電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析

電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析2023/12/27電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析第一節(jié)電力變壓器的絕緣性試驗(yàn)由于電力變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電場(chǎng)、熱場(chǎng)分布不均勻，因而事故率相對(duì)較高。因此要認(rèn)真地對(duì)變壓器進(jìn)行定期的絕緣預(yù)防性試驗(yàn)，一般為1～3年進(jìn)行一次停電試驗(yàn)。不同電壓等級(jí)、不同容量、不同結(jié)構(gòu)的變壓器試驗(yàn)項(xiàng)目略有不同。變壓器絕緣電阻、泄漏電流和介質(zhì)損耗等性能主要與絕緣材料和工藝質(zhì)量有關(guān)，它們的變化反映了絕緣工藝質(zhì)量或受潮情況，但是一般而言，其檢測(cè)意義比電容器、電力電纜或電容套管要小得多，不作硬性指標(biāo)要求。變壓器絕緣主要是油和紙絕緣，最主要的是耐電強(qiáng)度。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析對(duì)于電壓等級(jí)為220kV及以下的變壓器，要進(jìn)行1min工頻耐壓試驗(yàn)和沖擊電壓試驗(yàn)以考核其絕緣強(qiáng)度；對(duì)于更高電壓等級(jí)的變壓器，還要進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。由于沖擊試驗(yàn)比較復(fù)雜，所以220kV以下的變壓器只在型式試驗(yàn)中進(jìn)行；但220kV及以上電壓等級(jí)的變壓器的出廠(chǎng)試驗(yàn)也規(guī)定要進(jìn)行全波沖擊耐壓試驗(yàn)。出廠(chǎng)試驗(yàn)中，常采用二倍以上額定電壓進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，這樣可以同時(shí)考核主絕緣和縱絕緣。測(cè)量繞組連同套管一起的絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)，對(duì)檢查變壓器整體的絕緣狀況具有較高的靈敏度，能有效地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，各種貫穿性短路、瓷件破裂、引線(xiàn)接殼、器身內(nèi)有銅線(xiàn)搭橋等現(xiàn)象引起的半貫通性或金屬性短路。經(jīng)驗(yàn)表明，變壓器絕緣在干燥前后絕緣電阻的變化倍數(shù)比介質(zhì)損失角正切值變化倍數(shù)大得多。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析測(cè)量繞組絕緣電阻時(shí)，應(yīng)依次測(cè)量各繞組對(duì)地和其他繞組間的絕緣電阻值。被測(cè)繞組各引線(xiàn)端應(yīng)短路，其余各非被測(cè)繞組都短路接地。將空閑繞組接地的方式可以測(cè)出被測(cè)部分對(duì)接地部分和不同電壓部分間的絕緣狀態(tài)，測(cè)量的順序和具體部件見(jiàn)表5-1。一、絕緣電阻、吸收比和極化指數(shù)測(cè)量電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析變壓器繞組絕緣電阻測(cè)量應(yīng)盡量在50℃時(shí)測(cè)量，不同溫度（t1,t2）下的電阻值（R1、R2）可按工程簡(jiǎn)化公式在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)絕緣電阻高、吸收比反而不合格的情況，其中原因比較復(fù)雜，這時(shí)可采用極化指數(shù)PI來(lái)進(jìn)行判斷，極化指數(shù)定義為加壓10min時(shí)絕緣電阻與加壓1min的絕緣電阻之比，即PI=P10/P1。目前現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，常規(guī)定PI不小于1.5。二、泄漏電流測(cè)量測(cè)量泄漏電流比測(cè)量絕緣電阻有更高的靈敏度。運(yùn)行檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)表明，測(cè)量泄漏電流能有效地發(fā)現(xiàn)用其他試驗(yàn)項(xiàng)目所不能發(fā)現(xiàn)的變壓器局部缺陷。雙繞組和三繞組變壓器測(cè)量泄漏電流的順序與部位如表5-2所示。測(cè)量泄漏電流時(shí)，繞組上所加的電壓與繞組的額定電壓有關(guān)，表5-3列出了試驗(yàn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析表5-2變壓器泄漏電流測(cè)量順序和部位測(cè)量時(shí)，加壓至試驗(yàn)電壓，待1min后讀取的電流值即為所測(cè)得的泄漏電流值，為了是讀數(shù)準(zhǔn)確，應(yīng)將微安表接在高電位處。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析三、介質(zhì)損耗角正切測(cè)量測(cè)量變壓器的介質(zhì)損耗角正切值tanδ主要用來(lái)檢查變壓器整體受潮、釉質(zhì)劣化、繞組上附著油泥及嚴(yán)重的局部缺陷等，是判斷31.5MVA以下變壓器絕緣狀態(tài)的一種較有效的手段。測(cè)量變壓器的介質(zhì)損耗角正切值是將套管連同在一起測(cè)量的，但是為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和檢出缺陷的靈敏度，必要時(shí)可進(jìn)行分解試驗(yàn)，以判明缺陷所在位置。表5-4給出了規(guī)定tanδ測(cè)量值，測(cè)量結(jié)果要求與歷年數(shù)值進(jìn)行比較，變化應(yīng)不大于30%。

表5-4介質(zhì)損耗角正切值規(guī)定電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析平衡電橋測(cè)量方法由于變壓器外殼均直接接地，采用QS-1型西林電橋的反接法進(jìn)行測(cè)量。對(duì)雙繞組和三繞組變壓器的測(cè)量部位見(jiàn)表5-5電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析對(duì)于三繞組變壓器測(cè)量C及tanδ的接線(xiàn)方式如圖5-2所示。（a）高壓-中、低壓及地（b）中壓-高、低壓及地（c）低壓-高、中壓及地（d）（高+中）壓-低壓及地；（e）（中+低）壓-高壓及地；（f）（高+低）壓-中壓及地（g）（高+中+低）壓-地電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析在雙繞組變壓器中，試驗(yàn)2直接測(cè)出高壓-地的tanδ，試驗(yàn)4直接測(cè)出低壓-地的tanδ。若試驗(yàn)1、2、3、4所測(cè)量的視在功率分別為S1、S2、S3、S4，有功功率分別為P1、P2、P3、P4，則高壓-低壓之間的在三繞組變壓器中，試驗(yàn)2、4、6可直接測(cè)出高壓、低壓、中壓對(duì)地的tanδ。若試驗(yàn)1、2、3、4、5、6所測(cè)得的視在功率分別為S1、S2、S3、S4、S5、S6，有功功率分別為P1、P2、P3、P4、P5、P6，則高壓-低壓之間的，低壓-中壓之間的中壓-高壓之間的電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析四、交流耐壓試驗(yàn)交流耐壓試驗(yàn)是鑒定絕緣強(qiáng)度最有效的方法，特別對(duì)考核主絕緣的局部缺陷。如繞組主絕緣受潮、開(kāi)裂、繞組松動(dòng)、絕緣表面污染等，具有決定性作用。交流耐壓試驗(yàn)對(duì)于10kV以下的電力變壓器每1~5年進(jìn)行一次；對(duì)于66kV及以下的電力變壓器僅在大修后進(jìn)行試驗(yàn)，如現(xiàn)場(chǎng)條件不具備，可只進(jìn)行外施工頻耐壓試驗(yàn)；對(duì)于其他的電力變壓器只在更換繞組后或必要時(shí)才進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。電力變壓器更換繞組后的交流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表5-7。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析在變壓器注油后進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，需要靜置一定時(shí)間。通常500kV變壓器靜置時(shí)間大于72h，220kV變壓器靜置時(shí)間大于48h，110kV變壓器靜置時(shí)間大于24h.。

表5-7交流耐壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析。由于繞組中所流過(guò)的是電容電流，故靠近X端的電位比所加的高壓高。又因?yàn)榉潜辉嚴(yán)@組處于開(kāi)路狀態(tài)，被試?yán)@組的電抗很大，故由此將導(dǎo)致X端電位升高，顯然這種接線(xiàn)方式是不允許的，在試驗(yàn)中必須避免圖5-3變壓器交流耐壓試驗(yàn)的正確接線(xiàn)方式T1---試驗(yàn)變壓器；T2---被試變壓器電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析圖5-4錯(cuò)誤接線(xiàn)一：雙繞組均不短接電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析圖5-5錯(cuò)誤接線(xiàn)二：雙繞組均僅短接電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析五、變壓器油中水分測(cè)量測(cè)量絕緣電阻、泄漏電流和tanδ可以定性判定變壓器絕緣是否受潮，但不能直接定量地測(cè)定變壓器油紙中含水量。目前常見(jiàn)的定量測(cè)量變壓器微量水分含量的方法有：氣相色譜法、庫(kù)侖法。氣相色譜分析法測(cè)定油中微量水分（簡(jiǎn)稱(chēng)微水）與測(cè)定其他成分一樣。首先利用色譜儀中的汽化加熱器將注入的油樣瞬間汽化，被汽化的全部水分和部分油氣被載氣帶至適當(dāng)?shù)纳V柱進(jìn)行分離，然后用熱導(dǎo)池檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)，將檢測(cè)值（水峰高或水峰面積）與已有的含水的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)進(jìn)行比較，就可以得到油樣中的水含量。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析

庫(kù)侖法是一種電化學(xué)方法，它是將庫(kù)侖儀與卡爾·費(fèi)休滴定法結(jié)合起來(lái)的方法。當(dāng)被測(cè)試油中的水分進(jìn)入電解液（即卡爾·費(fèi)休試劑）后，水參與碘、二氧化硫的氧化還原化學(xué)反應(yīng)，在吡啶和甲醇的混合液中相混合，生成氫碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶，在電解過(guò)程中，碘分子在電極上產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，直至水分完全耗盡為止。根據(jù)法拉第定律，電解時(shí)消耗的碘與電解時(shí)消耗的電量成正比。見(jiàn)表5-8所示，對(duì)運(yùn)行時(shí)的變壓器應(yīng)盡量在頂層油溫高于50oC時(shí)采樣。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析六、局部放電測(cè)量變壓器局部放電特點(diǎn)

變壓器放電脈沖是沿繞組傳播的，起始放電脈沖是按分布電容分布的。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，放電脈沖通過(guò)分布電感和分布電容向繞組兩端傳播，行波分量達(dá)到測(cè)量端的檢測(cè)阻抗后，有可能產(chǎn)生反射或震蕩，所以縱絕緣放電信號(hào)在段子上的響應(yīng)比對(duì)地絕緣放電要小得多，放電脈沖波沿繞組傳播的衰減隨測(cè)量頻率的增加而增大。電力變壓器中局部放電可分為：(1)繞組中部油-屏障絕緣中油道擊穿；(2)繞組端部油道擊穿；(3)接觸絕緣導(dǎo)線(xiàn)和紙板（引線(xiàn)絕緣、搭接絕緣、相間絕緣）的油隙擊穿(4)引線(xiàn)、搭接紙等油紙絕緣中局部放電；(5)線(xiàn)圈間（縱絕緣）的油道擊穿；(6)匝間絕緣局部擊穿；(7)紙板沿面滑閃放電。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析2.變壓器局部放電測(cè)量變壓器局部放電測(cè)量主要包括三中情況：?jiǎn)蜗鄤?lì)磁變壓器、三相勵(lì)磁變壓器和變壓器套管抽頭的測(cè)量，它們測(cè)量的基本接線(xiàn)如圖5-6所示。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析圖5-6變壓器局部放電測(cè)量基本原理圖（a）單相勵(lì)磁變壓器；（b）三相勵(lì)磁變壓器；（c）變壓器套管抽頭電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析2.變壓器局部放電測(cè)量中的干擾抑制消除變壓器局部放電測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)的干擾，對(duì)準(zhǔn)確測(cè)量至關(guān)重要。變壓器現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的干擾有兩種情況：一種是試驗(yàn)回路未通電前就存在干擾，其主要來(lái)源于試驗(yàn)回路以外的其他回路中的開(kāi)關(guān)操作、附近高壓電場(chǎng)、電機(jī)整流和無(wú)線(xiàn)電傳輸?shù)?；另一種是在試驗(yàn)回路通電后產(chǎn)生的干擾，這種干擾包括試驗(yàn)變壓器本身的局部放電、高壓導(dǎo)體上的電暈或接觸不良放電，以及低壓電源測(cè)局部放電、通過(guò)試驗(yàn)變壓器或其他連線(xiàn)耦合到測(cè)試回路中的干擾等。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的主要干擾有：高壓端部和引線(xiàn)的電暈放電。起波形特點(diǎn)是在試驗(yàn)電壓的負(fù)半波出現(xiàn)刷狀放電脈沖。試驗(yàn)變壓器的局部放電。其波形與被試變壓器的放電波形一致，需要采用更高額定電壓的試驗(yàn)變壓器。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析第二節(jié)電力變壓器的油色譜分析

油色譜分析的原理是基于任何一種特定的烴類(lèi)氣體的產(chǎn)生速率隨溫度的變化，在特定溫度下，往往有某一種氣體的產(chǎn)氣率會(huì)出現(xiàn)最大值；隨著溫度的升高，產(chǎn)氣率最大的氣體依次為CH4、C2H6、C2H4、C2H2。這也證明在故障溫度與溶解氣體含量之間存在著對(duì)應(yīng)的關(guān)系。而局部過(guò)熱、電暈和電弧是導(dǎo)致油浸紙絕緣中產(chǎn)生故障特征氣體的主要原因。變壓器在正常運(yùn)行狀態(tài)下，由于油和固體絕緣會(huì)逐漸老化、變質(zhì)，并分解出極少量的氣體（主要包括氫H2、甲烷CH4、乙烷C2H6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、一氧化碳CO、二氧化碳CO2等多種氣體）。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生過(guò)熱性故障、放電性故障或內(nèi)部絕緣受潮時(shí)，這些氣體的含量會(huì)逐漸增加。對(duì)應(yīng)這些故障所增加含量的氣體成分見(jiàn)表5-9。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析表5-9不同絕緣故障氣體成分的變化電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析根據(jù)色譜分析進(jìn)行變壓器內(nèi)部故障診斷時(shí)，應(yīng)包括：(1)分析氣體產(chǎn)生的原因及變化。(2)判斷有無(wú)故障及故障類(lèi)型。如過(guò)熱、電弧放電、火花放電和局部放電等。(3)判斷故障的狀況。如熱點(diǎn)溫度、故障回路嚴(yán)重程度及發(fā)展趨勢(shì)等。(4)提出相應(yīng)的處理措施。如能否繼續(xù)進(jìn)行，以及運(yùn)行期間的技術(shù)安全措施和監(jiān)視手段，或是否需要吊心檢修等。若需加強(qiáng)監(jiān)視，則應(yīng)縮短下次試驗(yàn)的周期。

因此在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，定期測(cè)量溶解于油中的氣體成分和含量，對(duì)于及早發(fā)現(xiàn)充油電力設(shè)備內(nèi)部存在的潛伏性有非常重要的意義和現(xiàn)實(shí)成效。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析一、特征氣體產(chǎn)生的原因在一般情況下，變壓器油是含有特征氣體的，新油含有的氣體的最大值約為CO-100μL/L，CO2-35μL/L，H2-15μL/L，CH4-2.5μL/L。運(yùn)行中油中有少量的CO和烴類(lèi)氣體。但是，當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)油中溶解氣體的含量就大不相同了。變壓器內(nèi)部故障時(shí)氣體及產(chǎn)生原因見(jiàn)表5-10。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析油中各種氣體成分可以從變壓器中取油樣經(jīng)脫氣后用氣相色譜分析儀分析得出。根據(jù)這些氣體的含量、特征、成分比值（如三比值）和產(chǎn)氣速率等方法判斷變壓器內(nèi)部故障。二、特征氣體變化與變壓器內(nèi)部故障的關(guān)系變壓器油故障判斷標(biāo)準(zhǔn)只要其中的任何一項(xiàng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，則應(yīng)引起注意，查明氣體產(chǎn)生原因，或進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)，對(duì)其內(nèi)部是否存在故障或故障的嚴(yán)重性及其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)估。表5-11給出了變壓器中溶解氣體含量的標(biāo)準(zhǔn)。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析變壓器油故障定性分析電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析當(dāng)H2含量增大，而其他氣體組分不增加時(shí)，有可能是由于設(shè)備進(jìn)水或有氣泡引起水和鐵的化學(xué)反應(yīng)，或在高電場(chǎng)強(qiáng)度作用下，水或氣體分子的分解或電暈作用所致。乙炔含量是區(qū)分過(guò)熱和放電兩種故障性質(zhì)的主要指標(biāo)。但大部分過(guò)熱故障，特別是出現(xiàn)高溫?zé)狳c(diǎn)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生少量乙炔。表5-13給出了電弧作用下變壓器油和固體絕緣分解出氣體的情況。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析3、變壓器故障診斷三比值法所謂的三比值法是用五種氣體的三對(duì)比值，用不同的編碼表示不同的三對(duì)比值和不同的比值范圍，來(lái)判斷變壓器的故障性質(zhì)。即根據(jù)電氣設(shè)備內(nèi)油、紙絕緣故障下裂解產(chǎn)生氣體組分的相對(duì)濃度與溫度有著相互的依賴(lài)關(guān)系，選用兩種溶解度和擴(kuò)散系統(tǒng)相近的氣體組分的比值作為判斷故障的依據(jù)，可得出對(duì)故障狀態(tài)較可靠的判斷。表5-14給出了三比值法的編碼規(guī)則。表5-14三比值法的編碼規(guī)則表5-14給出了一種三比值編碼方式的典型例子，電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析當(dāng)變壓器內(nèi)部存在高溫過(guò)熱和放電性故障時(shí)，絕大部分情況下C2H2/C2H4＞3，于是可選用三比值法中其余兩項(xiàng)構(gòu)成直角坐標(biāo)，CH4/H2作縱坐標(biāo)，C2H2/C2H6作橫坐標(biāo)，形成T（過(guò)熱）D（放電）分析判斷圖。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析

用TD圖法（見(jiàn)圖5－7）可以區(qū)分變壓器是過(guò)熱故障還是放電故障，按其比值劃分局部過(guò)熱、電暈放電和電弧放電區(qū)域。用這個(gè)方法能迅速、正確地判斷故障性質(zhì)，起監(jiān)控作用。通常變壓器的內(nèi)部故障，除懸浮電位的放電性故障外，大多以過(guò)熱狀態(tài)開(kāi)始，向過(guò)熱Ⅱ區(qū)或放電Ⅱ區(qū)發(fā)展。而以產(chǎn)生過(guò)熱故障或放電故障引起直接損壞而告終。放電Ⅱ區(qū)屬于要嚴(yán)格監(jiān)控并及早處理的重大隱患。當(dāng)然，這并不是說(shuō)在過(guò)熱Ⅱ區(qū)運(yùn)行就無(wú)問(wèn)題，例如當(dāng)CH4/H2比值趨近于3時(shí)，就可能出現(xiàn)變壓器輕瓦斯動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析第三節(jié)電力變壓器的電壓比、極性和組別試驗(yàn)一、變壓器極性組別和電壓比試驗(yàn)的目的和意義變壓器線(xiàn)圈的一次側(cè)和二次側(cè)之間存在著極性關(guān)系，若有幾個(gè)線(xiàn)圈或幾個(gè)變壓器進(jìn)行組合，都需要知道其極性，才可以正確運(yùn)用。對(duì)于兩線(xiàn)圈的變壓器來(lái)說(shuō)，若在任意瞬間在其內(nèi)感應(yīng)的電勢(shì)都具有同方向，則稱(chēng)它為同極性或減極性，否則為加極性。變壓器聯(lián)結(jié)組是變壓器的重要參數(shù)之一，是變壓器并聯(lián)運(yùn)行的重要條件，在很多情況下都需要進(jìn)行測(cè)量。在變壓器空載運(yùn)行的條件下，高壓繞組的電壓和低壓繞組的電壓之比稱(chēng)為變壓器的變壓比：

（5－3）電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析

電壓比一般按線(xiàn)電壓計(jì)算，它是變壓器的一個(gè)重要的性能指標(biāo)，測(cè)量變壓器變壓比的目的是：（1）保證繞組各個(gè)分接的電壓比在技術(shù)允許的范圍之內(nèi)；（2）檢查繞組匝數(shù)的正確性；（3）判定繞組各分接的引線(xiàn)和分接開(kāi)關(guān)連接是否正確。二、變壓器極性組別和電壓比試驗(yàn)方法1、直流法確定變壓器的極性測(cè)量變壓器繞組極性的方法有直流法和交流法，這里介紹簡(jiǎn)單適用的直流法：用一節(jié)干電池接在變壓器的高壓端子上，在變壓器的二次側(cè)接上一毫安表或微安表，實(shí)驗(yàn)時(shí)觀(guān)察當(dāng)電池開(kāi)關(guān)合上時(shí)表針的擺動(dòng)方向，即可確定極性。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析如圖5－8所示，將干電池的正極接在變壓器一次側(cè)A端子上，負(fù)極接到X上，電流表的正端接在二次側(cè)a端子上，負(fù)極接到x上，當(dāng)合上電源的瞬間，若電流表的指針向零刻度的右方擺動(dòng)，而拉開(kāi)的瞬間指針向左方擺動(dòng)，說(shuō)明變壓器是減極性的。

電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析2、直流法確定變壓器的組別

直流法是最為簡(jiǎn)單適用的測(cè)量變壓器繞組接線(xiàn)組別的方法，如圖5－9所示是對(duì)一接法的三繞組變壓器用直流法確定組別的接線(xiàn)，對(duì)于其他形式的變壓器接線(xiàn)相同。用一低壓直流電源如干電池加入變壓器高壓側(cè)AB、BC、AC，輪流確定接在低壓側(cè)ab、bc、ac上的電壓表指針的偏轉(zhuǎn)方向，從而可得到9個(gè)測(cè)量結(jié)果。這9個(gè)測(cè)量結(jié)果的表示方法為：用正號(hào)“+”表示當(dāng)高壓側(cè)電源合上的瞬間，低壓側(cè)表針擺動(dòng)的某一個(gè)方向，而用負(fù)號(hào)“-”表示與其相反的方向。如果用斷開(kāi)電源的瞬間來(lái)作為結(jié)果，則正好相反。另外還有一種情況，就是當(dāng)測(cè)量或接法的變壓器時(shí)，會(huì)出現(xiàn)表針為零，我們用“0”來(lái)作為結(jié)果。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析3、用QJ35型變比電橋測(cè)量變壓比QJ35型變比電橋測(cè)量變比的步驟：①在使用之前首先要知道變壓器繞組的極性或接線(xiàn)組別.②把試品的額定K值根據(jù)名牌表示計(jì)算出來(lái)并取4位有效值。③將電橋上的A、B、C、a、b、c分別和變壓器的A、B、C、a、b、c連接起來(lái)，對(duì)于三繞組的變壓器，還有Am、Bm、Cm，對(duì)于單相變壓器，B、b代X、x,C空接。④將電橋上的K值按計(jì)算出來(lái)的結(jié)果設(shè)置；⑤三相變壓器應(yīng)先放置在位上。如果是或接法的變壓器，短接開(kāi)關(guān)放在“0”上，如果是或接法的變壓器，則按下表5－17放置：電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析

⑥極性開(kāi)關(guān)放在變壓器的已知接法單相一或十。三相變壓器1~6組為“+”極性，7~12組為“-”極性，其他開(kāi)關(guān)都放在關(guān)或“0”上。⑦插上電源，注意核對(duì)相線(xiàn)與中性線(xiàn)的正確性，，閉合放大器電源開(kāi)關(guān)K1,然后把靈敏度旋至最大，調(diào)節(jié)零位使uA指中心，閉喝電壓表開(kāi)關(guān)K3和試驗(yàn)電壓K2,調(diào)整調(diào)壓器使電壓表指示5伏位置，同時(shí)必須注意uA表指針不超過(guò)滿(mǎn)度。⑧調(diào)整誤差盤(pán)時(shí)，放大器靈敏度旋至最大，使uA指零后再關(guān)閉電壓表開(kāi)關(guān)K3作精調(diào)，此時(shí)誤差盤(pán)上的指示就是變比的誤差，將其記錄。⑨降低電壓關(guān)閉試驗(yàn)電壓進(jìn)行三相變換，注意不能帶電進(jìn)行，然后繼續(xù)按第7步進(jìn)行；⑩測(cè)試完畢，將所有開(kāi)關(guān)放在關(guān)或零位，待下次使用。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析三、注意事項(xiàng)和結(jié)果分析（1）直流法確定極性時(shí)，試驗(yàn)過(guò)程應(yīng)反復(fù)操作數(shù)次，以免發(fā)生因表針擺動(dòng)快而作出錯(cuò)誤的結(jié)論。（2）在測(cè)量組別時(shí)，對(duì)于變壓比大的變壓器應(yīng)選擇較高的電壓和小量程的直流毫伏表，微安表或萬(wàn)用表；對(duì)變壓比小的選用較低的電壓和較大量程的毫伏表，微安表或萬(wàn)用。（3）變壓器的變壓比應(yīng)該在每一個(gè)分接下進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)不只一個(gè)線(xiàn)圈帶有分接時(shí)，可以輪流在各個(gè)線(xiàn)圈所有分接位置下測(cè)定，而其相對(duì)的帶分接線(xiàn)圈則應(yīng)接在額定分接上。（4）帶有載調(diào)壓裝置的，必須采用電動(dòng)操動(dòng)裝置變換分接。（5）整個(gè)測(cè)量過(guò)程要特別注意變壓器A和a不能對(duì)調(diào)，否則高壓將會(huì)進(jìn)入橋體。（6）當(dāng)逐漸增加試驗(yàn)電壓時(shí)，電壓表迅速上升至滿(mǎn)度時(shí)應(yīng)關(guān)掉電源進(jìn)行檢查。（7）對(duì)所測(cè)得的結(jié)果，各相應(yīng)分接的電壓比順序應(yīng)與銘牌相同；額定分接電壓比允許偏差為，其他分接的偏差應(yīng)在變壓器阻抗值的以?xún)?nèi)，但不能超過(guò)。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析第四節(jié)電力變壓器的直流電阻試驗(yàn)變壓器繞組直流電阻的檢測(cè)是一項(xiàng)很重要的試驗(yàn)項(xiàng)目，DL/T596--1996預(yù)試規(guī)程的試驗(yàn)次序排在變壓器試驗(yàn)項(xiàng)目的第二位。規(guī)程規(guī)定它是變壓器大修時(shí)、無(wú)載開(kāi)關(guān)調(diào)級(jí)后、變壓器出口短路后和1～3年1次等必試項(xiàng)目。在變壓器的所有試驗(yàn)項(xiàng)目中是一項(xiàng)較為方便而有效的考核繞組縱絕緣和電流回路連接狀況的試驗(yàn)。它能夠反映繞組匝間短路、繞組斷股、分接開(kāi)關(guān)接觸狀態(tài)以及導(dǎo)線(xiàn)電阻的差異和接頭接觸不良等缺陷故障，也是判斷各相繞組直流電阻是否平衡、調(diào)壓開(kāi)關(guān)檔位是否正確的有效手段

電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析一、DL/T

596--1996預(yù)試規(guī)程的試驗(yàn)周期和要求1、試驗(yàn)周期變壓器繞組直流電阻正常情況下1～3年檢測(cè)一次。但有如下情況必須檢測(cè)：1)對(duì)無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器變換分接位置后必須進(jìn)行檢測(cè)(對(duì)使用的分接鎖定后檢測(cè))

2)有載調(diào)壓變壓器在分接開(kāi)關(guān)檢修后必須對(duì)所有分接進(jìn)行檢測(cè)。3)變壓器大修后必須進(jìn)行檢測(cè)。4)必要時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。如變壓器經(jīng)出口短路后必須進(jìn)行檢測(cè)。2、試驗(yàn)要求1)變壓器容量在1．6MVA及以上，繞組直流電阻相互間差別不應(yīng)大于2％；無(wú)中性點(diǎn)引出的繞組線(xiàn)間差別不應(yīng)大于三相平均值的1％。2)容量在1.6MVA以下，相間差別一般不大于三相平均值的4%；線(xiàn)間差別一般不大于三相平均值的2%。3)與以前相同部位測(cè)得值比較其變化不應(yīng)大于2%；如直流電阻相間差在變壓器出廠(chǎng)時(shí)超過(guò)規(guī)定，制造廠(chǎng)已說(shuō)明了這種偏差的原因，也以變化不大于2%考核。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析4)不同溫度下的電阻值應(yīng)換算到同一溫度下進(jìn)行比較，并按下式換算:

（5－7）式中：R1、R2——分別為溫度t1、t2時(shí)的電阻值；T——常數(shù)，其中銅導(dǎo)線(xiàn)為235，鋁導(dǎo)線(xiàn)為225。二、減少測(cè)量時(shí)間提高檢測(cè)準(zhǔn)確度的措施助磁法助磁法是迫使鐵心磁通迅速趨于飽和，從而降低自感效應(yīng)歸納起來(lái)可縮短時(shí)間常數(shù)，大體有以下幾種方法：（1）用大容量蓄電池或穩(wěn)流源通大電流測(cè)量。（2）把高、低壓繞組串聯(lián)起來(lái)通電流測(cè)量，采用同相位和同極性的高壓繞組助磁。

（3）采用恒壓恒流源法的直阻測(cè)量?jī)x。使用時(shí)可把高、低壓繞組串聯(lián)起來(lái)，應(yīng)用雙通道對(duì)高、低壓繞組同時(shí)測(cè)量，較好地解決了三相五柱式大容量變壓器直流電阻測(cè)試的困難。

電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析2、消磁法消磁法與助磁法相反，力求使通過(guò)鐵心的磁通為零。使用的方法有兩種：（1）零序阻抗法。該方法僅適用于三柱鐵心YN連接的變壓器。它是將三相繞組并聯(lián)起來(lái)同時(shí)通電，由于磁通需經(jīng)氣隙閉合，磁路的磁阻大大增加，繞組的電感隨之減小，為此使測(cè)量電阻的時(shí)間縮短。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析

（2）磁通勢(shì)抵消法。試驗(yàn)時(shí)除在被測(cè)繞組通電流外，還在非被測(cè)繞組中通電流，使兩者產(chǎn)生在磁通勢(shì)大小相等、方向相反而互相抵消，保持鐵心中磁通趨近于零，將繞組的電感降到最低限度，達(dá)到縮短測(cè)量時(shí)間的目的。其測(cè)量接線(xiàn)如圖5－11所示電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析三、直流電阻檢測(cè)與故障診斷實(shí)例1、繞組斷股故障的診斷（1）色譜分析。色譜分析結(jié)果該主變壓器C2H2超標(biāo)，從0.2上升至7.23μL/L，說(shuō)明存在放電性故障。但從該主變壓器的檢修記錄中得知，在發(fā)現(xiàn)該變壓器C2H2變化前曾補(bǔ)焊過(guò)2次，而且未進(jìn)行脫氣處理。其它氣體的含量基本正常，用三比值法分析，不存在過(guò)熱故障，且歷年預(yù)試數(shù)據(jù)反映除直流電阻不平衡率超標(biāo)外，其他項(xiàng)目均正常。（2）直流電阻超標(biāo)分析。經(jīng)換算確定C相電阻值較大，懷疑是否由于斷股引起，經(jīng)與制造廠(chǎng)了解該繞組股數(shù)為24股，據(jù)此計(jì)算若斷一股造成的誤差與實(shí)際測(cè)量誤差一致，判斷故障為C相繞組內(nèi)部有斷股問(wèn)題。經(jīng)吊罩檢查，打開(kāi)繞組三角接線(xiàn)的端子，用萬(wàn)用表測(cè)量，驗(yàn)證廠(chǎng)C相有一股開(kāi)斷。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析2、有載調(diào)壓切換開(kāi)關(guān)故障的診斷某變壓器110kV側(cè)直流電阻不平衡，其中C相直流電阻和各個(gè)分接之間電阻值相差較大。A、B相的每個(gè)分接之間直流電阻相差約為10～11.7u歐，而C相每個(gè)分接之間直流電阻相差為4.9—6.4

u歐和14.1～16.4

u歐，初步判斷C相回路不正常。通過(guò)其直流電阻數(shù)據(jù)CO(C端到中性點(diǎn)O端)的直流回路進(jìn)行分析，確定繞組本身缺陷的可能性小，有載調(diào)壓裝置的極性開(kāi)關(guān)和選擇開(kāi)關(guān)缺陷的可能性也極小，所以，缺陷可能在切換開(kāi)關(guān)上。經(jīng)對(duì)切換開(kāi)關(guān)吊蓋檢查發(fā)現(xiàn)，有一個(gè)固定切換開(kāi)關(guān)的一個(gè)極性到選擇開(kāi)關(guān)的固定螺絲擰斷，致使零點(diǎn)的接觸電阻增大，而出現(xiàn)直流電阻規(guī)律性不正常的現(xiàn)象。3、無(wú)載調(diào)壓開(kāi)關(guān)故障的診斷在對(duì)某電力修造廠(chǎng)改造的變壓器交接驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中壓繞組Am、Bm、Cm三相無(wú)載磁分接開(kāi)關(guān)的直流電阻數(shù)據(jù)混亂、無(wú)規(guī)律，分接位置與所測(cè)直流電阻的數(shù)值不對(duì)應(yīng)。經(jīng)吊罩檢查，發(fā)現(xiàn)三相開(kāi)關(guān)位置與指示位置不符，且沒(méi)有空檔位置，經(jīng)重新調(diào)整組裝后恢復(fù)正常。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析4、繞組引線(xiàn)連接不良故障的診斷該變壓器35kV側(cè)直流電阻不平衡率遠(yuǎn)大于2％，懷疑分接開(kāi)關(guān)有問(wèn)題，所以轉(zhuǎn)動(dòng)分接開(kāi)關(guān)后復(fù)測(cè)，其不平衡率仍然很大，又分別測(cè)其他幾個(gè)分接位置的直流電阻，其不平衡率都在11％以上，而且規(guī)律都是A相直流電阻偏大，好似在A(yíng)相繞組中已串入一個(gè)電阻，這一電阻的產(chǎn)生可能出現(xiàn)在A(yíng)相繞組的首端或套管的引線(xiàn)連接處，是否為連接不良造成。經(jīng)分析確認(rèn)后，停電打開(kāi)A相套管下部的手孔門(mén)檢查，發(fā)現(xiàn)引線(xiàn)與套管連接松動(dòng)(螺絲連接)，主要由于安裝時(shí)未裝緊，且無(wú)墊圈而引起，經(jīng)緊固后恢復(fù)正常。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析通過(guò)上述案例可見(jiàn)，變壓器繞組直流電阻的測(cè)量能發(fā)現(xiàn)回路中某些重大缺陷，判斷的靈敏度和準(zhǔn)確性亦較高，但現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中應(yīng)遵循如下相關(guān)要求，才能得到準(zhǔn)確的診斷效果。1)通過(guò)對(duì)變壓器直流電阻進(jìn)行測(cè)量分析時(shí)，其電感較大，一定要充電到位，將自感效應(yīng)降低到最小程度，待儀表指針基本穩(wěn)定后讀取電阻值，提高一次回路直流電阻測(cè)量的正確性和準(zhǔn)確性。2)測(cè)量的數(shù)據(jù)要進(jìn)行橫向和縱向的比較，對(duì)溫度、濕度、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法、測(cè)量過(guò)程和測(cè)量設(shè)備進(jìn)行分析。3)分析數(shù)據(jù)時(shí)，要綜合考慮相關(guān)的因素和判據(jù)，不能單搬規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，而要根據(jù)規(guī)程的思路、現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，具體分析設(shè)備測(cè)量數(shù)據(jù)的發(fā)展和變化過(guò)程。4)要結(jié)合設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)，分析設(shè)備內(nèi)部的具體情況，根據(jù)不同情況進(jìn)行直流電阻的測(cè)量，以得到正確判斷結(jié)論。5)重視綜合方法的分析判斷與驗(yàn)證。如有些案例中通過(guò)繞組分接頭電壓比試驗(yàn)，能夠有效驗(yàn)證分接相關(guān)的檔位，而且還能檢驗(yàn)出變壓器繞組的連接組別是否正確。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析第五節(jié)電力變壓器的短路和空載試驗(yàn)一、變壓器空載試驗(yàn)和負(fù)載試驗(yàn)的目的和意義變壓器的損耗是變壓器的重要性能參數(shù)，一方面表示變壓器在運(yùn)行過(guò)程中的效率，另一方面表明變壓器在設(shè)計(jì)制造的性能是否滿(mǎn)足要求。變壓器空載損耗和空載電流測(cè)量、負(fù)載損耗和短路阻抗測(cè)量都是變壓器的例行試驗(yàn)。變壓器的空載試驗(yàn)就是從變壓器任一組線(xiàn)圈施加額定電壓，其它線(xiàn)圈開(kāi)路的情況下，測(cè)量變壓器的空載損耗和空載電流?？蛰d電流用它與額定電流的百分?jǐn)?shù)表示，即：電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析進(jìn)行空載試驗(yàn)的目的是：測(cè)量變壓器的空載損耗和空載電流；驗(yàn)證變壓器鐵心的設(shè)計(jì)計(jì)算、工藝制造是否滿(mǎn)足技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)的要求；檢查變壓器鐵心是否存在缺陷，如局部過(guò)熱，局部絕緣不良等。變壓器的短路試驗(yàn)就是將變壓器的一組線(xiàn)圈短路，在另一線(xiàn)圈加上額定頻率的交流電壓使變壓器線(xiàn)圈內(nèi)的電流為額定值，此時(shí)所測(cè)得的損耗為短路損耗，所加的電壓為短路電壓，短路電壓是以被加電壓線(xiàn)圈的額定電壓百分?jǐn)?shù)表示的：（5－9）此時(shí)求得的阻抗為短路阻抗，同樣以被加壓線(xiàn)圈的額定阻抗百分?jǐn)?shù)表示：（5－10）變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)和短路阻抗百分?jǐn)?shù)是相等的，并且其有功分量和無(wú)功分量也對(duì)應(yīng)相等。進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)的目的是：計(jì)算和確定變壓器有無(wú)可能與其它變壓器并聯(lián)運(yùn)行；計(jì)算和試驗(yàn)變壓器短路時(shí)的熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定；計(jì)算變壓器的效率；計(jì)算變壓器二次側(cè)電壓由于負(fù)載改變而產(chǎn)生的變化。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析二、變壓器空載和負(fù)載試驗(yàn)的接線(xiàn)和試驗(yàn)方法對(duì)于單相變壓器，可采用圖5－12所示的接線(xiàn)進(jìn)行空載試驗(yàn)。對(duì)于三相變壓器，可采用圖5－13和圖5－14所示的兩瓦特表法進(jìn)行空載試驗(yàn)。

空載試驗(yàn)時(shí)，在變壓器的一側(cè)（可根據(jù)試驗(yàn)條件而定）施加額定電壓，其余各繞組開(kāi)路。

電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析短路試驗(yàn)時(shí)，在變壓器的一側(cè)施加工頻交流電壓，調(diào)整施加電壓，使線(xiàn)圈中的電流等于額定值；有時(shí)由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，也可以在較低電流下進(jìn)行試驗(yàn)，但不應(yīng)低于電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析三、試驗(yàn)要求和注意事項(xiàng)（1）試驗(yàn)電壓一般應(yīng)為額定頻率、正弦波形，并使用一定準(zhǔn)確等級(jí)的儀表和互感器。如果施加電壓的線(xiàn)圈有分接，則應(yīng)在額定分接位置。（2）試驗(yàn)中所有接入系統(tǒng)的一次設(shè)備都要按要求試驗(yàn)合格，設(shè)備外殼和二次回路應(yīng)可靠接地，與試驗(yàn)有關(guān)的保護(hù)應(yīng)投入，保護(hù)的動(dòng)作電流與時(shí)間要進(jìn)行校核。（3）三相變壓器，當(dāng)試驗(yàn)用電源有足夠容量，在試驗(yàn)過(guò)程中保持電壓穩(wěn)定。并為實(shí)際上的三相對(duì)稱(chēng)正弦波形時(shí)，其電流和電壓的數(shù)值，應(yīng)以三相儀表的平均值為準(zhǔn)。（4）聯(lián)結(jié)短路用的導(dǎo)線(xiàn)必須有足夠的截面，并盡可能的短，連接處接觸良好。四、試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算1、空載試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算三相變壓器用上述三瓦特表法測(cè)量時(shí)，其空載電流和空載損耗可按下式進(jìn)行計(jì)算：電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析第六節(jié)電力變壓器的綜合分析與診斷

電力變壓器是供配電系統(tǒng)中廣泛使用的重要且昂貴的高壓電器設(shè)備，在運(yùn)行中變壓器一旦發(fā)生損壞性故障，則將直接影響電網(wǎng)的供電，除修復(fù)費(fèi)用大外，還會(huì)造成更大的直接經(jīng)濟(jì)損失。因此選用高質(zhì)量的變壓器，提高運(yùn)行維護(hù)水平，使用有效的故障診斷技術(shù)，具有十分重要的實(shí)際價(jià)值。一、變壓器故障種類(lèi)及分析1、導(dǎo)電回路過(guò)熱故障主要有引線(xiàn)接觸不良（包括將軍帽接線(xiàn)裝置過(guò)熱）、線(xiàn)圈導(dǎo)線(xiàn)接頭焊接質(zhì)量差以及虛焊、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行等都會(huì)引起導(dǎo)電回路局部過(guò)熱。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析2、絕緣水平下降

主要有變壓器進(jìn)水受潮(包括將軍帽密封不良進(jìn)水)、變壓器油油質(zhì)不良(如介損偏大、有微生物、含水量高等)，變壓器內(nèi)部局部過(guò)熱也會(huì)造成絕緣損壞以及絕緣材料的熱解。變壓器所用的電氣材料包括絕緣材料、導(dǎo)體(金屬)材料兩大類(lèi)。絕緣紙的成分是纖維素，主要是由糖或多糖類(lèi)構(gòu)成的高分子碳水化合物。金屬材料在絕緣物的熱分解過(guò)程中會(huì)起到催化作用，當(dāng)有水分存在時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生氫氣。3、產(chǎn)氣故障常見(jiàn)的產(chǎn)氣故障有過(guò)熱和放電兩種類(lèi)型。放電故障可分為局部放電和其他形式的放電故障兩種類(lèi)型。過(guò)熱故障的主要原因有：①導(dǎo)體故障；②磁路故障；③接點(diǎn)或連接不良。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析熱點(diǎn)溫度的高低、產(chǎn)氣組分的相對(duì)濃度特征有所不同，熱點(diǎn)與局部放電、電弧放電時(shí)的產(chǎn)氣組分濃度特征也不相同，詳見(jiàn)表5－19。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析4、調(diào)壓開(kāi)關(guān)故障調(diào)壓開(kāi)關(guān)主觸頭沒(méi)有到位，調(diào)壓開(kāi)關(guān)抽頭引線(xiàn)松動(dòng)，調(diào)壓開(kāi)關(guān)觸頭燒毛，調(diào)壓開(kāi)關(guān)觸頭接觸壓力不夠；還有有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)中的切換開(kāi)關(guān)接觸不良，切換開(kāi)關(guān)觸頭燒毛，過(guò)渡電阻斷線(xiàn)、調(diào)壓時(shí)滑檔等；另外還有滲油，即切換開(kāi)關(guān)中油滲到本體中引起本體油色譜異常等。5、變壓器繞組變形在運(yùn)輸過(guò)程中不注意或沒(méi)有采取安全措施使繞組發(fā)生移位。由于抗短路能力差，當(dāng)發(fā)生出口短路時(shí)，變壓器繞組發(fā)生變形或散架，嚴(yán)重時(shí)造成變壓器燒毀。6、變壓器滲油缺陷（包括冷卻器滲油）7、電容套管故障主要是進(jìn)水受潮、油介損不好或整體介損不好，制造質(zhì)量比較差內(nèi)部存在著嚴(yán)重的局部放電（運(yùn)行中油色譜異常），運(yùn)行中末屏接地不良等造成套管絕緣不良或絕緣損壞事故發(fā)生等。以上變壓器的常見(jiàn)故障有多種測(cè)試和監(jiān)測(cè)手段，這些手段有的能夠測(cè)試出部分故障，有的可以綜合判斷運(yùn)行狀態(tài)及故障點(diǎn)、故障原因。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析二、變壓器故障分析與診斷方法變壓器故障的種類(lèi)多種多樣，按故障發(fā)生的部位可分為外部故障和內(nèi)部故障；按故障發(fā)生的過(guò)程可分為突發(fā)性故障和長(zhǎng)年累月逐步擴(kuò)展而形成的故障，這些故障可能相互影響、轉(zhuǎn)化，使故障更趨嚴(yán)重。變壓器故障分析和診斷的方法很多，主要有直觀(guān)檢查方法、電氣預(yù)防性試驗(yàn)方法、油中溶解氣體分析法（DGOA）、專(zhuān)家系統(tǒng)（TFDES）及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法（TFDANN）、智能型系統(tǒng)法（TFDAI）幾種。1、直觀(guān)檢查方法（1）溫度過(guò)高或聲音異常其原因可能是過(guò)負(fù)荷運(yùn)行、環(huán)境溫度超過(guò)40℃、冷卻系統(tǒng)故障、漏油引起油量不足等。（2）振動(dòng)、響聲異常及有放電聲其原因可能是電壓過(guò)高或頻率波動(dòng)，緊固件松動(dòng)，鐵芯緊固不良，分接開(kāi)關(guān)動(dòng)作機(jī)構(gòu)異常，偏磁現(xiàn)象等，外部接地不良或未接地的金屬部分出現(xiàn)靜放電，瓷件、套管表面粘附污穢引起局部火花、電暈等。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析（3）氣味異?；蚋稍飫┳兩湓蚩赡苁翘坠芙泳€(xiàn)端子不良或接觸面氧化使觸頭過(guò)熱產(chǎn)生異味和變色，漏磁通、渦流使油箱局部過(guò)熱，風(fēng)扇、潛油泵過(guò)熱燒毀產(chǎn)生的異味，過(guò)負(fù)荷造成溫升過(guò)高，外部電暈、閃絡(luò)產(chǎn)生的臭氧味，干燥劑受潮變色等等。（4）油位計(jì)指示大大低于正常位置其原因可能是閥門(mén)、密封圈部位焊接不好或密封不良漏油，油位計(jì)損壞漏油，以及內(nèi)部故障引起噴油（5）瓦斯繼電器的氣室內(nèi)有氣體或瓦斯動(dòng)作其原因可能是內(nèi)部局部放電，鐵芯不正常，導(dǎo)電部分過(guò)熱。（6）防爆裝置的防爆膜破裂、外傷及有放電痕跡其原因可能如瓦斯、差動(dòng)等繼電器動(dòng)作，一般為內(nèi)部故障。（7）瓷件、瓷套管表面出現(xiàn)龜裂、外傷和放電痕跡其原因可能是過(guò)電壓或機(jī)械力引起。幾乎所有的故障一開(kāi)始都是經(jīng)直觀(guān)檢查發(fā)現(xiàn)的，它是發(fā)現(xiàn)故障的最開(kāi)始和必經(jīng)的步驟。但要進(jìn)一步分析原因，必須利用有效的檢測(cè)手段來(lái)診斷。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析

2、電氣預(yù)防性試驗(yàn)方法試驗(yàn)項(xiàng)目次序基本上是按照項(xiàng)目的重要性排列的。在總共32個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目中，有些是在變壓器解體后才能進(jìn)行的，有些是與其它項(xiàng)目同時(shí)進(jìn)行或附帶進(jìn)行的，有些是變壓器投運(yùn)前或投運(yùn)后的例行檢查、試驗(yàn)項(xiàng)目，有些項(xiàng)目在特殊情況下進(jìn)行，而交流耐壓試驗(yàn)是一種破壞性試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的要求很高，現(xiàn)場(chǎng)條件一般很難滿(mǎn)足，所以是變壓器絕緣水平的一種考核項(xiàng)目。

（1）絕緣試驗(yàn)和油務(wù)試驗(yàn)繞組直流電阻的測(cè)量是一個(gè)很重要的試驗(yàn)項(xiàng)目，次序排在變壓器試驗(yàn)項(xiàng)目的第二位。在變壓器的所有試驗(yàn)項(xiàng)目中，這是一項(xiàng)方便而有效的考核繞組縱絕緣和電流回路連接狀況的試驗(yàn)，它能夠反映繞組匝間短路、繞組斷股、分接開(kāi)關(guān)以及導(dǎo)線(xiàn)接頭接觸不良等故障；

電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析

其實(shí)，上述兩項(xiàng)試驗(yàn)不是“名副其實(shí)”的絕緣試驗(yàn)，絕緣電阻及吸收比或極化指數(shù)、介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ和泄漏電流試驗(yàn)等才是真正的絕緣試驗(yàn)。吸收比或極化指數(shù)能夠反映絕緣受潮，至今仍然是診斷受潮故障的有效手段。相對(duì)來(lái)講，單純依靠絕緣電阻絕對(duì)值的大小對(duì)繞組絕緣作出判斷，其靈敏度、有效性比較低。

有資料表明，同一電壓等級(jí)、同樣容量、同一規(guī)格的變壓器，其絕緣電阻值有時(shí)會(huì)相差比較大，這并不能說(shuō)明這些變壓器絕緣水平有差距，而往往是因?yàn)樽儔浩鹘^緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、絕緣材料選用的不同所致。但是，對(duì)于鐵芯、夾件、穿心螺栓等部件，測(cè)量絕緣電阻往往能反映故障、說(shuō)明問(wèn)題。這主要是因?yàn)檫@些部件的絕緣結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、絕緣介質(zhì)單一，正常情況下基本上不承受電壓，絕緣更多的是起“隔爆”作用，而不象繞組絕緣要承受高電壓。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析

實(shí)踐表明，對(duì)于電容性設(shè)備，如電容型套管、電容式電壓互感器、耦合器電容器等，測(cè)量tanδ和電容量Cx（實(shí)際上是根據(jù)Cx的變化量ΔCx進(jìn)行判斷）仍然是故障診斷的有效手段。不僅如此，tanδ和電容量Cx已經(jīng)從離線(xiàn)測(cè)量發(fā)展到了在線(xiàn)監(jiān)測(cè)階段。絕緣油試驗(yàn)、油中含水量、油中含氣量以及油中糠醛含量測(cè)量都屬于油務(wù)試驗(yàn)或油化驗(yàn)的范疇。而作為一種故障診斷方法，油務(wù)試驗(yàn)似乎沒(méi)有得到應(yīng)有的重視。造成這種狀況的原因之一在現(xiàn)場(chǎng)，在實(shí)際工作中，有時(shí)會(huì)發(fā)生這樣的事情：對(duì)同一臺(tái)設(shè)備取油樣，高壓試驗(yàn)班的結(jié)果與油化驗(yàn)班的結(jié)果有較大出入；也發(fā)生過(guò)這樣的事情:對(duì)110kV少油斷路器做泄漏電流試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，泄漏電流值超標(biāo)，初步判斷絕緣拉桿受潮。而這時(shí)，油化驗(yàn)的結(jié)果也顯示，油中含水量超標(biāo)。最后的檢查結(jié)果是，斷路器頂部將軍帽有砂眼，下雨時(shí)進(jìn)水。油化驗(yàn)的結(jié)果有一定分散性，這種分散性來(lái)源于取樣、送檢、化驗(yàn)全過(guò)程。其實(shí)，油中溶解氣體分析也有類(lèi)似的問(wèn)題，例如分析CO2的含量時(shí)，要防止油中特征氣體的逸出、回溶、外界氣體的侵入。因?yàn)榭諝庵斜緛?lái)就含有約0.3%的CO2。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析

總的說(shuō)來(lái)，油化驗(yàn)在變壓器故障診斷中還是有較大價(jià)值的。比如：糠醛含量的大小能夠反映絕緣的老化程度；絕緣油的耐壓試驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明油質(zhì)的好壞等等。（2）局部放電測(cè)量和繞組變形檢測(cè)導(dǎo)致繞組變形的原因主要有：①繞組絕緣和機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度先天不足，繞制工藝粗糙，承受正常容許的短路電流沖擊能力差；②變壓器出口短路，出口短路形成的巨大的短路沖擊電流產(chǎn)生的電動(dòng)力使繞組扭曲、變形。變壓器繞組變形檢測(cè)正成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，同時(shí)也是一項(xiàng)必須突破的故障診斷技術(shù)。根據(jù)資料介紹，可以采用頻譜法等來(lái)檢測(cè)變壓器繞組變形，但目前還沒(méi)有形成相應(yīng)的判斷標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析在現(xiàn)有的條件下，對(duì)變壓器繞組嚴(yán)重變形故障的診斷可以通過(guò)變壓器空載試驗(yàn)、短路試驗(yàn)及阻抗測(cè)量實(shí)現(xiàn)。當(dāng)繞組發(fā)生變形時(shí)，變壓器內(nèi)部的磁路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，空載電流及損耗、短路損耗及阻抗會(huì)發(fā)生一定的變化，通過(guò)橫向相間比較、縱向歷史數(shù)據(jù)比較，有可能判斷。3、油中溶解氣體分析法油中溶解氣體分析（DGOA）方法源于Halstread的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：任何一種特定的烴類(lèi)氣體的產(chǎn)生速率隨溫度變化，在特定的溫度下，有某一種氣體的產(chǎn)氣率會(huì)出現(xiàn)最大值；隨著溫度升高，產(chǎn)氣率最大的氣體依次為CH4、C2H6、C2H4、C2H2。過(guò)熱、電暈和電弧是導(dǎo)致油浸紙絕緣中故障特征氣體產(chǎn)生的主要原因，這些故障特征氣體主要有：H2、CO、CO2、CH4、C2H2、C2H6、C2H4、O2和N2?？偀N是指CH4、C2H2、C2H6、C2H4這4種氣體的總量。由于分接開(kāi)關(guān)接觸不良，鐵芯多點(diǎn)接地和局部短路，導(dǎo)線(xiàn)過(guò)電流發(fā)熱和接頭不良等變壓器內(nèi)部裸金屬過(guò)熱引起油裂解的特征氣體，主要是CH4、C2H4，其次是C2H6。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析變壓器內(nèi)部發(fā)生各種性質(zhì)的故障都要產(chǎn)生H2，當(dāng)H2含量偏高時(shí)，可能是變壓器中進(jìn)水.變壓器主要的絕緣材料是絕緣油、絕緣紙和板等，在運(yùn)行中將逐漸老化。絕緣油分解產(chǎn)生的主要?dú)怏w是氫、烴類(lèi)氣體，而絕緣紙等固體材料分解產(chǎn)生的主要?dú)怏w是CO和CO2。變壓器發(fā)生低溫過(guò)熱性故障，因溫度不高，往往油的分解不劇烈，因此烴類(lèi)氣體的含量并不高。而CO、CO2含量變化較大，故而用CO和CO2的含量判斷變壓器固體絕緣老化狀況。

基于油中溶解氣體類(lèi)型與內(nèi)部故障性質(zhì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提出了多種以油中特征氣體為依據(jù)的判斷設(shè)備故障的方法。油中溶解氣體分析方法是充油電氣設(shè)備內(nèi)部故障早期診斷的有效方法，這不僅為IEEE所認(rèn)可，而且被實(shí)踐所證實(shí)。對(duì)于電氣設(shè)備中充油量最大的電力變壓器，油中溶解氣體分析自然是非常有效的故障診斷方法。電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析（1）特征氣體判別法故障點(diǎn)產(chǎn)生烴類(lèi)氣體與故障源的能量密度之間有密切的關(guān)系

故障性質(zhì)特征氣體的特點(diǎn)一般過(guò)熱性故障總烴較高，C2H2＜5×10-6嚴(yán)重過(guò)熱性故障總烴較高，C2H2＞5×10-6，但未構(gòu)成總烴主要成分，H2含量較高局部放電總烴不高，H2＞100×10-6，CH4占烴中的主要成分火花放電總烴不高，C2H2＞10×10-6，H2含量較高電弧放電總烴高。

電力變壓器的試驗(yàn)與狀態(tài)分析（2）IEC三比值法三比值法在變壓器故障診斷中發(fā)揮了重要作用，但是該方法在應(yīng)