刘鹏 刘岩

摘 要：电力变压器是电网中能量转换、传输的核心，是电网安全第一道防御系统中的关键设备。变压器一旦发生事故可能会造成设备资产和大电等巨大损失。本文对生产中使用的变压器类型进行总结，并对绝缘老化原因进行分析，对故障诊断方法进行研究。

关键词：变压器；绝缘老化；诊断方法

ABSTRACT：Transformer is the core of the energy conversion and transmission grid. It is key hub power equipment in the first line of defense of the grid security. In this paper， the types of transformers used in production are summarized， and the causes of insulation aging are analyzed， and the fault diagnosis method is studied.

Key words：Transformer； Insulation aging； Diagnostic method

1 常用變压器及其运行特点

1.1 S型变压器

该类型变压器现在在生产中使用较多，S7、S9 型投入使用时间较早；S11型主要具有耗能低、环保性能好的特点；S13、S14、S15型由于使用了较为优质的电磁材料和硅钢片，使其节能特性更好。

1.2 SH15非晶合金变压器

SH15非晶合金变压器初期投入费用较大，但由于其耗能低、损耗低、免维护等优点其在使用过程中运行费用较低，具有很强的经济效益，应用前景较为广泛。

1.3 调容变压器

该类型变压器重要作用在于可以满足重载启动要求，同时可以保证变压器受控于经济负荷区。在降低了电流密度、磁通密度、短路阻抗影响的基础上，有效的提高了变压器的防护性能。

1.4 有载调容变压器

基于调容变压器的运行原理，开发了有载调容变压器。其优点在于可以区分变压器启动及正常运转时由于负荷的变化而造成的功率差别，针对性地进行功率输出，减少了能量损耗。

2 变压器绝缘老化及诊断

目前应用最广泛的电力变压器是油浸变压器和干式树脂变压器两种，这里主要对固体纸绝缘故障进行分析。固体纸绝缘是油浸变压器绝缘的主要部分之一，包括绝缘纸、绝缘板、绝缘垫、绝缘卷等，其主要成分是纤维素。绝缘纸老化生成水、CO、CO2、糠醛，对电气设备有害，使绝缘纸的击穿电压和体积电阻率降低、介损增大、抗拉强度下降，甚至对变压器中的金属材料造成一定的腐蚀。这种老化表现出不可逆性。

2.1影响固体纸绝缘故障的主要因素

2.1.1 温度的影响。电力变压器为油、纸绝缘，在不同温度下油、纸中含水量有着不同的平衡关系。一般情况下，温度升高，纸内水分要向油中析出；反之，则纸要吸收油中水分。温度升高，促使寿命缩短。

2.1.2 湿度的影响。绝缘油中的水分对变压器绝缘有较大影响，可造成绝缘材料的纤维素降解；同时，水分的存在还可以造成放电电压降低，进一步加快绝缘老化的速度。

2.1.3 过电压的影响。①暂态过电压的影响。当变压器发生故障时，主绝缘对中性点接地系统的电压降升高，有可能造成变压器绝缘的伤害；②雷电过电压的影响。雷电过电压由于波头陡，其电压在变压器的绝缘设备上造成分布不均，留下放电痕迹，造成绝缘的损伤；③短路电动力的影响。变压器设备输出端发生短路时，会造成变压器绕组变形、引线移位，由于该故障会造成绝缘的有效防护距离的变化，从而使绝缘体温度上升引起老化加速或者绝缘物质损伤。

2.2 固体绝缘诊断方法

目前存在着常规和非常规的用于直接对变压器绝缘进行检测并判断其绝缘状态的试验方法，主要是一些离线电气无损测量，测量的量包括直流电阻、局部放电等。

2.2.1 直流电阻测量法。该方法在变压器的绝缘性能测定中使用较为普遍，但由于测试中加载的直流电压会产生非线形衰减的吸收电流，包括吸收电流、位移电流、泄露电流等，从而对真实电流电阻值的测定造成偏差。通常采用几小时的长时间测试保证数值的准确。

2.2.2 局部放电法。通过采用超声波技术对变压器进行局部放电检测，可以有效地发现初始缺陷或高压绝缘的局部缺陷。在现在的生产中可以用于新变压器的长期监测，还可以用于老旧变压器的运行状态评估。此外，固体绝缘的诊断方法还有极化指数法、介质损耗系数法等。

参考文献：

[1]王世强，胡海燕，肖睿，等.油老化对油纸绝缘时域介电特性影响的实验研究[J].高压电器，2014（05）

[2]刘捷丰，廖瑞金，吕彦冬，等.电力变压器油纸绝缘含水量定量评估的时域介电特征量[J].电工技术学报，2015（02）.