变压器预防性试验是保障电力系统安全、可靠运行的关键环节。该试验是指在变压器不停电或计划停电期间,按照规定的周期和项目,对其绝缘状况、电气性能和机械特性开展的一系列检查和测试,核心目的在于发现潜在缺陷、评估老化状况、预测故障风险,进而避免突发性停电事故。
变压器预防性试验的核心内容可划分为定期停电试验与在线 / 带电检测两大类,具体内容如下:
一、 定期停电试验(核心项目)
定期停电试验是预防性试验的主体部分,通常结合设备检修计划同步开展,涵盖绝缘特性试验、电气性能试验、专项诊断试验、油务及化学试验四大类。
1. 绝缘特性试验
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绝缘电阻及吸收比 / 极化指数测试:作为评估设备整体绝缘受潮、脏污或局部缺陷的初步方法,试验需测量高压 - 地、低压 - 地、高压 - 低压之间的绝缘电阻数值。
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介质损耗因数测试:测量变压器绕组连同套管的 tanδ 值,该指标能够灵敏反映绝缘受潮、老化、油质劣化等整体性缺陷,是判断绝缘状况的关键依据。
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油色谱分析:属于故障诊断中最重要、最有效的方法之一。试验需定期从变压器中提取绝缘油样,分析油中溶解的特征气体(如 H₂、CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆、CO、CO₂)的含量与产气速率,结合 “三比值法” 等分析手段,可判断设备内部是否存在局部放电、过热、电弧放电等潜伏性故障。
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变比测试:检查各分接位置的电压比,验证绕组匝数是否准确、分接开关挡位是否对应,以此判断是否存在匝间或层间短路问题。
2. 电气性能试验
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直流电阻测量:测量各相绕组的直流电阻,用于检查绕组内部导线焊接、引线连接、分接开关接触是否良好,同时判断绕组匝间有无短路情况。
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空载电流和空载损耗试验:通过检测铁芯的磁路性能、硅钢片绝缘状况,判断设备是否存在匝间短路,若存在该类问题,会导致设备损耗异常增大。
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短路阻抗和负载损耗试验:将试验数据与出厂或历史数据对比,检查绕组是否出现变形或位移,其中短路阻抗变化是诊断绕组变形的灵敏指标。
3. 专项诊断试验
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绕组频率响应分析:是当前诊断绕组变形(如短路电动力导致的位移、扭曲)的最有效方法,通过对比历次测试曲线,可精确判断绕组变形程度。
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局部放电试验:在现场施加电压的条件下,检测绝缘内部的局部放电信号,能够有效发现早期绝缘缺陷。
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交流耐压试验:是考核设备主绝缘强度的最终手段,试验需在规定的工频高压下持续 1 分钟,检查绝缘能否承受运行中的过电压,该试验通常在其他非破坏性试验合格后开展。
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套管试验:针对电容式套管开展介损和电容量测试,电容量的变化可反映套管内部受潮或故障情况。
4. 油务及化学试验
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绝缘油电气强度试验:测量绝缘油的击穿电压,以此判断其绝缘强度是否满足运行要求。
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油中微水含量测试:水分会严重降低绝缘性能、加速设备老化,该试验可精准掌握油中水分含量。
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油中含气量测试:若油中含气量过高,会影响设备绝缘性能与散热效果,甚至可能引发局部放电,通过试验可把控油中含气量指标。
二、 在线监测与带电检测
在线监测与带电检测可在不影响变压器正常运行的前提下,实现设备状态的实时或定期监测,是定期停电试验的重要补充,具体包括以下内容:
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油中溶解气体在线监测:实时或周期性监测油中特征气体含量,实现设备故障的提前预警。
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局部放电在线监测:持续捕捉变压器内部的放电活动信号,及时发现绝缘缺陷发展趋势。
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铁芯接地电流监测:监测铁芯接地线上的电流数值,判断设备是否存在多点接地故障。
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红外热成像检测:定期对套管接头、箱体、冷却装置等部位进行红外测温,发现设备过热缺陷。
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超声波 / 高频检测:检测局部放电产生的声波或电磁信号,实现局部放电故障的定位与诊断。
三、 试验周期
变压器预防性试验周期需遵循《电力设备预防性试验规程》等相关标准要求,具体规定如下:
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新投运设备:需在投运前、投运后 1 个月、投运后 1 年分别开展试验。
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运行中设备
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油色谱分析:330kV 及以上电压等级设备至少每 3 个月开展一次;66-220kV 电压等级设备至少每 6 个月开展一次;35kV 及以下电压等级设备至少每年开展一次。
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例行试验:通常每 1-3 年开展一次全面停电试验,具体周期需结合设备电压等级、运行年限及实际状况确定。
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诊断性试验:在常规试验发现异常、设备经历短路电流冲击,或怀疑设备存在故障时,需及时开展诊断性试验。