量、引线与绕组接头的焊接质量、电压分接开关各个分接位置及引线与套管的接触是否良好、并联支路连接是否正确、变压器载流部分有无断路、接触不良以及绕组有无断路现象。试验规程规定预防性试验中，1.6MVA以上变压器，各相绕组电阻相间的差别不应大于三相平均值的2%（警示值），无中性点引出的绕组，线间差别不应大于三相平均值的1%（注意值）；1.6MVA及以下的变压器，相间差别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%（注意值）。
（三）绝缘电阻和泄漏电流试验
当直流电压作用于介质上时，通过介质中有传导电流、吸收电流和几何电流等三部分电流。其中几何电流是极短暂的充电电流，加压瞬间很大，然后很快下降到零。传导电流即泄漏电流，它是电导电流，与加压时间无关，表现为恒定的值，它的数值反映着绝缘内部是否受潮、表面脏污或有无局部缺陷。传导电流对应为测量的绝缘电阻值。吸收电流则与测量的绝缘电阻吸收比密切有关。测量变压器绕组绝缘电阻、吸收比（极化指数）、泄漏电流能有效地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，如绝缘子破裂、引线靠壳等缺陷。
（四）短路试验
变压器的短路试验是测量额定电流下的短路损耗和阻抗电压，其电源和测量线路与空载试验一样，所不同的是非电源侧的绕组要人为短路。按照规定，220kV及以上相间偏差≤2%，初值差≤3%；110kV及以下相间偏差≤3%，初值差≤5%。通过变压器短路试验，可以发现的缺陷有：变压器的各结构件（屏蔽、压环和电容环、轭铁梁板等）或油箱壁中由于漏磁通所引起的附加损耗过大和局部过热、油箱箱盖或套管法兰等附件损耗过大和局部过热、带负荷调压的电抗绕组匝间短路、大型电力变压器低压绕组中并联导线间短路或换位错位。通过测量阻抗电压可以发现在运行中变压器出口侧发生短路，变压器内部几何尺寸的改变。
三、结语
综上所述，对于变压器来讲，其作为电力系统重要组成部分，决定了整个系统运行可靠性与稳定性。35kV变压器是电网规模化发展中必须配备的专用设备，有助于实现系统电压数值调控的均衡性，建立更加“安全、高效、优质”的供电传输服务。随着社会用电量大幅度增长，变压器承载的电压调度荷载也日益扩大，导致变压器设备故障率明显增加。通过电气试验可以实现变压器故障的一体化处理，按照设定数据执行可行的方案，不仅掌握了变压器性能变化状态，也实现了故障分析结果的标准化，从而提高了变压器结构性能的稳定性。
参考文献
1]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(31):149.
[2]高一晟.电气试验在变压器故障分析中的应用研究[J].中国设备工程,2017(20):46-47.
[3]秦赫彬.电气试验在变压器故障分析中的研究[J].智能城市,2016,2(11):257.
[4]李洋,李朋,田新,曹书强.电气试验在变压器故障分析的应用[J].通讯世界,2016(13):151-152.
论文作者:欧阳国泉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：变压器论文; 绕组论文; 电流论文; 测量论文; 电阻论文; 电气论文; 电压论文; 《电力设备》2018年第27期论文;