浅谈电力变压器高压试验一次合格方法

漳浦海峡发电有限公司 谢 军

在建设新能源过程中电力变压器发挥着重要作用。为确保其得以稳定运行，就需把握好其中的关键环节，也就是高压试验。这直接作用于电站正常运行，一旦出现问题就会导致电网运行缺乏稳定性，无法保证用户的用电质量。在实践中，电力变压器试验质量备受关注，须慎重选择实验方法，否则会给试验带来波折、无法一次合格通过，试验结果的可靠性程度也会降低，从而无法保证新能源电力顺利送出。

1 电力变压器高压试验内容

1.1 电力变压器高压试验常规方法[1]

了解电力变压器高压试验，需从其常规方法为切入点，以此发现问题并逐步提出相应处理措施建议：严格接线。在连接引线时，除要依照接线原理图外，还要确保变压器和控制箱足够安全可靠；严格检查接触和“零”位。在试验前应对部分接线进行认真检查，确保不存在接触不良的情况，同时需要查看控制箱，确保调压器处于“零”位；绿启红升。在接通电力变压器电源后绿灯亮起，然后按下按钮启动。红灯亮起后等待升压；缓升观变。朝着顺时针方向转动调压器手柄，保持匀速，在缓慢升压的同时需密切关注仪表指针变化，全面了解试运转情形；归零解线。在完成试验后需将电压迅速归零，同时按下停止按钮将电源切断，引线也要及时解开。

通常情况下，开展电力变压器高压试验，需完成9个试验项目，如测量绝缘电阻、泄露电流，测试介质损耗因数等。为确保得到更为准确且真实的试验结果，在操作试验时须保证所有环节都按照规定来完成，试验内容的选取要足够合理。

1.2 绝缘电阻的测量问题及解决措施[2-4]

问题：在整个试验中，最简单便利的预防性试验就是测量绝缘电阻。在此过程中，不仅可获得绝缘电阻的大小，还可知道绝缘电阻的污秽、受潮以及老化情况。相对来说，如果绝缘电阻所处的地方盐雾高、湿度大，则上述问题会变得更加突出。以1台高压侧电压220kV、容量120000kVA 变压器的绝缘电阻测量为例，温度变化会对绝缘吸收产生影响。如温度超过了35℃，干燥绝缘吸收比会持续上升，在其达到极值之后又会下降。如果绝缘受潮则变化情况是不规则的；措施：须将试验室内的温度维持在一定范围内，然后才能得到真实的绝缘吸收比。例如将试验地点选择出厂时的室内，达到控制试验稳定效果，在现场时可选择低温时段进行试验。

1.3 泄漏电流的测量问题及解决措施

1.3.1 问题

在测量电力变压器泄露电流时，使用的设备主要是数显泄露电流测试仪，该仪器对电压有一定的要求，须维持在2.5kV 以下，相对于变压器的额定工作电压明显要低得多。出现此种问题一般原因，一是使用直流兆欧表无法满足试验中对于电压的要求，二是变压器本身存在质量缺陷。

1.3.2 措施

在试验中如果使用直流兆欧表则无法达成电压要求。为保证测量得到的结果足够精确，可以选用加直流高压的方法；相对于低压环境，在高压环境下变压器泄露电流要高得多，则说明变压器的质量有问题，因为高压绝缘电阻比低压绝缘电阻要小。防泄漏功能也无法满足使用要求，这在监造设备时要严格控制设备制造质量，选择技术能力强的监造人员，严格控制每一道工序并定期检查。

1.4 局部放电试验问题及处理措施

1.4.1 问题

局部放电试验在变压器试验中十分常见，具有“非破坏性”特征。在试验中主要会选取以下方法：一是用工频耐压作为预激磁电压，在10～15min 内将局部电压维持在试验电压水平，并在此时对局部放电量进行测量；二是对运行中的过电压进行模拟，以此作为预激磁电压，在1～1.2h 内将电压维持在试验电压水平，对局部放电量进行测量。以上试验方法常见的问题，一是在局部放电试验中选择依据出现问题而导致试验不合格，二是变压器绝缘性能不理想引起不同程度的破坏性，三是噪声控制源选择错误导致噪声超标。

1.4.2 措施

上述第二种方法可对长期工作电压下的变压器进行测量，确定其是否存在局部放电问题，从而确保在实际应用中变压器处于安全运行状态。在该试验中，设计绝缘结构、绝缘件加工、绝缘介质承受场强等的主要依据并非主、纵绝缘是否放电，而是局部放电量必须比规定值更低；在该试验中选取第一种试验方法时需花费15min 时间，如将此时间适当延长更有助于测试绝缘性能。如得到的结果比预期更糟糕，可能会造成各种损坏，程度各有轻重。如选取第二种试验方法，按照标准需在1h 内维持试验电压，绝缘结构的伏秒特性会影响到变压器承受的时间。

在做局部放电试验时局部放电量受到多方面因素的影响，比如带电和接地电表面场强，但是不会因为电源频率变化而产生影响。根据这一点，在选取试验地点时尽量不要选择嘈杂的地方，还要隔离局部放电量。

1.5 变压比测量问题及处理措施

1.5.1 问题

有多种方法可以用来测量电力变压器的变压比，相对于双电压表法，在试验当中更为常用的方法是变压比电桥法。这种方法具有诸多优点，比如具有较高的灵敏度、准确度更高、可以直读误差。在试验中可根据需要调节电压，这也就增加了试验的安全度。在试验中，只要是连续组别的试验均能够同步完成，让变压器并联运行有一个基本前提，那就是结线组别相同。如果判断变压器接线组别出现了问题就无法取得试验成功。

1.5.2 措施

在进行高压试验的过程中也需要对结线组别进行判断，这个环节是不能省略的。进行这一环节有多种方法，比如组别表法、相位表法、直流感应法等。从实践经验来看，组别表属于一种专用仪表，它非常常见又具有许多优点，比如指示准确、反映的信息一目了然，使用起来也十分方便。为此，可以采用组别表来对变压器组别进行直接判断。

1.6 介质损耗因数测试问题及处理措施

1.6.1 问题

在试验中，对介质损耗因数进行测量是不可缺少的一项工作，它是绝缘预防性试验中的内容，其目的在于对变压器的绝缘性能做出判断，而判断的依据是介质损耗因数大小。当变压器正常运转的时候，绝缘损耗会改变介质损耗因数的大小。在试验中，如果试验人员没有准确掌握变压器绝缘劣化和受潮的情况，就无法得出准确的结果。

1.6.2 措施

安排技术能力过硬的试验人员进行试验，同时在电力变压器的介质损耗因数测试中，试验电压和设备大小并没有影响到试验结果，相对于测量绝缘电阻以及测试泄漏电流的试验，该试验的准确度更高，试验人员对绝缘变化的判断是准确的。

1.7 交流耐压试验问题及处理措施

问题：为了判断绝缘强度，需要在试验中测量交流耐压。从该试验结果来看出变压器集中性性能的不足，确保提升变压器的绝缘性，否则一旦绝缘性出现问题就会产生安全隐患。在试验中很可能出现统计问题，计算得到的数据并不准确，所以无法准确获得交流耐压的数据；措施：在试验之前，应该对前述中提到的试验步骤进行认真操作，并得出准确的结果，在完成前述试验之后，再进行交流耐压试验。

2 电力变压器高压试验的安全设计方法

在试验中需要将电压调到较大的程度，这意味着可能会产生安全隐患，所以必须针对安全问题做出有效设计，这一点不仅事关试验人员安全，还会影响到试验结果是否准确的问题。所以必须慎重选择安全设计方案，确保整个试验不会因为安全问题而造成无法顺利推进的情况。

2.1 防止感应电压与放电反击

在试验中，不同设备之间可能会出现感应电压的问题[5]，对此必须采取措施加以防范。一般来说，要将所有设备进行短接，同时可靠接地。在试验室内会有专门的接地系统或者短路接地井，这些都是按照规定设置的。试验室内还有一些电容设备，虽然这些设备处于闲置状态，但是按照规定也要完成短路接地工作。

一般来说，需要选择在一个封闭的六面屏蔽体环境中完成电力变压器高压试验。在试验时，要做好瞬间放电的准备。为了确保试验中不发生安全事故，所有高压电缆外面需要增加金属管，以此起到保护作用，同时这些电缆要埋地敷设。通常而言金属管应该在15m 以上，每5m 还要连接接地极，尽可能避免出现放电反击现象。

2.2 可靠的接地

在试验中，接地系统必须拥有足够高的质量，通常情况下要有一个不超过0.5Ω 的接地电阻，这样才能确保试验过程中不发生意外，保证人员和设备处于相对安全的环境中。在接地条件足够好的条件下，要把试验室看成特殊等电位体，其中包括许多金属仪器和设备，它们均需要安装外壳且做好接地处理。特别是要用金属材料连接变压器和试验设备，确保连接足够稳定、安全和可靠。在试验室内，所有接地电的位置都应该标明，防止试验人员不小心触电。

2.3 防火、防爆

在试验中，在运行变压器的时候，无论是短路还是过载的情况都不允许出现，对于绝缘材料要特别关注，还应该注意到电火花和高温等因素产生的作用，受此影响会出现膨胀、分解和气化现象，快速增加变压器内部压力，当压力足够大时就会产生爆炸、喷出大量绝缘油，燃烧中的油处于流动状态，会引发严重的火灾。所以在试验中首先要考虑的是安全问题，消除所有安全隐患。

2.4 电力变压器高压试验中的安全保障措施

在电力变压器进行高压试验过程中存在较高的电压，因而试验过程中必须针对危险因素制定安全保障措施，特别是高盐雾腐蚀和高湿度环境条件下的区域，并在试验前安排专人对措施进行落实，从而保证人员和设备在足够安全的条件下进行试验，确保试验顺利完成。

一是在电力变压器高压试验过程中，技术负责人组织试验人员开展试验方案交底和安全培训，让所有参加试验的人员都能形成较强的安全意识，熟知试验中可能存在的紧急情况，并能够及时选择正确的应对措施保障自身和设备安全，把损失降到最低。在试验中，所有人员必须按照事先确定的方案操作，所有操作必须符合规定，不允许违规操作。

二是试验前需要检查所有设备和仪器，并对其进行维护，检核工作也应该得到加强，除了确保设备和仪器不存在任何损坏且能够满足精度上的要求之外，还要确保设备质量足够好，符合国际安全标准，保证设备仪器在操作上既准确又可靠。对于设备接线位置应该引起高度重视，避免接线错误或者线路老化的问题，避免因设备和仪器引发安全事故。

三是在试验过程中做好相应的防护网设置和警示标志的设置等隔离措施，特别注意容易出现危险的区域，要制定针对性措施，同时安排专门人员进行看护来规避安全事故（事件）的发生。

综上，电力设备高压试验对技术的要求非常高，整个试验的难度较大。在试验中，一定要选取合理的试验条件、方法、内容、参考依据及数据读取标准，着重考虑安全问题，做好安全设计，严格检查试验中所需要使用的各种仪器设备，同步严格控制出厂质量验收，以保证试验操作的顺利进行，从而得到相关数据，确保试验一次合格，进而科学判定变压器的综合性能，进一步实现进度、质量、安全、成本控制，从而为用户提供更优质的新能源电力。电力变压器高压试验一次合格方法的选择，并在试验过程中及时对已经存在或者潜在的故障进行发现和处理，才能真正意义上保证电网的安全稳定运行，也是实现2030年前碳中和、2060年前碳达峰的技术保障之一。