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摘要：变压器是电力系统重要的变电设备，是电力系统之中最主要的组成部分，其运行状态直接影响系统的安全性。保证变压器的安全可靠运行将直接影响电网安全，对国民经济的发展具有重要意义。为了获取变压器运行当中的故障信息必须对其运行状态进行检测，提前预测并进行有效判断，所以故障检测的精度、反应速度等因素对检测的准确性有很大的影响，在电力设备预防性试验规程中，共有32项，这些项目包括了色谱分析、绕组试验、温度测验、电气试验、变压器油化试验、局部放电等六大类。通过这些试验，我们对变压器的状态会做出准确的评估。本文简述了变压器的常见故障，介绍了几种常见的电气试验及其原理方法，并通过实例说明了电气试验在变压器故障检测中的应用。
关键词：变压器；电气试验；故障检测
1常见的几种电气试验
1.1直流电阻试验
变压器绕组的直流电阻是变压器在交接、大修和改变分接开关后必不可少的试验项目，也是故障后的重要检查项目。通过测量直流电阻，能有效的检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路；电压分接开关的各个位置接触是否良好以及开关实际位置与指示位置是否相符；引出线有无断裂；多股导线并绕的绕组是否有断股等情况。在中、小型变压器的实际测量中，大多采用直流电桥法，当被试线圈的电阻值在1欧以上的一般用单臂电桥测量。
试验规程规定预防性试验中，630kVA以上变压器，当无中性点引出线时，同一分接位置测量的绕组直流电阻，直接用线电阻相互比较，其最大差值应不大于三相平均值的2%（警示值），并与以前（出厂、交接或上次）测量数据进行对比，相对变化也不得大于2%，；630kVA及以下的变压器，相间差值一般不大于三相平均值的4%（警示值），线间差别一般不大于三相平均值的2%。
1.2介质损失角正切tanδ试验
介质损失角正切tanδ试验是一种使用较多且对判断绝缘较为有效的方法。将交流电压加到电路中，求得绝缘有功电流分量与无功分量的比值作为绝缘功率损耗的参考依据。测量tanδ主要用于检查变压器是否受潮、绝缘老化、油质劣化、绝缘上附着油泥及严重局部缺陷等。tanδ的测试可用简易式西林电桥和介质损失角测试仪等设备进行测试。根据电力设备预防性试验规程DL/T596—1996规定，测量的tanδ值不应大于出厂试验值的1.3倍。必要时可通过观测tanδ与外施电压的的关系曲线，观测tanδ是否随电压上升，用以判断绝缘内部有无分层、裂缝等缺陷。介质损耗角正切tanδ的测量有两种接线方式，分为正接线测量与反接线测量。当试品不接地时采用正接线方式，试品接地时采用反接线方式。
1.3绝缘电阻试验
绝缘电阻是指在绝缘体的临界电压以下，施加的直流电压U-时，测量其所含的离子沿电场方向移动形成的电导电流Ig，应用欧姆定律所确定的比值，即。测量绝缘电阻和吸收比是检查变压器绝缘状态简便而通用的方法，可有效查出影响绝缘的异物、绝缘受潮和脏污、绝缘油严重裂化、绝缘击穿和严重热老化等缺陷。在测量过程中，应短接被测绕组各引线，非被测绕组进行短路接地，依次对各绕组对地及绕组间的绝缘电阻值进行测量。
不同的绝缘设备，在相同电压下，总电流随时间下降的曲线不同。即使对同一设备，当绝缘受潮或有缺陷时，其总电流曲线也要发生变化。当绝缘受潮或有缺陷时，电流的吸收现象不明显，总电流随时间下降较缓慢。有絕缘良好与受潮时的变化。因此，对同一绝缘设备，根据的变化就可以初步判断绝缘的状况。通常以绝缘电阻的比值表示。
通常将60s和15s时绝缘电阻的比值R60/R15称为吸收比，根据相关要求，变压器绝缘要求K1值大于1.3。对于吸收过程较长的大容量设备，如变压器、发电机、电缆等，有时用R60/R15吸收比值尚不足以反映绝缘介质的电流吸收全过程。为了更好地判断绝缘是否受潮，可采用较长时间的绝缘电阻比值进行衡量，称为绝缘的极化指数K2=R600/R60（加压600秒与60秒时绝缘电阻的比值），变压器极化指数K2一般应大于1.5，绝缘较好时其值可达到3～4。
1.4交流耐压试验
交流（耐压试验是针对某些局部缺陷，考验被试品绝缘承受各种过电压能力的有效方法，对保证设备安全运行有重要意义。交流耐压试验能真实有效地发现绝缘缺陷，但因它属于破坏性试验，会使原来存在的绝缘弱点进一步发展，因此必须在被试品的绝缘电阻及吸收比测量、直流泄漏电流测量及介质损失角正切值tanδ测量均合格之后进行，以免造成不必要的破坏。对于变压器这种电容量较大的试品，一般采用串联谐振的方法进行现场试验，采用调感和调频进行谐振补偿。利用串联谐振作耐压试验有两个优点：若被试品击穿，则谐振终止，高压消失；击穿后电流下降，不致造成被试品击穿点扩大。
2电气试验在变压器故障检测中的实际应用
某220kv变电站的1#主变在2017年10月29日进行了例行试验，其中包括绕组直流电阻试验、短路试验、绝缘电阻试验、介质损失角正切tanδ试验、交流耐压试验。该变压器型号为OSSZ11-240000/220，额定电压（220±8×1.25）/115/10.5kV，额定电流为629.8/1204.9/6598.3A，额定容量240000/240000/120000kVA，额定频率50Hz，联结组别YNa0d11。相关试验结果见表2～3。
试验环境：环境温度：7℃油温：7℃，湿度：50%
综上，由数据可知，直流电阻与出厂值相比差值不超过2%，相间差小于三项平均值的4%；介质损耗角tanδ与出厂值差值不超过130%；绝缘电阻吸收比大于1.3，极化指数大于1.5，可判断该变压器绝缘良好。各数据合格，该变压器未出现故障，检测合格。
3总结
进行预防性电气试验是变压器状态检修中非常关键的步骤，其试验方法有很多，本文只是列出其中几种。电气试验能有效检测出变压器的潜在问题，有助于以实现变压器故障的一体化处理。
参考文献：
[1]王景吾.变压器试验技术[J].变压器，1998（09）：43-45.
[2]秦赫彬.电气试验在变压器故障分析中的研究[J].智能城市，2016，2（11）：257.
[3]杜晓华.变压器电气试验方法分析[J].现代工业经济和信息化，2016，6（22）：35-36.
[4]高鹏，刘富元，马江泓，吉安.综合利用油化、电气试验数据进行变压器故障诊断[J].变压器，2009，46（08）：73-75.
（作者单位：福建省送变电工程有限公司）
作者简介：王炜文（1990.11.23），男，福建福州人，汉族，本科学历，研究方向，电气试验方向。
关键词：变压器；电气试验；故障检测
1常见的几种电气试验
1.1直流电阻试验
变压器绕组的直流电阻是变压器在交接、大修和改变分接开关后必不可少的试验项目，也是故障后的重要检查项目。通过测量直流电阻，能有效的检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路；电压分接开关的各个位置接触是否良好以及开关实际位置与指示位置是否相符；引出线有无断裂；多股导线并绕的绕组是否有断股等情况。在中、小型变压器的实际测量中，大多采用直流电桥法，当被试线圈的电阻值在1欧以上的一般用单臂电桥测量。
试验规程规定预防性试验中，630kVA以上变压器，当无中性点引出线时，同一分接位置测量的绕组直流电阻，直接用线电阻相互比较，其最大差值应不大于三相平均值的2%（警示值），并与以前（出厂、交接或上次）测量数据进行对比，相对变化也不得大于2%，；630kVA及以下的变压器，相间差值一般不大于三相平均值的4%（警示值），线间差别一般不大于三相平均值的2%。
1.2介质损失角正切tanδ试验
介质损失角正切tanδ试验是一种使用较多且对判断绝缘较为有效的方法。将交流电压加到电路中，求得绝缘有功电流分量与无功分量的比值作为绝缘功率损耗的参考依据。测量tanδ主要用于检查变压器是否受潮、绝缘老化、油质劣化、绝缘上附着油泥及严重局部缺陷等。tanδ的测试可用简易式西林电桥和介质损失角测试仪等设备进行测试。根据电力设备预防性试验规程DL/T596—1996规定，测量的tanδ值不应大于出厂试验值的1.3倍。必要时可通过观测tanδ与外施电压的的关系曲线，观测tanδ是否随电压上升，用以判断绝缘内部有无分层、裂缝等缺陷。介质损耗角正切tanδ的测量有两种接线方式，分为正接线测量与反接线测量。当试品不接地时采用正接线方式，试品接地时采用反接线方式。
1.3绝缘电阻试验
绝缘电阻是指在绝缘体的临界电压以下，施加的直流电压U-时，测量其所含的离子沿电场方向移动形成的电导电流Ig，应用欧姆定律所确定的比值，即。测量绝缘电阻和吸收比是检查变压器绝缘状态简便而通用的方法，可有效查出影响绝缘的异物、绝缘受潮和脏污、绝缘油严重裂化、绝缘击穿和严重热老化等缺陷。在测量过程中，应短接被测绕组各引线，非被测绕组进行短路接地，依次对各绕组对地及绕组间的绝缘电阻值进行测量。
不同的绝缘设备，在相同电压下，总电流随时间下降的曲线不同。即使对同一设备，当绝缘受潮或有缺陷时，其总电流曲线也要发生变化。当绝缘受潮或有缺陷时，电流的吸收现象不明显，总电流随时间下降较缓慢。有絕缘良好与受潮时的变化。因此，对同一绝缘设备，根据的变化就可以初步判断绝缘的状况。通常以绝缘电阻的比值表示。
通常将60s和15s时绝缘电阻的比值R60/R15称为吸收比，根据相关要求，变压器绝缘要求K1值大于1.3。对于吸收过程较长的大容量设备，如变压器、发电机、电缆等，有时用R60/R15吸收比值尚不足以反映绝缘介质的电流吸收全过程。为了更好地判断绝缘是否受潮，可采用较长时间的绝缘电阻比值进行衡量，称为绝缘的极化指数K2=R600/R60（加压600秒与60秒时绝缘电阻的比值），变压器极化指数K2一般应大于1.5，绝缘较好时其值可达到3～4。
1.4交流耐压试验
交流（耐压试验是针对某些局部缺陷，考验被试品绝缘承受各种过电压能力的有效方法，对保证设备安全运行有重要意义。交流耐压试验能真实有效地发现绝缘缺陷，但因它属于破坏性试验，会使原来存在的绝缘弱点进一步发展，因此必须在被试品的绝缘电阻及吸收比测量、直流泄漏电流测量及介质损失角正切值tanδ测量均合格之后进行，以免造成不必要的破坏。对于变压器这种电容量较大的试品，一般采用串联谐振的方法进行现场试验，采用调感和调频进行谐振补偿。利用串联谐振作耐压试验有两个优点：若被试品击穿，则谐振终止，高压消失；击穿后电流下降，不致造成被试品击穿点扩大。
2电气试验在变压器故障检测中的实际应用
某220kv变电站的1#主变在2017年10月29日进行了例行试验，其中包括绕组直流电阻试验、短路试验、绝缘电阻试验、介质损失角正切tanδ试验、交流耐压试验。该变压器型号为OSSZ11-240000/220，额定电压（220±8×1.25）/115/10.5kV，额定电流为629.8/1204.9/6598.3A，额定容量240000/240000/120000kVA，额定频率50Hz，联结组别YNa0d11。相关试验结果见表2～3。
试验环境：环境温度：7℃油温：7℃，湿度：50%
综上，由数据可知，直流电阻与出厂值相比差值不超过2%，相间差小于三项平均值的4%；介质损耗角tanδ与出厂值差值不超过130%；绝缘电阻吸收比大于1.3，极化指数大于1.5，可判断该变压器绝缘良好。各数据合格，该变压器未出现故障，检测合格。
3总结
进行预防性电气试验是变压器状态检修中非常关键的步骤，其试验方法有很多，本文只是列出其中几种。电气试验能有效检测出变压器的潜在问题，有助于以实现变压器故障的一体化处理。
参考文献：
[1]王景吾.变压器试验技术[J].变压器，1998（09）：43-45.
[2]秦赫彬.电气试验在变压器故障分析中的研究[J].智能城市，2016，2（11）：257.
[3]杜晓华.变压器电气试验方法分析[J].现代工业经济和信息化，2016，6（22）：35-36.
[4]高鹏，刘富元，马江泓，吉安.综合利用油化、电气试验数据进行变压器故障诊断[J].变压器，2009，46（08）：73-75.
（作者单位：福建省送变电工程有限公司）
作者简介：王炜文（1990.11.23），男，福建福州人，汉族，本科学历，研究方向，电气试验方向。