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浅评电力变压器的预防性试验
张占1陈家强1娄东升2张亮3佘磊3
1.江苏省骆运水利工程管理处宿迁223800:2.江苏省沭阳县水务局宿迁223600
3.江苏省宿迁市水务勘測设计研究有限公司宿迁223800
摘要∷通过对电力变压器预防性试验,如绝缘、直流电阻测量、介质损耗因数、局部放电试验、线
圏变形、油中溶解气体分析、油中含水量测量等,探讨电力变压器预防性试验的检测方法。
关键词电力变压器预防性试验分析
0前言
要原因。变压器在正常运行状态下.由于油和固体
电力变压器是电力系统电网安全性运行的重绝缘会逐渐老化、変质,并分解出极少量的气体(主
要设备,是输变电系统的心脏。它的安全运行具有要包括氢H2、甲烷CH、乙烷CH。、乙烯CH4、乙炔
极其重要意义,预防性试验是保证其安全运行的重C2H12、一氧化碳CO、二氧化碳CO2等多种气体)。当
要措施,对变压器故障诊断具有确定性影响,通过各变压器内部发生过热性故障、放电性故障或内部绝
种试验项目,获取准确可靠的试验结果是正确诊断缘受潮时,这些气体的含量会迅速增加。这些气体
变压器故障的基本前提。根据DLI5961996电力大部分溶解在绝缘油中,少部分上升至绝缘油的表
设备预防性试验规程规定的试验项目及试验顺序,面,并进入气体继电器。经验证明,油中气体的各种
主要包括油中溶解气体分析、绕组直流电阻的测成分含量的多少和故障的性质及程度直接有关,不
量、绕组绝缘电阻的测量、介质损耗因数tgδ检测、同故障或不同能量密度其产生气体的特征是不同
交流耐压试验、线圈变形检测、局部放电测量等。的,一般故障性质与其特征气体特点见表1。因此在
设备运行过程中,定期測量溶解于油中的气体成分
1油中溶解气体分析
和含量.对于及早发现充油电力设备内部存在的潜
目前,在变压器故障诊断中,单靠电气试验方伏性故障有非常重要的意义和现实的成效,在1997
法往往很难发现某些局部故障和发热缺陷,而通过年颁布执行的电力设备预防性试验规程中,已将变
变压器油中气体的色谱分析这种化学检测的方法,压器油的气体色谱分析放到了首要的位置,并通过
对发现变压器内部的某些潜伏性故暲及其发展程近些年的普遍推广应用和经验积累取得了显著的
度的早期诊断非常灵敏而有效,这已为大量故障诊成效
断的实践所证明。油色谱分析的原理是基于任何
电力変压器的内部故障主要有过热性故障、放
种特定的烃类气体的产生速率随温度而变化,在特电性故障及绝缘受潮等多种类型。据有关资料介
定温度下,往往有某一种气体的产气率会出现最大绍,在对故障変压器的统计表明:过热性故障占
值;随着温度升高,产气率最大的气体依次为CH、63%:高能量放电故障占18.1%:过热兼高能量放电
C2lH、C2H4C2H2。这也证明在故障温度与溶解气体故障占10%:火花放电故障占7%:受潮或局部放电
含量之间存在着对应的关系。而局部过热、电晕和故障占1.9%。而在过热性故障中、分接开关接触不
电弧是导致油浸纸绝缘中产生故障特征气体的主良占50%:铁心多点接地和局部短路或漏磁环流约
作者简介:
陈加强(1976一),男,从事大型泵站的运行管理、维护检修工作;変电所各种高、低压电气设备的高压预防性试验工作
娄东升(1976-),男,从事水利规划设计以及建设管理工作
张亮(1980一),男,从事水利规划设计工作
14
佘磊(1986一),男,从事水利规划设计工作。
o1994-2010chinaAcademicJoumnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnkinet
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占33%;导线过热和接头不良或紧固件松动引起过含有某些气体成份大修后滤油不彻底留有残气
热约占14.4%:其余2.1%为其他故障.如硅胶进入等
本体引起的局部油道堵塞,致使局部散热不良而造
2绕组直流电阻的测量
成的过热性故障。而电弧放电以绕组匝、层间绝缘
它是一项方便而有效的考察绕组绝缘和电流
击穿为主.其次为引线断裂或对地闪络和分接开关回路连接状况的试验,能反映绕组焊接质量、绕组
飞弧等故障。火花放电常见于套管引线对电位末固匝间短路、绕组断股或引出线折断、分接开关及导
定的套管导电管、均压圈等的放电:引线局部接触线接头接触不良等故障,实际上它也是判断各相绕
不良或铁心接地片接触不良而引起的放电;分接开组直流电阻是否平衡、调压开关档是否正确的有效
关拨又或金属螺丝电位悬浮而引起的放电等。
手段。长期以来,绕组直流电阻测測量一直被认为是
表
故障性质与特征气体的特点
考察変压器绝缘的主要手段之一,有时甚至是判断
电流回路连接状况的唯一办法。如在对某变压器低
序号故障性质
特征气体的特点
压側10KV线间电流直阻作试验时,发现不平衡率
般过热性故障
总烃较高,C2H2<5pm
为2.17%,超过部颁标准值1%的一倍还多,色谱分
2严重过热性故障
总经高,C223pm,1H占总的主析不存在过热故障,且毎年预试数据反映直流电阻
要成分,H2含量较高
不平衡率超标外,其他项目均正常,经分析换算后
局部放电
总不高,TD10nH古中确定C相电阻值较大,判断C相绕组内有断股问
的主要成分
题,经吊罩检查后,验证C相确实有一股开断,避免
火花放电
总烃不高,C2H2>10ppm,H2较高
了故障的进一步扩大。通过上述例子.可见变压器
电弧放电总烃高,C2I言,并构成总烃中主要成直流电阻的测量对发现回路中某些重大缺陷起到
分,H2含量高
了重大的作用。
《変压器油中溶解气体分析和判断导则》(DL
3绕组绝缘电阻的测量
1Y722-2000中规定了変压器油中氢和烃类气体的
绕组连同套管一起的绝缘电阻和吸收比或极
注意值,当运行中变压器内部气体组成成分如氢或化指数、对检查变压器整体的绝缘状况具有较高灵
乙炔、总烃等超过规定中任一项数值时,均应引起敏度,它能有效检查出变压器绝缘整体受潮、部件
注意,查明气体产生原因,及时跟踪分析,同时考察表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷,如各种贯
产气速率,根据设备运行历史状况和设备特点及外穿性短路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥
部环境等因素进行综合判断,如负荷、温度、油中含等现象引起的半贯通性或金属性短路等。相对来
水量、油的保护系统和循环系统、油中绝緣纸类别讲,单纯依靠绝缘电阻绝对值大小对绕组绝缘作判
等。经验证明:对变压器故障部位的准确判断,有赖断,其灵敏度有效性较低。一方面是由于测量时试
于对其内部结构和运行状态的全面掌握,并结合历验电压太低,难以暴露缺陷,另一方面也因为绝缘
年色谱数据和其它预防性试验(直阻、绝缘、变比、泄电阻值与绕组绝缘结构尺寸、绝缘材料的品种、绕
漏、空載等)进行比较。
组温度等有关,但对于铁心夹件、穿心螺栓等部件
值得注意的是,由于故障产气与正常运行产生測量绝缘电阻往往能较灵敏地反映故障,这是因为
的非故障气体在技术上不可分离,在某些情况下有这些部件绝缘结构较简单,绝缘介质单一,正常情
些气体可能不是设备故障造成,如油中含水可与铁况下基本不承受电压,绝缘更多的是起隔离作用,
作用生成氢气,过热时铁心层间油膜裂解也