有关高压变压器局部放电试验的思考

摘要：高压变压器的局部放电试验是高压变压器在验收投运之前进行的最后一个试验，不仅是对高压变压器的生产、运输的考验，更是对变压器安装质量的考验。和普通的变压器相比较，高压变压器在局部放电试验中有着其独特之处。本篇文章针对当前高压变压器的使用状况，以及局部放电试验中常见的故障和处理，对高压变压器的局部放电试验做了进一步的思考。

关键词：高压变压器 局部放电试验 常见故障 思考

当前，随着科学技术在变压器制造领域的应用日益广泛，变压器的制造技术得到了前所未有的提高。通常情况下，通过电场的作用，高压变压器的绝缘性能相对较弱的地方，会被电场激发，出现局部放电现象，而且这种现象在变压器的制造中非常不容易控制，因此，局部放电试验成为检测变压器绝缘缺陷的重要方法，不仅能够考核变压器的运行状态，而且能够促进变压器的的广泛应用。

1、高压变压器的局部放电试验

1.1 高压变压器局部放电试验的电源

当前，在电力领域应用最广泛的高压变压器局部放电试验的电源装置是中频发电机组。中频发电机组的工作原理并不复杂，首先是使用三相异步电动机来将中频发电机推动，发出的频率为250赫兹，电压在690伏以内，是单项或者三相电源，然后经过中间的隔离升压变压器来进行升压，同时向被试变压器的低压一侧施加电压，最后在中、高压的一侧将试验电压感应出来。中频发电机组体积较小，移动非常方便，而且调压平稳、接线简单，最重要的一点是性能非常可靠。因为大型变压器具有很大的容性无功率，这就需要使用额定电压为15千伏电抗器进行低压补偿，保证总无功率呈现逐感性的特点。这样的方式不仅能够减少试验机组的工作量，而且能够有效防止发电机组的自励磁。

1.2 高压变压器局部放电试验的接线

通常情况下，大型变压器采用的是分级绝缘结构，如果是在现场进行变压器的局部放电试验，那么最常用的方法是分相加压。具体指把试验电压施加在变压器的低压一侧，然后利用接线方式的改变进行发电机输出电压的调节，保证变压器每一侧的电压都能够达到局部放电试验的电压值。然后再将用作试验的变压器的套管电容视为耦合电容，通过在套管末屏处抽取信号，进而测得变压器局部放电的电压值等，高压变压器中侧的电压值测取与其类似，最后是将高压变压器的中压一侧与高压一侧的中性点接地。

2、高压变压器局部放电试验的常见故障的产生原因

高压变压器的局部放电试验通常会出现各种原因导致的故障，而变压器铁心与夹件之间的虚接是最常见的原因，也就是我们通常所说的接地不良。在高压变压器的局部放电试验中，由于接地不良导致的夹件共振和悬浮电位是最常见，也是最难解决的一个问题。悬浮电位能够使变压器的铁心放电，影响科学准确地测量放电量。

与此同时，变压器贴心放电的原因也是多方面的，比如灰尘、金属异片等，当然也包括在冲剪过程中产生的各种小三角片等。金属异物一般都是变压器的铁心用来紧固的部件，例如螺栓、铁屑等，甚至是由于公差配合不完善导致的金属粉末等。任何一种金属异物被带入到铁心中，都会导致变压器局部放电量的增加，甚至是生产车间不严密，粉尘量过大等。同时，在高压变压器局部放电试验的现场，吊车的使用也会在成金属粉末的产生，进而影响变压器局部放电试验的顺利进行。

3、高压变压器局部放电试验的常见故障与处理

3.1 分接开关档位的设置

分接开关是高压变压器的重要组成部分，通常情况下，在进行变压器的局部放电试验时，分接开关的档位都在1档上，然后根据档位的高低压的电压比来进行变压器的局部放电试验。但是我们不得不考虑，1档的加压方法虽然能够将变压器每一个断点的电压进行周密的考核，但是匝间的电压往往是考核不到的，即便能够考核的到，那么考核结果的准确性也非常的差。实践证明，高压变压器的分接开关不论是在最高档，还是在最末档，高压侧承受的匝间电压都是非常大的，所以，在高压变压器进行局部放电试验时，分接开关定位17档是最为合适的。

3.2 高压端绕组的变形检测

电力变压器在日常运行的过程中，遭受各种故障导致短路的现场是非常常见的。当短路电流产生非常大的电动力作用时，变压器的绕组就会失去一定的稳定性，出现局部扭曲、变形等现象，甚至会造成严重的损坏事故，因此，加强变压器绕组的检测是非常重要的。从两千零四年开始，我国江苏省的电力试验研究院对全省的变压器进行了绕组变形的检测实践工作。检测的结果证明，与普通电压的变压器相比较，高压变压器的高压套管是非常高的，现场没有吊车的情况下，就单纯依靠人力资源来进行试验的攀爬是非常危险的，而且工程量很大，这样的情况一般就会采取套管末屏取信号的方式进行变压器绕组的检测试验。这样的方式得到的频响曲线与理论上的曲线规律是一致的，只有略微的幅值衰减。在进行保存时，只要加一条注明就可以了，为下一次的检测仍用这个接线方式提供便利。

3.3 剩磁的去除

根据相关规定，不论是新安装的电力变压器，还是经过大修以后的电力变压器，都需要对变压器绕组的直流电阻、局部放电等进行试验。这些试验都是非常重要的，缺一不可。其中绕组直流电阻测量工作结束以后，在变压器的铁心中会残留有一定的剩磁，而且越是安匝数大的直流磁化，其剩余的磁量就越大。在一定的时候，剩余一些磁是有必要的，比如剩磁能够产生永久磁铁的磁性、直流发电机的磁极上带有一定的剩磁等。在一定程度上可以说剩磁是具有两面性的，不仅具有以上说的优点，更具有一定的缺点，比如当工件经过加工以后，如果电磁的吸盘中含有残留一定的剩磁，那么工件被取下的难度就会大大增加；当高压变压器进行局部放电试验时，倘若变压器的铁心中含有一定的剩余磁，那么变压器就很有可能受到损害。所以，任何一个地区的电力系统在进行局部放电试验时，都要对交流和直流进行一定的去磁试验。

（1）直流去磁法。从电工学的角度来说，倘若变压器的铁心中的剩磁消失，就必要使线圈中的励磁电流的方向发生改变，也就是说通过改变磁场的强度来进行反方向的磁化。正反向都将直流电流通入，而且电流逐步减小，那么铁心的磁滞就会回环，进而将剩磁消除掉。直流去磁法在当前的电力系统中已经得到了普遍的应用，江苏地区的相关科研人员已经根据去磁的原理，研制出了一套效果非常不错的自动直流去磁设备，大量满足了变压器现场去磁的各种要求。

（2）交流去磁法。交流去磁法也是当前消除变压器铁心中剩磁的重要方法，在实际的现场工作中，应用的还相对较少，但是是一项可取的技术，需要进一步加大科学技术的投入，加强该技术的应用。去磁效果的好坏需要有严格的判断依据，其中最常用的是判断完全去磁的依据是相邻的两次升压后，同一电压下的励磁电流值不变，还有一种就是励磁电流的波形成上下对称状。

4、电感性的无功补偿

如果高压变压器的局部放电试验在250赫兹的电压下进行，那么变压器的等值感抗会是工频电压下进行的放电试验的5倍以上，容抗恰恰是工频试验电压的五分之一，在这个时刻，高压变压器的容性电流会持续增大，而变压器则呈现出容性负载的特性。要想有效防止发电机组在局部放电的试验中出现参数不匹配的现象，就必须要对高压变压器的局部放电试验的回路进行电感性的无功补偿。

如果是普通的变压器进行局部放电试验，通常过补偿也就大于百分之十左右，而对于高压变压器而言，其容性电流就大于50安，假如补偿的再过多，那么其就会需要非常多的电抗器，这样的情况下，发电机的容量和现场电源的容量都是无法满足其要求的，因此过补偿最合适为百分之五左右。与此同时，我们还应该高度注意高压变压器的阻性电流对容性电流的影响，假如电抗器补偿的数量过多，那么高压变压器的组性电流势必会非常大，这时电流表显示的数据就会失去真实性，高压变压器的局部放电试验将无法进行。

5、结语

高压变压器局部放电试验涉及到的内容可谓方方面面，要想将高压变压器的各种问题解决好，保证局部放电试验的顺利进行，就必须要严把变压器的装配工艺，保证每一道工序的合格施工，在变压器的制造过程中，要极力推荐高压试验的方法。因此，高压变压器的局部放电试验不仅对变压器的合格程度起着决定性的作用，而且还为变压器的其他工作提供了有效的数据，促进了电力系统的可持续发展。

参考文献

[1]李文征，王军.变压器局部放电试验中的故障分析及处理[J].电力设备，2007.8（09）.

[2]丁丁，陆倪辉.高压变压器现场局部放电试验异常分析[J].广东科技，2011.20（24）.

[3]徐晴，包玉树.变压器局部放电试验若干问题的探讨[J].高电压技术，2007.33（04）.