如何对变压器进行试验？

二、变压器试验

变压器试验主要验证变压器性能是否符合有关标准或技术条件的规定，发现变压器结构和制造上是否存在影响变压器正常运行的缺陷。变压器出厂时通过试验可以验证变压器能够在额定条件下正常运行，并且能够承受住预计到的各种过电压或过电流作用而不影响到变压器的额定寿命。现场安装后通过试验可以检验在运输和安装过程中变压器有无受到伤害，并为变压器的运行积累原始数据。对于运行中的变压器，通过试验可以清楚地反映变压器的运行状况、健康水平及存在缺陷。对制造厂而言，变压器有下列三种试验项目：

1.出厂试验

根据标准和产品技术条件规定的试验项目，每台变压器出厂前都必须进行出厂试验，目的在于检查设计、工艺、制造的质量。

2.形式试验

根据标准和产品技术条件规定的试验项目，在一台具有代表性的变压器上进行形式试验，对产品结构作鉴定试验，目的在于检查结构性能是否符合标准和产品技术条件。

3.特殊试验

根据产品的使用或结构特点，在出厂试验项目和形式试验项目外还另行增加一些特殊试验项目。具体的试验项目往往由制造厂和用户协商确定。

变压器常规试验项目主要包括以下内容：

（1）测量绝缘电阻和吸收比或极化指数

测量绕组连同套管的绝缘电阻和吸收比或极化指数对检查变压器整体的绝缘状况具有较好的效果，能有效地检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷。测量绝缘电阻一般读取60s时兆欧表的读数；吸收比是指兆欧表60s时的读数与15s时的读数的比值，一般要求不小于1.3；极化指数是指兆欧表10min时的读数与1min时的读数之比，一般要求不小于1.5。由于温度对于绝缘电阻的影响很大，对于测得的绝缘电阻值必须换算到同一温度下进行比较。交接试验时，不应小于出厂试验时绝缘电阻测量值的70%；在预防性试验时，不应低于安装或大修后投入运行前测量值的50%。对500kV变压器，在相同温度下，其绝缘电阻不应小于出厂值的70%，且20℃时最低阻值不应低于2000MΩ。对于绝缘电阻的绝对值很高的变压器，即使其极化指数低于1.5，也可判断变压器正常。

（2）测量绕组泄漏电流

测量泄漏电流的作用和测量绝缘电阻相似，只是其灵敏度更高，它能够有效地发现有些用其他试验项目所不能发现的变压器局部缺陷，如套管瓷套表面的裂纹。在测量绕组泄漏电流时，加压顺序应从高压到低压，被试绕组加压时，其他绕组应该接地。测量时，加压至试验电压，待1min后读取电流值即为所测得的泄漏电流，为了使读数准确，应将微安表接在高电位处。测量结果与历年相比不应有显著变化。一般情况下，不应大于上次测量值的150%。

（3）测量介质损失角正切值

测量介质损失主要用于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等。介质损失角正切值测量结果常受到表面泄漏和外界条件的影响，应采取措施减少和消除这种影响。当变压器的绝缘良好时，外施电压与tanδ之间的关系近似一水平直线，且施加电压上升和下降时测得的tanδ值是基本重合的。如果绝缘介质的工艺处理不好或有残留气泡等，则绝缘介质的tanδ比良好绝缘时要大。同时，在较低电压时，tanδ会随电压的升高而增大，且电压上升和下降时测得的tanδ值是不重合的。当绝缘老化时，绝缘介质在低电压下的tanδ也可能比良好绝缘时要小，但外施电压与tanδ之间的关系曲线在较低电压下即向上弯曲。绝缘受潮时，tanδ会随着电压的上升迅速增大，且电压上升和下降时测得的tanδ不相重合。根据规程，对变压器绕组所测得的介损值要求20℃时不大于0.6%（330～500kV变压器），与历年数值比较不应有显著变化（一般不大于30%），对非被试验绕组应接地或屏蔽，测量温度以顶层油温为准，并应尽量使每次测量的温度相近，同时要求尽量在油温低于50℃时测量。

（4）交流耐压试验

交流耐压试验是鉴定绝缘强度最有效的方法，特别是用来考核主绝缘的局部缺陷，如绕组主绝缘受潮、开裂或者运输过程中引起绕组松动、引线距离不够以及绕组上附着污物等，具有较高的准确性。但由于受试验条件的限制，大容量超高压变压器的交流耐压试验在现场很少开展。规程对于应该进行交流耐压试验的变压器电压和容量作了具体规定。

（5）测量电容型套管的介质损失角正切值tanδ

电容型套管绝缘劣化、受潮等都会导致其介质损失角正切的增加，所以介质损失角正切的变化可以较灵敏地反映出绝缘的劣化和其他某些局部缺陷。测量时，既要测量套管导电芯对末屏之间的tanδ，也要测量末屏对安装法兰即地之间的tanδ。由于初期进水受潮时，水分只进入末屏附近的绝缘层，占总体积的比例很小，只测量套管整体的tanδ往往反映不出来，但测量末屏与地之间的tanδ则反映很灵敏。规程对各种电容型套管在20℃时的tanδ有详细规定。在测量套管介损时可以同时测量其电容值，其允许的偏差是±5%。(www.xing528.com)

（6）绕组直流电阻试验

测量变压器的直流电阻的目的是：检查绕组焊接质量，检查分接开关各个位置接触是否良好，检查绕组或引出线有无折断，检查并联支路的正确性，以便判别是否存在几条并联导线绕成的绕组发生一处或几处断线的情况，检查层、匝间有无短路现象。变压器绕组的直流电阻在正常情况下1～3年检测一次，但在以下情况下必须进行检测：1）无励磁调压变压器变换分接位置后；2）有载调压变压器在分接开关检修后必须对所有分接进行检测；3）变压器大修后；4）必要时（如变压器经出口短路后）。容量在1.6MVA及以上的变压器，绕组直流电阻相间差别不应大于三相平均值的2%，线间差别不应大于三相平均值的1%；容量在1.6MVA以下时，相间差别一般不大于三相平均值的4%，线间差别不大于三相平均值的2%；与以前相同部位测得值比较，变化不大于2%；不同温度下的电阻值应换算到同一温度下进行比较。

（7）测量局部放电

变压器的绝缘结构较复杂，如果设计不当，可能造成局部区域场强过高。工艺上存在某些缺点可能会使绝缘中含有气泡，在运行中油质劣化可能分解出气泡，机械振动和热胀冷缩造成局部开裂也会出现气泡。在这些情况下都会导致在较低外施电压下发生局部放电。根据局部放电产生的各种物理、化学现象，人们提出了很多测量局部放电的方法，归纳起来分为两大类，一类是电测法，包括脉冲电流法、无线电干扰法、放电能量法等；另一类是非电测法，包括超声波法、测光法、测分解物法等。其中采用得最普遍的是脉冲电流法。表征局部放电的严重程度可用视在放电量Q、脉冲重复率N、放电能量W、局放起始电压U_i、局放熄灭电压U_e等参数。

（8）频率响应试验

频率响应试验可以测量绕组的变形。在出厂、现场交接及变压器出口发生短路故障后要进行频率响应试验。变压器是一个复杂的电阻、电容和电感组成的非线性的分布网络，当向某一个线端施加不同频率的电压时，可在绕组的另一端得到一条频率响应曲线。如果在变压器正常时录制了某些线端的频响曲线，而在发生出口短路后重新录制相应线端的频响曲线，比较这两次曲线的相关性，就可以知道绕组的变形情况。因为绕组的变形必然导致分布参数的变化，从而使频响曲线也改变。

（9）油中溶解气体的色谱分析

油浸式变压器在运行中会受到电应力、热应力以及化学应力的作用，在正常情况下绝缘油和有机绝缘材料会逐渐老化和分解，产生少量低分子烃类及二氧化碳、一氧化碳等气体。当变压器内存在潜伏性过热或放电故障时，会加快这些气体产生的速度。通过检测绝缘油中这些溶解气体的含量及增长速率就可以分析内部的潜伏性故障类型和严重程度。不同故障类型产生的气体种类见表9-4-1。

表9-4-1　油浸变压器不同故障类型产生的气体

根据电力变压器有关规定，变压器油中氢和烃类气体的注意值一般不应大于表9-4-2中所列数值，当油中溶解气体的含量达到或超过注意值时，应引起重视，并综合分析其原因，必要时要对变压器的运行方式进行限制。

表9-4-2　油中溶解气体注意值

（10）绝缘油试验

变压器油的品质是保证变压器正常运行的重要条件，因此需定期对变压器油进行检测和分析判断。当油质出现问题时，应尽早采取相应的处理措施以确保变压器安全运行。油质检测时，取油样的器具必须保证清洁、干燥。清洗方法要严格按取样方法标准和各项试验方法标准中有关采样的规定执行。取样操作要防止油样受外界污染，防止空气、水分侵入。对于运行中500kV的变压器油质检测的内容包括水溶性酸、酸值、闪点、机械杂质、游离碳、水分、界面张力、介质损耗因数、击穿电压、油中含气量、体积电阻率等。