（山东泰开变压器有限公司 山东泰安 271000）
摘要：油浸式变压器安全运行寿命主要是由其绝缘老化程度所决定的，从目前国内变压器运行情况来看，许多变压器已经接近其使用年限，但是其中仍有一些变压器可在良好运行条件下继续运行多年。因此，评估变压器绝缘老化程度对于电力行业来说是十分必要的。绝缘诊断法分为电气法和非电气法。回复电压法就是一种可以无损地诊断变压器油纸绝缘状态的电气方法。
关键词：油浸式变电器；油纸绝缘；回复电压法；绝缘老化诊断；
1 油浸式变压器是电力系统重要的变电设备，是电网能量转换、传输的核心，其绝缘状态的好坏直接影响整个电力系统的安全性。在大型变压器事故中，绝缘故障引发事故的比例较高。目前大型电力变压器的设计寿命通常为20--40 a，因此，定期对变压器进行诊断，掌握其绝缘状态，制定科学合理的变压器运行检修计划以及更换计划，对提高变压器的利用率和整个电网运行的安全可靠性都具有重要意义。
2 回复电压测试及等效电路模型
回复电压法测试原理就是在绝缘介质两端施加一个直流极化电压，此时介质发生极化过程，内部偶极子发生转向并定向排列，两端聚集大量自由电荷。一段时间后去除该极化电压并短接介质两端，介质处于去极化过程，原先的自由电荷被部分释放。断开短接线后，介质仍处于去极化过程，剩余的自由电荷将在介质两端产生一个电压，称为回复电压。一个完整的测试周期包括:充电、放电、测量及松弛4个阶段。其中包括3个特征量:回复电压峰值Urmax、回复电压初始斜率Si及峰值时间tp。通过改变充电时间，循环测试回复电压的特征量，便可得到回复电压峰值的最大值及对应的时间(即主时间常数)与初始斜率最大值这3个特征量。油纸绝缘变压器绝缘介质主要包括:油隙、撑条和纸筒。由于上述介质响应速度各不一样，单一的极化等效电路已经无法准确地反映绝缘介质的实际情况。因此，采用扩展德拜模型的极化等效电路。
3 变压器油纸绝缘老化的影响因素
油浸式变压器中最主要的绝缘材料是变压器油，变压器油是从石油中提取出来的，主要成分为碳氢化合物，品质良好的变压器油，其绝缘性能和散热性能都是极佳的。但随着使用年限的增加，变压器油的电气性能会不断下降，击穿电压会降低，介损和酸值会增大。
4 油纸绝缘老化状态试验分析
5 绝缘老化对等效电路的影响分析
油纸绝缘变压器老化特征量都会反映在回复电压极化谱，而回复电压极化谱又可以用扩展德拜等效电路来表征，因此，可以通过研究扩展德拜等效电路来诊断油纸绝缘变压器老化状况，从而找到等效电路参数与油纸绝缘老化特征量的内在联系。
5.1 检修前、后等效电路参数的特点，首先，对１台１９９３年投入运行的２４０ＭＶ•Ａ，２２０ｋＶ变压器Ｔ２的高压侧进行检修前、后的回复电压测量，并运用测试获得的回复电压特征量数据组求解检修前、后的等效电路参数，如变压器检修主要是换油和内部干燥处理，检修后，绝缘内部杂质很少，微水含量亦很低，其绝缘状态变好，各极化支路的弛豫时间都会有所增长。变压器Ｔ２检修后，其等效电路的几何电容变小，绝缘电阻变大，各极化支路的时间常数均变大，与理论分析结果相符。
5.2 高压、低压绕组等效电路参数的特点，回复电压法可以单独对变压器的各绕组进行测量，从而分析各绕组的老化状况，特别是各绕组的绝缘纸老化状况，为更换变压器绕组提供可靠依据，这也是时域介质响应诊断法的一个独特优点。现对１台刚投运的２４０ＭＶ•Ａ，２２０ｋＶ的变压器Ｔ３的高压侧、低压侧进行回复电压测量，并运用测试获得的回复电压特征量数据组求解两侧的等效电路参数，变压器Ｔ３高压侧、低压侧等效电路参数从表３可以看出，高压侧等效电路参数与低压侧的对比，极化等效电路中的小时间常数支路的极化电阻、极化电容、时间常数几乎不变，而中、大时间常数支路的极化电阻、时间常数均变大，极化电容均变小，且几何等效电路中的绝缘电阻、时间常数均变大，几何电容变小。对于一台新的变压器，绝缘系统处于最佳状态，不论是高压侧还是低压侧，绝缘油的状态都是一样的，只有绝缘纸随着电压等级升高，其绝缘要求越高，所以高压侧绝缘纸的绝缘性能要比高压侧的好。同时由于绝缘油是极性分子，在绝缘介质极化过程中反映快速极化响应，绝缘纸是非极性分子，在绝缘介质极化过程中反映慢速极化响应。根据以上分析，可以得出一个重要结论：等效电路中的小时间常数支路反映绝缘油的老化状态，大时间常数支路反映绝缘纸的老化状态，而中时间常数支路则反映油纸绝缘界面极化状态。
利用等效电路参数可以准确有效地诊断油纸绝缘变压器的老化状态，等效电路中的小时间常数支路反映弛豫响应速度快的绝缘油老化情况，大时间常数支路反映弛豫响应速度慢的绝缘纸老化情况，而中时间常数支路反映油纸绝缘的界面极化现象。
参考文献：
[1] 周喻彪.电力变压器油纸绝缘热老化研究综述.2016.
[2] 张凯，李亚妮，吴艳锋，等.变压器油纸绝缘老化状态的分析方法.2016.
[3]周美英，喻晓峰，基于回复电压法的变压器油纸绝缘老化状态分析，2015.
论文作者:徐爽
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/2
标签：变压器论文; 等效电路论文; 电压论文; 油纸论文; 支路论文; 介质论文; 状态论文; 《电力设备》2017年第35期论文;