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淺談電力變壓器的安全運行及預防性試驗

文檔作者：張彪文檔來源：中國水電五局有限公司機電制造安裝分局		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年06月03日
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12
第35卷第4期
2012年8月
水電站機電技術 V。1．35 N。．4
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e ofHydropowerStation Aug．2012
淺談電力變壓器的安全運行及預防性試驗
張 彪
(中國水電五局有限公司機電制造安裝分局，四川成都610225)
摘要：為了使變壓器安全運行，預防性試驗是必不可少的有效措施，對變壓器故障分析和診斷具有確定性因素，實
踐證明，對變壓器通過各種預防性試驗測試，從而能準確的判斷變壓器的故障，本文主要介紹了電力變壓器預防性
試驗的主要檢測內(nèi)容。
關鍵詞：變壓器；安全運行；預防性試驗
中圖分類號：TM405 文獻標識碼：B 文章編號：1672—5387(2012)04—0012—02
0 引言
為了使變壓器安全穩(wěn)定的運行，桐柏公司嚴格按照國家
電網(wǎng)的規(guī)定，對設備進行符合國標要求的預防性試驗檢測。
試驗項目包括、繞組絕緣電阻的測量、繞組直流電阻的測量、
交流耐壓試驗、線圈變形試驗、局部放電、泄漏電流測量，油
中氣體分析等。
1 測量變壓器局部放電
隨著變壓器故障診斷技術的發(fā)展，人們越來越認識到
局部放電是變壓器諸多故障和事故的根源，因而局部放電
的測量越來越受到重視。那么什么是局部放電呢?局部放
電是指變壓器在電壓的作用下，絕緣結構內(nèi)部的氣隙、油
膜或?qū)w的邊緣發(fā)生非貫穿性的放電現(xiàn)象。南于變壓器的
絕緣結構較為復雜，內(nèi)部發(fā)生局部放電的原因很多，如果
設計不當，可能造成局部區(qū)域磁場強度過高，工藝上存在
某些缺點可能會使絕緣中有氣泡在運行中油質(zhì)老化可能
解出氣泡，機械振動和熱脹冷縮造成局部開裂也會出現(xiàn)氣
泡，這些都會引起局部放電，因此，對大型電力變壓器進行
局部放電測量，能及時有效地發(fā)現(xiàn)變壓器設計、制造和安
裝工藝的缺陷，對確保電力變壓器的安全運行有重要的作
用。
2 測量繞組絕緣電阻
測量繞組連同套管一起的絕緣電阻和吸收比或極化
指數(shù)，對檢查變壓器整體的絕緣狀況具有較高靈敏度，能
有效檢查出變壓器絕緣整體受潮、部件表面受潮或臟污以
及貫穿性的集中缺陷，例如貫穿性短路、瓷件破裂、引線接
殼、器身內(nèi)有銅線搭橋等現(xiàn)象引起的半貫通性或金屬性短
路等。經(jīng)驗證明，變壓器絕緣在干燥前后的絕緣電阻的變
化比介質(zhì)損耗因素值變化倍數(shù)大得多【1】。同時，絕緣電阻
在一定程度上能反映繞組的絕緣情況，但是它受絕緣結
構、運行方式、環(huán)境和溫度、絕緣油質(zhì)狀況及測量誤差等因
素的影響很大，所以說只靠絕緣電阻來判斷變壓器的絕緣
狀況是不行的，因為測量時的試驗電壓太低，這樣難以暴
露缺陷，測量鐵芯夾件、穿心螺栓等部件，測量絕緣電阻往
往能反映故障，這是因為這些部件絕緣結構較簡單，絕緣介
質(zhì)單一，正常情況下基本不承受電壓，絕緣更多的是起“隔
電”作用，而不像繞組絕緣要承受高電壓，實測表明，測量
絕緣電阻時，非被測繞組接地比接屏蔽時其測量值普遍低
一些。
3 測量繞組直流電阻
測量變壓器繞組的直流電阻是一個很重要的實驗項
目，在《規(guī)程》中，其次序排在變壓器試驗項目的第二位fI1。測
量變壓器繞組直流電阻的目的是：(1)通過測量能反映出變
壓器的繞組焊接質(zhì)量。(2)分接開關各部位接觸是否良好，
(3)繞組或引線有無斷裂。(4)檢測并聯(lián)支路的正確性，是
否存在由幾條并聯(lián)導線繞成的繞組發(fā)生斷線情況。(5)
層、相匝間有無短路現(xiàn)象。是用來判斷各相繞組直流電阻
是否平衡、電流回路連接狀況、調(diào)壓開關檔是否正確的有
效的唯一方法。
4 測量泄漏電流
對變壓器進行泄漏電流測量后，應對測量結果能全面的
分析和判斷它的絕緣狀況，同時能有效的發(fā)現(xiàn)其他實驗項目
不能發(fā)現(xiàn)的缺陷。一般情況下當年測量值不應大于上一年測
量值的150％。
收稿日期：2012—05—21
作者簡介：張彪(1988一)，男，高級] 師，從事抽水蓄能電站一次設
備的檢修維護工作。
萬方數(shù)據(jù)
第4期 張彪：淺談電力變壓器的安全運行及預防性試驗 13
5 交流耐壓試驗
在電力系統(tǒng)預防性試驗中，雖然對電力設備進行了一系
列的非破壞性試驗，能發(fā)現(xiàn)很多絕緣缺陷。但因其試驗電壓
一般較低，往往對某些缺陷，特別是局部缺陷還不能檢出，這
對保證安全運行是不夠的。為了進一步暴露變壓器的絕緣缺
陷，交流耐壓測試必不可少，它是鑒定絕緣強度等有效的方
法，特別是對考核主絕緣的局部缺陷，如繞組主絕緣受潮、開
裂或在運輸過程中引起的繞組松動、引線距離不夠以及繞組
絕緣上附著污物等。交流耐壓試驗雖對發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷有效，但
受試驗條件限制，對于那些電壓等級高的變壓器耐壓試驗，由
于電容電流較大，試驗要求較高，雖然目前條件有限，測量儀
器不多，但能對高電壓、大電流電力變壓器進行交流耐壓試
驗，這樣對變壓器的安全穩(wěn)定運行起到了保障性的作用，從而
也大大提高了生產(chǎn)效益。
6變壓器油中氣體色譜分析
由于現(xiàn)有的預防性試驗的方法在一般情況下，尚不能
在帶電時有效的發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的潛伏性缺陷，而通過氣
體繼電器又不能知道氣體的成分和其他成分的含量，還往
往給出一種假象，不能真正反映所出現(xiàn)的故障，甚至發(fā)生誤
動作。實測表明，變壓器在發(fā)生故障前，在其內(nèi)部析出多種
氣體，而氣相色譜法可以根據(jù)變壓器內(nèi)部的氣體，分析變壓
器的潛伏性故障，特別是對過熱性、電弧性和絕緣破壞性故
障等。不管故障發(fā)生在變壓器的什么部位，都能很好的反應
出來。近些年來，電力系統(tǒng)廣泛采用氣相色譜法來查找變壓
器的絕緣缺陷，及時的發(fā)現(xiàn)了很多隱患。導致變壓器內(nèi)部析
出氣體的主要原因是因為局部過熱(鐵芯、繞組、觸點1、局部
放電和電弧(匝、層間短路、沿面放電、觸點斷開等)。這些現(xiàn)
象都會引起變壓器油和固體絕緣的裂解，從而產(chǎn)生氣體。【2】
主要的氣體有H：、(CH 、C2H6、C3H8、C2H 、C2H2)、CO、CO2
等，根據(jù)實驗得出，電弧放電(大電流)使油主要分解出乙
炔、氫及較少的甲烷，局部放電(較小電流)主要分解出氫和
甲烷，變壓器油過熱時分解出氫和甲烷、乙烯、丙烯等，而紙
和某些絕緣材料過熱時還分解出一氧化碳和二氧化碳。故
障點溫度較低時，油中溶解氣體組成主要的CH ，隨著溫度
升高，產(chǎn)氣率最大的氣體依次是CH 、C H 、C：H 、C H：，通常
油中含量小于CH,是由于C2H 不穩(wěn)定，在一定溫度下極易
分解為：
C2H6(~態(tài)卜一c：H (氣態(tài))+H (氣態(tài))
另外，某些操作也可生成故障氣體，如有載調(diào)壓變壓器
中切換開關油向變壓器主油箱滲漏或選擇開關在某個位置
動作時懸浮電位放電的影響，設備油箱帶油補焊，原注入油
含有某些氣體成分大修后濾油不徹底留有殘氣等。并在分
析油面游離氣體的同時，基于變壓器內(nèi)部潛伏性故障階段，
分解氣體大部分溶入油中的原理，我們根據(jù)氣體顏色就可以
判別故障。
表1根據(jù)氣體顏色就可以判別故障
氣體顏色 灰色 黃色 白色
故障判別油的分解(油中電弧)木支撐等木材的損傷絕緣紙的損傷
表2 各故障下油和絕緣材料放出的主要氣體成分
7結束語
隨著時代跨越式的發(fā)展，變壓器在電力生產(chǎn)中顯得尤
為重要，具有關鍵性的作用，所以為了變壓器在生產(chǎn)過程
中安全穩(wěn)定運行，根據(jù)國家有關設備安全法規(guī)的要求，我
們采取“預防為主，防治結合”的辦法對變壓器進行各種實
驗測量，實踐證明，在預防性試驗中通過測量能準確的獲
得變壓器故障信息，結合檢測結果及時對變壓器進行故障
排除，這樣既保證了變壓器的安全運行，同時又提高了生
產(chǎn)效益。
參考文獻：
[1】陳化剛．電力設備預防性試驗方法及診斷技術【M】．北京：中
國水利水電出版社，2009．
【2】操敦奎．變壓器油色譜分析與故障診斷fM】．北京：中國電力
出版社，2010．
【3】陳化剛．電力設備預防性試驗實用技術問答【M】．北京：中
國水利水電出版社，2009．

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