油浸式变压器绝缘试验与异常状态识别

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1、上海电力2013年第3期油浸式变压器绝缘试验与异常状态识别史清，杨建平，谢励耘，黄妍，丁古芸，邱毓憨(上海市电力公司检修公司，上海200063)摘要：分析了油浸式变压器绝缘故障的产生原因，介绍了识别变压器绝缘异常状态所采用的油色谱分析、绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗因数和直流电阻等试验方法，给出了变压器的绝缘电阻、介质损耗因数和直流电阻在不同温度下的修正公式。应用油色谱分析和电气试验结果，结合规程要求和现场工作经验，可识别和评估变压器的绝缘状态是否异常。通过现场应用实例表明，该方法对识别油浸式变压器绝缘异常状态是有效的。关键字：变压器

2、；绝缘试验；状态识别中图分类号：TM4l1文献标识码：B0引言1)长期工作电压：电场畸变使作用场强变化，引起变压器局部过热、局部放电。变压器是变电站最重要的设备之一。截止至2)暂时过电压：使变压器铁心磁路饱和，励2012年12月底，上海电网已投运15座500kV磁电流迅速增大，引起靠近铁心的绕组过热，甚变电站和93座220kV变电站，共有99台500kv至击穿匝间绝缘。变压器和214台220kV变压器，其安全稳定运行3)操作过电压：切断空载变压器、切断低压对上海电网可靠供电至关重要。侧补偿电容器、多次不同期合闸等操作时，产生由于变压

3、器长期运行在电、热、化学、电动力的操作过电压可能引起变压器绝缘故障。的作用下，变压器绝缘逐渐老化『1]。据统计，因各4)雷电过电压：文献指出，无论变压器电压种类型的绝缘故障造成的事故占全部变压器事等级多高，出线门型架上一律不得安装避雷针，故的85％以上翻。以防变压器因反击而造成的绝缘损坏。防感应雷变压器绝缘的好坏直接影响到变压器能否或雷电侵入波装设避雷器。长期、安全可靠运行。因此，研究油浸式变压器绝1．2耐受场强下降缘故障的产生原因，采取以变压器油色谱分析和1)绝缘受潮：变压器油纸绝缘对水有极大的电气试验相结合的异常状态识别技术，可

4、评估变亲和力，受潮后绝缘强度会直线下降。压器绝缘状态，及时发现事故隐患，为变压器状2)金属异物：在制造、运输和检修过程中，变态检修提供依据，对于保障上海电网安全稳定运压器如残留金属异物，易产生局部放电，或绝缘行和可靠供电是一项有益的工作。磨损。3)尘埃微粒：导电性、半导电性微粒在电场作用下会沿电力线排列，使电场畸变，引发变压器局部放电，或发生油流带电现象。变压器的绝缘故障与绝缘配合有关。合理的绝缘配合是指变压器绝缘的耐受电场强度(简称“场强”)大于其受到的作用场强，并有一定的裕度[3l。当作用场强失控或耐受场强下降时，会损伤油浸式变

5、压器主要通过油色谱监视和绝缘变压器绝缘，引起绝缘故障的发生。试验，结合规程要求和现场工作经验，可识别和1．1作用场强失控评估变压器绝缘是否处于异常状态。一184-2013年第3期上海电力2．1油中溶解气体色谱分析过极化指数来识别其绝缘状态，采用极化指数识分析变压器油中溶解气体，可以识别变压器别绝缘状态的经验值列于表2。的潜伏性故障，避免事故发生或进一步扩大。表2极化指数与绝缘状态的关系2．1．1油中溶解气体的原因极化变压器油中溶解气体的主要原因是：铁心、指数<1O1．0～1．111～1．51．5~2．0>2．0绕组等部位发生局部过热

6、、局部电晕放电和电弧状态有缺陷绝缘绝缘绝缘绝缘不良可疑较好良好放电，使得变压器油和固体绝缘的裂解，从而产生气体。产生气体主要有氢气、烃类气体(甲烷、随着变压器绝缘水平提高，绝缘电阻很高乙烷；乙烯、乙炔等)、一氧化碳、二氧化碳等。(>10000MQ)，吸收现象反而不明显，此时吸收2．1．2用油色谱分析识别异常状态电阻和极化指数可不用考虑。根据模拟试验和大量的现场试验发现，油色2．2-3可能遇到的问题和处理办法谱分析对识别变压器过热性、电弧性和绝缘破坏现场经验表明，变压器的绝缘电阻和介质损性故障特别有效圈。变压器各种绝缘故障产生的耗因数

7、试验结果受外部脏污、和空气湿度影响较主要气体成分列于表1。大。测量试验结果偏低时，首先要考虑变压器外部绝缘部分是否脏污、空气湿度是否较大、试验表1各种绝缘故障产生的主要气体成分表接线是否牢靠、仪器是否能正常工作，可进行以强过热电弧放电局部放电气体油和油和油和下处理后再次进行测量：成分油绝缘油绝缘油绝缘材料材料材料1)午后测量(湿度相对较高)；氢气I-I2●●●●●●甲烷●●00●●2)酒精清擦(消除表面脏污)。CHd排除上述影响因素后，再考虑变压器是否绝乙烷00c~I-I6缘不良，可结合介质损耗因数试验及油务试验进乙烯●●00C2H

8、4行识别，变压器是否整体受潮、绝缘油是否劣化乙炔●●C2H2等。一氧化碳●●02．3测量绕组直流泄漏电流Co二氧测量泄漏电流原理和绝缘电阻相同，因施加化碳●0oC02电压高，通过测量泄漏电流数值的变化，来识别注：●爱主要成分，0袭次要