（广东电网责任有限公司汕头供电局 广东汕头市 515800）
摘要：作为我国电力系统中重要的电力转换装置，220kv电力变压器运行的性能与质量对我国的经济发展和社会进步具有至关重要的意义。为了实现对220kv电力变压器运行故障精准、有效的诊断，提高变压器运行的稳定性与安全性，必须不断强化对于220kV电力变压器的高压现场试验工作，以达到对变压器运行故障的效率排查、事故原因的精准分析、设备及时有效的修护、运行性能持续稳定的优化等电力现代化发展的目标。
关键词：220kv变压器；高压试验、故障诊断
在我国现代化发展对电能需求快速提升的今天，220kv输变电设备在电力系统中的比重和重要程度越来越高，为了达到220kv输变电设备在维护并强化我国电力系统可靠性和经济性上的作用，通过油色谱分析、直流电阻、绕组绝缘电阻、泄露电流、铁心和夹件绝缘电阻、绝缘油等的现场试验分析，精准获得故障产生的原因，从而为更加有效的故障排除和性能维护提供实施依据，也就成为我国电力企业在高压电力系统领域获得质的提升的关键性工作。
1、220kV电力变压器的高压试验实施主要条件和技术要点
1.1试验环境
由于试验的环境，特别是温度对变压器的绝缘电阻等性能会构成影响，因此，在进行试验前期，一定要根据试验的项目的具体要求，对实验环境进行必要地掌握和把控，尤其是在开展室外的高压试验过程中，需选择适宜温度和湿度，且能够实现保证温度相对恒定的情况下予以进行，从而减少试验的环境干扰因素，提高试验的精准度和效率。
1.2升压速度
在高压试验过程中，电流升压速度会存在在整个试验过程中，由于试验环境的特殊以及试验工具规格和性能的不同，会造成升压速度对泄漏电流不同程度的冲击，从而影响到试验数据精准性，因此在试验过程中，强化对变压器电容容量的测定，并以此为基础灵活掌控升压速度，减少操作误差的发生，从而不断提高试验数据的准确性和可靠性。
1.3变压器接线与引线连接
高压试验前需要做好各项准备工作，其中最重要的就是要检查变压器的各个部分的接线和回路是否正常，是否出现线圈过热等不良现象，并且需保证变压器与控制箱接地的有效性和可靠性，从而确保高压试验的安全与准确，尽可能降低测量的误差。
1.4试验电源频率
变压器设计时，为了提高设备运行的经济性，通常把额定电压下的磁通密度选择在磁化典线的拐弯点之上，因此在进行变压器的相关试验时，一定要根据试验项目与标准的不同，根据施加电压额定电压之间的关系，对实验电源的频率进行有效地控制与调整[1]。比如在感应耐压实验时，由于施加电压比额定电压要大得多，因此为了防止铁心饱和现象的发生，影响实验的进度和可靠性，可以适当提高实验电源的频率。
2、220kV电力变压器的高压试验的内容与价值
2.1测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数
由于在变压器的运行过程中，由于环境的变化，会导致绝缘整体及其部件的受潮、脏污以及贯穿性缺陷的发生，便会产生诸如各种贯穿性短路、瓷件破裂、引线接壳等故障，因此就需要对变压器的绕组，包括套管的绝缘电阻、吸收比和极化指数进行有效地测量，提高对绕组和套管的运行性能的控制与维护能力
吸收比是变压器60秒绝缘电阻值与15秒绝缘电阻值之比（即R1min/R15s），而极化指数则为10分钟绝缘电阻值与1分钟绝缘电阻值之比（即R10min/R1min），绕组绝缘电阻的吸收比和极化指数都在一定程度上反应出绝缘是否受潮，而在对其进行测量的时候，必须注意以下几个技术要点：1、对于220kv的变压器，兆姆表输出电流应不小于3mA；2、应在测量前、后对绕组进行充分地放电，如果测量过程中出现中断，必须将被测量绕组重新进行充分放电才能继续有效实施；3、测量的温度应以顶层油温为准，且尽量在油温低于50度时进行，并保证测量时的温度尽量接近；
2.2绕组连同套管的直流电阻测量
通过该项预防性试验，主要对绕组焊接的质量、分接开关的接触性能、绕组导体或引出线的断股或开路问题、层匝间的短路现象进行检查，目前该试验的方法主要是通过专业的测试仪对绕组的直流电阻进行有效的测量，但仍需关注一下几个技术要点，才能实现测量的精准与可靠：1、测量前应对绕组的状态进行必要的考察，记录测量前的温度与绝缘油的温度，并保证测量端子和无载分接开关的触头的接触性能良好[2]；2、测量时绕组电阻相互间的差别不得大于三相平均值的2%（1.6MVA以下的变压器不得大于4%）；3、测量电流最好不要超过额定电流的20%，且宜选用50A-100A的测量电流，从而尽量缩短测量的时间；3、测量结束后，应避免放电不完全的情况下断开测量回路，且需对的测量结果进行同一温度下的换算，以更好地与历史数据和标准数据进行比较，以更好地确定故障因素。
2.3铁心绝缘电阻的测量
由于铁心的绝缘电阻是反映铁心与地电位的金属件之间绝缘状况的重要因素，所以为了确保变压器的绝缘状况良好，并避免变压器多点接地状况的发生，就需要对铁心的绝缘电阻进行测量，从而确保铁心及其夹件正常而有效地运转，避免由于出现两点或多点接低等不良现象产生的闭合回路，进而在变压器运行过程中产生环流，引起铁心过热的情况发生。该试验主要是通过打开铁心接地的连接片，通过2500v兆欧表分别对铁心接地、夹件对地、铁心对夹件的绝缘电阻进行测量[3]。
2.4绕组连同套管的介质损耗及电容量的测量
绕组及其套管的介质损耗及电容量是判断变压器绝缘状态的又一重要指标和手段，它能够对绝缘总体的干燥质量、吸潮程度、清洁程度和老化情况进行检查，以确定变压器绝缘的可靠性，并以此及时发现绝缘是否存在局部的缺陷。一般分为一次引线全部拆开和不拆开高、中压引线两种情况的测量，两种情况在测量部位和接地部位的选择上有着很大的区别：一次引线全部拆开时，一般采用绕组介损和末屏对地介损两种接线方式进行测量，其主要测量部位和接地部位显示如表一：
表一：变压器的测试部位
在不拆开高、中压引线的情况下，一般采用测量高、中压绕组对低压绕组及铁心和夹件的介质耗损，且在测量时必须先打开铁心和夹件的接地端子。此外绕组连同套管的介质损耗及电容量的测量还需注意以下技术要点：（1）测量温度以变压器上层油温为准，且尽量在油温低于50摄氏度的时候进行，每次测量需保证温度的相似接近性；（2）220kv的绕组试验电压控制在10kv左右，（3）测量环境温度不低于5摄氏度，湿度需在80%以下；（4）试验时被测变压器的每个绕组各项应短接（包括中性点引线）。
2.5变压比及接线组别试验
变压器联结组别是变压器的重要参数，在变压器空载运行的条件下，高压绕组的电压和低压绕组之间的电压比称之为变压器的变压比[4]。为了保证变压器中绕组的电压比不再标准范围内产生较大地波动，并检验绕组匝数比是否准确，各分接引线和开关的是否精准连接，往往需要对变压器的变压比和接线组别进行测量。
在对变压器的变压比及接线组别进行测量的时候，需要注意以下几点事项：（1）接线测试前一定要对变压器进行充分的放电；（2）试验电源应与仪器的工作电源保持一致；（3）接测试线时必须知晓变压器的极性或接线组别；（4）变压器需换档测量时，必须停止测量，在进行切换。
除以上几种变压器的高压预防性试验以外，还有油中溶解气体色谱分析、绝缘油试验、交流耐压、穿心螺栓和铁轭夹件及线圈压环等的绝缘电阻、冲击合闸试验等高压试验，都是为了为了强化对变压器及其部件绝缘等性能的控制与提升，有效杜绝运行故障，优化运行可靠性的手段，但必须严格结合测试项目的实施标准和步骤，并参考设备的实际状态，不断增强试验的计划性、科学性和准确性。
3、高压试验在220kV电力变压器故障诊断上的具体运用
3.1铁心故障诊断
由于铁心的多点接地会对变压器及其绝缘油的绝缘效果产生不良影响，因此，需要通过在线测量、带电取油（色谱分析法）、停电测试（绝缘电阻法）等预防性测试进行检测，从而从变压器的接地引线电流值、总烃及气体成分的含量、绝缘电阻值的测量得到铁心是否出现过热或是多点接地的情况，以此采取相对应的处理方式，实现铁心绝缘的良好和接地的准确。
3.2短路故障的诊断
目前配电变压器的抗短路强度需要靠变压器的短路试验进行有效提高，短路试验为预先试验和后置试验两种，实际的应用中多为后置短路。在系统运行时，假设要测量线A和线B之间有没有短路，线A和线B之间对零线可能有电压，它们线上的电势分别为电势A和电势B，如果两条线之间有相对比较高的电压，可以证明电势A和电势B是不相等的，也就是说电势A和电势B之间有电压差，这两条线不是等电势的，这两条线并没有短接在一起。如果线A和线路B使用交流电压档测量没有电压，通过直流电压的测试，确认是否存在直流电压，这个样可以证明电势A和电势B的相等性，然后进行直流电阻的测量，如果接近0欧姆，说明这两条线是短路在一起的。
结语
220kv电力变压器作为我国电力系统重要的组成部分，需要不断依靠对变压器的高压预防性试验的强化来提高对设备运行质量的维护和对变压器故障的有效排查和及时规避，从而不断提高我国电力系统运行的稳定与可靠，为我国的经济发展和社会进步提供源源不断且高质量的电力供应。
参考文献：
[1]金圣灿. 电力变压器高压试验技术及故障处理研究[J]. 引文版：工程技术，2015（32）：295-295.
[2]许明强. 关于高压试验中变压器实验问题与故障处理措施分析[J]. 山东工业技术，2015（24）：286-286.
论文作者:郭伟,杜纯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/5
标签：变压器论文; 测量论文; 绕组论文; 铁心论文; 电阻论文; 电势论文; 电压论文; 《电力设备》2018年第22期论文;