（1.武汉供电局，武汉；2.广东中试所）摘要经由过程对年夜型电力变压器预防性实验，如尽缘、直流电阻丈量、介质消耗因数、局部放电实验、线圈变形、油中消融气体分析、油中含水量等等，探讨预防性实验有用性，并对检测方式、故障诊断和电力变压器状态检修的现状与成长提出建议。要害词预防性实验电力变压器有用性分析Abstract：Accordingtopreventivetestsforbigpowertransformer,suchasinsulationresistanceanddirectc

urrectresistancemeasure，dielectriclossfactor,partialdischargetest,windingdeformation,oil-paperinsulationdissolvedgasanalysis,oilwatercontentandsoon,discussedtheeffectivenessan

alysisofpreventivetest．somemethodsandadvisementsaresuggestedtodetectfaultdiagnosis,currectstatusanddevelo

pmentofcondition-basedmaintenanceofpowertransformer．KeyWordspreventivetestpowertransformereffectivenessanalysis　0概述电力变压器是电力系统电网平安性评价的重要装备，它的平安运行具有极为重要意义，预防性实验是保证其平安运行的重要措施。预防性实验的有用性对变压器故障诊断具有肯定性影响，经由过程各类实验项目，获取准确靠得住的实验成效是准确诊断变压器故障的基本条件。凭据《电力装备预防性实验规程》（L／T596—1996）电力变压器实验项目共有32项，如表1所示。表1电力变压器实验项目序号实验项目序号实验项目1油中消融其他色谱分析17局部放电2绕组直流电阻18有载调压装配的实验和检查3绕组尽缘电阻、吸收比或（和）极化指数19测温装配及其二次回路实验4绕组介质消耗因数20气体继电器及其二次回路实验5电容性套管的介质消耗因数和电容值21压力释放器校验6尽缘油实验22整体密封检查7交流耐压实验23冷却装配及其二次回路检查实验8铁心（有外引线地线的）尽缘电阻24套管中电流互感器尽缘实验9穿心螺栓、铁轭夹件、绑扎钢带、铁心、线圈压环及屏障等的尽缘电阻25全电压下空载合闸10油中含水量26油中糠醛含量11油中含气量27尽缘纸（板）聚合度12绕组泄漏电流28尽缘纸（板）含水量13绕组有分接头的电压比29阻抗丈量14校核三相变压器的组别或单相变压器极性30振动15空载电流和空载消耗31噪声16短路阻抗和负载消耗32油箱概况温度丈量表1中的实验项目基本上按其重要性和有用性的顺序排列，在总共32个实验项目中，有些是在变压器解体后才能进行的，如第9、24、27、28项及第18项中部门项如过渡电阻、接触电阻丈量等；有些是与其它项目同时进行或附带进行的，第14项、18项的部门项等；有些是变压器投运前或投运后的例行检查、实验项目，如第19、20、21、22、23、25、30、31项；有些是在非凡情况下才进行，如第15、16、32项，对于第7项的交流耐压实验是一种破坏性实验，对实验装备要求很高，现场条件很难知足，仅作为变压器尽缘水平的一种“考核”项目。凭据变压器现场运行的现实情况，在下列三种情形下需对变压器进行故障诊断：（1）正常停电状态下进行的交接、检修验收或预防性实验中一项或几项指标跨越尺度值；（2）运行中泛起异常被迫停电进行检修和实验；（3）运行中泛起其它异常造成事故停电，但变压器还没有解体（吊心或吊罩）；当泛起以上情况，需迅速进行有关实验，对变压器状态进行诊断，电力装备预防性实验规程中推荐了对于判定故障时可供选用的实验项目。若存在故障，则需进一步明确故障缘由或类型、年夜致部位、故障的严重水平和能否带故障短时间运行的判定依据。假设没有故障，则要分析泛起实验成效异常或其它异常现象的缘由。当变压器已解体，吊心或吊罩，此时实验目的一般不是为了故障诊断，而属于故障破除的问题。从实用工作角度看，经常使用的变压器故障诊断项目主要是表1中的第1、2、3、4、5、8、10、11、12、13、17、18、20、26、29项。　1油中消融气体分析变压器窜伏性故障是经由过程气相色谱法定性、定量分析溶于变压器油中气体来实现的。变压器油是矿物尽缘油，它由许多分歧份子量的碳氢化合物份子组成的夹杂物，份子中含CH3、CH2和CH化学基因，并经C—C键键合在一起。在变压器运行进程中，假设存在热门（电流效应）和放电（电压效应）好比局部过热（铁芯、绕组、触点等）、局部电晕放电和电弧（匝层间短路、沿面放电、触点断开等）等故障条件，均会引发尽缘油和固体尽缘物的裂解，使某些C—H键和C—C键断裂，使低份子烃类和一氧化碳、二氧化碳等气体发生速度加速，随着故障成长分化出的气体发生的气泡在油中经对流、扩散不竭消融在油中，当产气量人于消融量时，一部门气体进进气体继电器，可能引发瓦斯动作。故障类型及其能量密度(温度、放电水平)主要决议于故障性质，分歧故障或分歧能量密度其产气特征也是分歧的，一般故障性质与其特征气体特点见表2。所以故障气体的组成和含量与故障类型和严重性有紧密亲密关系，定期分析油中气体含量对于监测掌控变压器运行状态是十分有用的。表2故障性质与特征气体的特点序号故障性质特征气体的特点1一般过热性故障总烃较高，C2H2<5μl/l2严重过热性故障总烃高，C2H2>5μl/l，CH4占总烃的主要成份，H2含量较高3局部放电总烃不高，H2>100μl/l,CH4占总烃中的主要成份4火花放电总烃不高，C2H2>10μl/l，H2较高5电弧放电总烃高，C2H2高，并组成总烃中主要成份，H2含量高《变压器油中消融气体分析和判定导则》(DL／T722—2000)中划定了变压器油中氢和烃类气体的注重值，当运行中变压器内部气体组分如氢或乙炔、总烃等跨越划定中任一项数值时，均应引发注重，查明气体发生缘由，实时跟踪分析，同时考查产气速度，凭据装备运行历史状态和装备特点及外部情况等身分进行综合判定，如负荷、温度、油中含水量、油的庇护系统和轮回系统、油中尽缘纸种别等。经验证实：对变压器故障部位的准确判定，有赖于对其内部结构和运行状态的周全掌控，并连系历年色谱数据和其它预防性实验(直阻、尽缘、变比、泄漏、空载等)进行比力。值得注重的是，由于故障产气与正常运行发生的非故障气体在技术上不成分手，在某些情况下有些气体可能不是装备故障造成，如油中含水可与铁作用生成氢气，过热时铁心层间油膜裂解也可生成氢，新的不锈钢中也可能在加工进程中或焊接时吸附氢而运行后又缓慢释放，另外，某些操作也可生成故障气体，若有载调压变压器中切换开关油向变压器主油箱渗漏或选择开关在某个位置动作时悬浮电位放电的影响，装备油箱带油补焊，原注进油含有某些气体成年夜修后滤油不完全留有残气等，如我局陈家墩变电站10变压器在正常年限年夜修后投运前取样发现C2H2突然增至10ul/l，而修前此变压器均正常，后经查实是修时带油补焊取样阀门处法兰而至，经滤油及格后投运。又如宗关变电站10变压器从98年4月例行色谱分析中发现有问题，我们每隔3个月取样，至2000年10日其C2H2量维持在10～15ul/l，H2无或很少(<5ul/l)，CH4量20ul/l左右，C2H4量15ul/l左右，C2H6量5ul／l左右，原来数据一直正常，由于气体与低能量放电相符，但C2H2／H2>3，思疑是有载调压污染主油箱，比力此变主油箱、有载调压油箱和储油罐的油中消融气体，确认为开关油向变压器主油箱渗漏而至，经处漏后该变现一直运行正常。对一氧化碳和二氧化碳的判定，经验证实，当思疑装备固体材料老化时，一般CO2／CO>7，当思疑故障触及到固体尽缘材料时(>200℃)CO2／CO可能<3，故可从后一次的测试成效中减往上一次的测试数据，重新计较比值，以肯定故障是否触及固体尽缘。当思疑纸或纸板过度老化时，可适当测试油中糠醛含量或测试纸样聚合度。　2尽缘实验2.1绕组直流电阻的丈量：它是一项利便而有用的考查绕组纵尽缘和电流回路毗连状态的实验，能反映绕组焊接质量、绕组匝间短路、绕组断股或引出线折断、分接开关及导线接头接触不良等故障，现实上它也是判定各相绕组直流电阻是否平衡、调压开关档忙是否上确的有用手段。持久以来，绕组直流电阻丈量一直被认为是考查变压器纵尽缘的主要手段，有时甚至是判定电流回路毗连状态的法子。好比我局蔡甸某变压器2001年11月7日因雷击致使过电流35kVB相出口短路，产气剧烈重瓦斯动作，检查直流电阻时在其运行档V档时及格，但丈量I档时B相开路，色谱分析为高能量放电，疑是因雷击引发过流致使绕组V档以下有断股烧毁，吊心发现B相线圈下端部1到5柄烧毁熔断，经更换B相绕组后运行现运行优秀。2.2绕组尽缘电阻的丈量：绕组连同套管一起的尽缘电阻和吸收比或极化指数，对检查变压器整体的尽缘状态具有较高活络度，它能有用检查出变压器尽缘整体受潮、部件概况受潮或脏污和贯串性的集中缺陷，如各类贯串性短路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥等现象引发的半贯通性或金属性短路等。相对来说，单纯依靠尽缘电阻尽对值年夜小对绕组尽缘作判定，其活络度、有用性较低。一方面是由于丈量时实验电压太低，难以表露缺陷，另外一方面也由于尽缘电阻值与绕组尽缘结构尺寸、尽缘材料的品种、绕组温度等有关，但对于铁心夹件、穿心螺栓等部件，丈量尽缘电阻往往能反映故障，这是由于这些部件尽缘结构较简单，尽缘介质单一，正常情况下基本不承受电压，尽缘更多的是起隔离作用，而不像绕组尽缘要承受高电压，好比我们预试中曾屡次经由过程尽缘摇表发现变压器铁芯多点接地的情况，也曾经由过程尽缘电阻的丈量发现变压器套管瓷件破裂、有裂纹现象。2.3丈量介质消耗因数tgδ：它主要用来检查变压器整体受潮油质劣化、绕组上附着油泥及严重的局部缺陷。介损丈量常受概况泄露和外界条件(如干扰电场和年夜气条件的影响)，因而要接纳措施削减和消除影响。现场我们一般丈量的是连同套管一起的tgδ，但为了提高丈量的准确性和检有缺陷的活络度，有时也进行分化实验，以判别缺陷所在位置。如99年对李家墩2#变压器预试时，一相套管介损超标，摇尽缘只有20MΩ，极多是受潮引发，后拔出检查发现套管末屏底部有水份沉积，套管己整体受潮，经烘干处置后投运。丈量泄漏电流作用和丈量尽缘电阻相似，只是其活络度较高，能有用发现有些其他实验项目所不能发现的变压器局部缺陷。泄漏电流值与变压器的尽缘结构、温度等身分有关，在《电力装备预防性实验规程》中不作划定，只在判按时强调比力，与历年数据相比，与同类型变压器数据相比，与经验数据相比等。介质消耗因数tgδ和泄漏电流实验的有用性正随着变压器电压品级的提高、容量和体积的增年夜而下降，是以单纯靠tgδ和泄漏电流来准确判定绕组尽缘状态的可能性也较小，这主要也是由于两项实验的实验电压太低，尽缘缺陷难以充实表露，试想对于110kV、220kV、500kV的变压器，10kV或40kV的实验电压能使几多缺陷或故障得以“曝光”呢？但对于电容性装备，实践证实如电容性套管、电容式电压互感器、耦合电容器等，丈量tgδ和电容量Cx仍是故障诊断的有用手段。2.4尽缘油实验：尽缘油普遍运用于变压器、油断路器、充油电缆、电力电容器和套管等到高压电气装备中，起尽缘、冷却、灭弧作用，在运行中尽缘油由于遭到氧气、高湿度、高温、阳光、强电场和杂质作用，性能会逐渐变坏，致使它不能充实阐扬尽缘作用，是以必需定期对尽缘油进行实验，如丈量尽缘油的击穿电压、尽缘油介质消耗等，由于其分析成效有一定水平涣散性，所以其有用性遭到来历于取样、送检、化验全进程涣散性的影响。2.5交流耐压实验：它是鉴定尽缘强度等有用的方式；非凡是对考核主尽缘的局部缺陷，如绕组主尽缘受潮、开裂或在运输进程中引发的绕组松动、引线距离不够和绕组尽缘上附着污物等。交流耐压实验虽对发现尽缘缺陷有用，但受实验条件限制，要进行35kV及8000kVA以上变压器耐压实验，由于电容电流较年夜，要求高电压实验变压器的额定电流须在l00mA以上，今朝这样的高电压实验变压器及调压器尚不够普遍，我局还没有年夜力展开。诚然，假设能缔造条件对高电压、年夜容量电力变压器进行交流耐压实验，对保证变压器平安运行有很年夜意义。2.6《规程》划定，电力变压器在交接时、更换绕组时、内部接线变更时要丈量绕组所有分接头的变压比，检查三相变压器的接线组别，交接或更换绕组时还要丈量变压器在额定电压下的空载电流和空载消耗等。经由过程绕组分接头电压比实验，能检验分接开关档位、变压器联络组别是否准确，对于匝间短路等故障能活络反映，但对于线圈变形故障却无能为力。丈量额定电压下空载电流和空载消耗，其目的是检查绕组是否存在匝间短路故障，检查铁芯叠片间的尽缘情况，和穿心螺杆和压板的尽缘情况。当发生上述故障时，空载电流和空载消耗城市增年夜。　3线圈变形检测近年来，经由过程对发生故障或事故的变压器进行检查和事故分析，发现绕组变形是许多故障或事故的直接缘由，一旦绕组变形而未被诊断继续投进运行则极可能致使事故，严重时烧毁线圈。造成变压器绕组变形的主要缘由有：(1)短路故障电流冲击，电动力使绕组轻易破坏或变形；(2)在运输或安装中遭到意外抵触触犯、波动和振动等；(3)庇护系统有死区，动作失灵，致使变压器承受稳定短路电流作用时间长，造成绕组变形。据相关资料统计，在蒙受外部短路时，因不能实时跳闸而发生损坏的变压器约占短路损坏事故的30％；(4)绕组承受短路能力不够，有资料讲明，近5年来对全国110kV及以上电压品级电力变压器事故统计讲明这已成为电力变压器事故的重要缘由，前文中提到的蔡甸某变压器出口短路，主要是厂家在制造工艺用材上存在缺陷与不足，承受短路能力有限，致使绕组B相下端部1到5柄尽缘亏弱处烧毁熔断。绕组变形后带来风险主要有尽缘距离发处变化：或固体尽缘多到损伤致使局部放电发生；绕组机械性能下降；发生累积效应等。我局现有一台武汉高压研究所BRTC—II型电力变压器绕组特征测定仪，它采用频率响应分析法(FRA法)对绕组变形进行测定，这类无损检测装备频率范围广(0.5～1000Hz)，抗干扰能力较强，测定重复性较好，每台变压器的频率响应特征测试需2小时左右，但由于缺少原始实验记实，只能哄骗三相绕组频率响应特征相互比力作判定，因而需一定经验，存在一定的不肯定性，今朝我们正着手建立110kV及以上主变压器绕组特征的原始数据库，以期从此发生变压器短路对绕组变形有思疑时，可与原始数据相比力得出更确切的判定　4局部放电丈量变压器故障的缘由是介质击穿，其缘由主要是局部放电，它致使尽缘恶化甚至击穿。随着变压器故障诊断技术的成长，人们慢慢熟悉到局部放电是变压器诸多故障和事故的根源因而局部放电的测试越来越遭到重视，近年来我国110kV以上电力变压器事故中有50％属正常运行电压下发生匝间短路等缘由，也是局部放电而至，是以我局已把局部放电丈量作为220kV变压器安装和年夜修的必试项目，这对于变压器状态监测和故障诊断将十分有用。　5在线监测的现状和成长随着电力系统的成长，对发、输、供和用电的靠得住性要求越来越高，同时随着在线监测、模式识别、计较机信息处置等技术的成长，高压电器装备从现行的计划检修(TBU)向状态检修(CBM)转变已成为必然趋向。经由过程故障模式分析，变压器及其有载开关应当是在线监测的重点其项目主要有油中消融气体丈量、局部放电丈量、有载开关的触头磨损及机械和电器回路的完整性丈量。今朝在我局运用的有加拿年夜SYPROTEC公司HYDRAN201Ti智能型变压器早期故障在线监测系统，在6个变电站12个220kV变压器上安装，其检测组分及其响应为100％H2 18％CO 8％C2H2 1.5％C2H4，故它是一种以H2为主的可燃气检测仪，对乙炔其实不敏感，另外检测的是H2 CO C2H2 C2H4夹杂气体值，没法用《变压器油中消融气体分析和判定导则》中推荐的特征气体三比值法、TD法等判据进行分析，仅作为一种预警装配，在气体浓渡过高或产气率太高时，经取样以实验室分析数据为依据判定，因而有一定的局限性。　6竣事语(1)在变压器计划检修或故障诊断中，预防性实验成效照旧是不成缺少的诊断参量；(2)每一个预防性实验项目不能孤立的往看待，应将几个项目实验成效有机连系起来综合分析，这将有用提高判定的准确性；(3)油中消融气体分析(DGA法)和局部放电丈量(PD法)是重要的诊断方式，随着这些方式的不竭完善和成长和在线监测技术的在我局的普遍运用，对于提高供电靠得住性，更实时准确领会装备状态和对变压器故障分析和判定将十分有用。参考文献：1．《电力装备预防性实验规程》(DL／T596—1996)；2．《变压器油中消融气体分析和判定导则》(DL／T722—2000)；3．《电力装备预防性实验方式》陈化钢编著；4．《电力用油》何志编著