变压器介损数据异常分析

变压器介损数据异常分析

张云伟唐志宇陆大雄

（云南电网有限责任公司曲靖供电局云南省曲靖市655000）

摘要：变压器介质数据异常是现阶段电力系统当中常见的变压器故障现象之一，对于变压器来说，介质数据异常通常表现在套管介质数据和绕组介质数据两方面，本文将对某变电站110kV主变所出现的介质数据异常现象进行论述，并对所出现过的套管介质数据异常和绕组介质数据异常的故障查找过程进行论述，再结合具体的数据内容，对故障原因进行分析。

关键词：变压器故障；介质数据异常；绕组介质；套管介质

变压器套管和变压器绕组都是变压器的重要组成部分，其中，变压器套管主要通过在箱体中引出高压线的方式提升变压器绝缘能力的构件，在对变压器进行检查中，通常会通过对变压器套管的介质损耗角正切值数据分析来判断高压套管的绝缘状况；变压器绕组则分为高中低压绕组，主要通过线圈的方式来提升变压器的能力，对绕组进行介质损耗情况的判断，可以在一定程度上了解变压器的运行状态。

一、变压器的测试过程

（一）变压器套管的测试和数据统计

在本文所调查的主变1号110kV变压器中，曾于2015年秋季出现介质数据异常，异常的主要表现为C相套管的介损值数据。工作人员在进行电容量和额定值进行比较时，未发现加大异常，且数据统计都在规程范围之内，而在对角正切值介损值的统计中，发现C相套管介损值达到1.523%，而A相与B相则分别为0.232%和0.207%，在《电力设备交换和预防性试验规程》当中，要求标准控制需在1%以内，工作人员在排除了接线、套管表面以及末屏绝缘电阻等影响后，对其进行了五次测试，测试结果保持稳定，因此工作人员无法对套管绝缘性能进行准确评定。为了对介质数据异常情况进行研究，工作人员对C相套管进行了检查，并将套管将军帽打开，同时将固定导电杆螺母，等到变压器内部开始出现渗油现象后，再将螺母上紧，随后对C相介损值进行测量，测量结果为0.253，符合标准要求。

（二）变压器绕组的测试和数据统计

主变5号110kV变压器曾于2016年春季出现绕组介质数据异常现象，其中绕组电容量的数据存在有严重异常，短路阻抗值数据也有较大的异常。在进行测试的过程中，工作人员分别对铁心接地、低压绕组-中压绕组、低压绕组-铁心等部位进行了测试，其中，铁心接地采用反接线测试方法，铁心加压500V，得到介损值数据为5.3%，数据异常，电容量2472，数据异常；低压绕组-中压绕组采用正接线测试，低压加压10kV中压与信号线连接，得到介损值数据0.21%，数据正常，电容量508，数据正常；低压绕组-铁心采用正接线测试，低压加压10kV，铁芯与信号线连接，得到介损值数据-0.78%，数据异常，电容量433，数据正常。通过数据分析可以看出，两个出现数据异常的部分分别与铁心相关，因此工作人员决定对铁心进行检查，通过万用表和兆欧表分别对地下引线、变压器外壳进行测量，其中万用表测试得到数据为750kΩ，兆欧表测得数据为0.5M欧姆，由此可知变压器铁心出现了接地不良问题，通过挖掘，发现变压器接地引线已经完全锈透。

二、变压器介质数据异常的常见原因总结

（一）变压器套管介质数据异常

在本文对主变1号进行套管介质数据异常处理完成之后，在此后的使用过程中，也出现过几次介质数据的异常现象，工作人员对数据统计中，发现介质数据异常现象主要集中在C相套管和中性点套管当中，其中中心点套管的介质数据异常现象出现在2016年上旬，数据异常时，介损值数据一度达到1.98%，工作人员采取与前次同样的处理方式对变压器中的导电杆进行处理，在松开导电杆的同时，工作人员能够明显听到机组内部传出的气体逸出声音，再完成放气后在对其进行测量，介损值数据回落到0.203%，符合标准要求。

通过多次的套管介质数据异常可以看出，在变压器当中，发生套管介质数据异常通常原因集中在密封和外部环境的影响当中。在C相套管介质数据异常当中，造成异常现象的主要原因是将军帽的松动，将军帽上的螺母由于未能够闭合紧密，导致螺母底部在与接触面接触的过程中无法完全贴合，从而造成空气间隙，空气进入到套管内部，造成了介质数据的异常；与之相似的，在中性点套管数据介质数据异常的检查当中，由于外部温度和压力发生变化会导致机组当中存在的溶解于油内的气体析出，从而形成状态自由的气泡，造成对介质数据的异常影响。虽然影响的过程存在差异，但是就影响本质来说，C相套管和中性点套管的介质数据异常都是在受到了气体影响后出现的，气体以空气层形式存在于油的上方，或以气泡的形式存在于油中，一旦发生环境的变化就会产生对介质的影响。

在变压器的直流电场或交流电场当中，电介质对于电能的损耗通常被称为电介质的损耗，而电介质的损耗又可以分为电导损耗、极化损耗、游离损耗等，其中电导损耗数量微乎其微，游离损耗则需要外加电压增强到一定数量级后才会出现，因此对于电介质来说，一般情况下游离场强且高于工作场时，一般不会考虑这两种损耗方式。但是，当机体内出现气体后，气泡当中的场强高于附近油的场强，就会产生游离放电，并作为局部放电的形式存在，在局部放电的过程中，能量损耗增强，因此气体容易发生电离过程，从而导致介损值的测量数据增加明显。

（二）变压器绕组介质数据异常

在对主变5号变压器完成铁心检查后，判断是由于铁心引线锈透所导致的匝间短路，造成了介损值数据的升高。为了能够探究介质数据在匝间短路作用下的变化情况，工作人员利用录波设备对变压器中A、B、C三相的发电机定子电流进行了数据统计，由于变压器的低压绕组方式为三角形接地，因此对三相发电机定子电流进行数据统计后，可以看出，A相和B相发电机为B相主变提供故障电流，工作人员随即对高压断路器进行了分闸处理，并确保高压绕组在与外界完全断开隔离后，再进行检查，发现低压绕组仍存有电流，由此可以判断B相位匝间短路。

为了能够对出现匝间短路的原因进行分析，工作人员对三相发电机进行了开关更换，完成更换后，A相与C相在高压对低压及地当中的介损值变化十分明显，其中，A相更换开关前后的介损值变化最大，由更换前的0.22%增加到了32%，增加率近70倍，C相介损值在更换后也有一定程度的变化，由0.197%增加到了0.235%，增加率约14.2%。其余变化不大。由于工作人员的无励磁分接开关安装在了高压侧，因此造成A相介损值变化过大的原因可能为开关绝缘不符合标准，导致高压绕组介损值迅速上升，通过检查和分别获知，由于安装人员的工作疏忽，导致真空煤气未进行彻底烘干，从而造成了高压侧的绝缘缺陷。当分接开关无法达到绝缘要求时，那么在运行电压之下环氧筒会出现严重的击穿，从而导致线圈出现匝间短路。随着短路现象的出现，分解开关的动触头和静触头、调压线圈、绝缘筒等都会在短路电流作用下烧毁，从而使变压器内部压力升高，并使油内气体析出，造成介损值异常。

结论

通过对两种不同情况下的介质数据异常情况分析可以看出，在变压器的运行过程中，变压器常见的介质数据异常一般都是由于环境、操作不当所造成的。错误的使用方法和环境控制会使机体中气体从油内析出，造成介质数据的大幅度升高。

参考文献

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