(国网青海省电力公司检修公司 青海 西宁 810000)

一、前言

相对于变压器的主绝缘即绕组与绕组之间以及绕组与铁芯之间的绝缘而言，变压器还有另外一项重要的绝缘性能指标——纵绝缘。纵绝缘是指变压器绕组具有不同电位的不同点和不同部位之间的绝缘，主要包括绕组匝间、层间和段间的绝缘性能，而国家标准和国际电工委员会(IEC)标准中规定的“感应耐压试验”则是专门用于检验变压器纵绝缘性能的测试方法之一。

变压器的纵绝缘主要依赖于绕组内的绝缘介质——漆包线本身的绝缘漆、变压器油、绝缘纸、浸渍漆和绝缘胶等等(不同种类的变压器可能包含其中一种或多种绝缘介质)；纵绝缘电介质很难保证100%的纯净度，难免混含固体杂质、气泡或水份等，生产过程中也会受到不同程度的损伤；变压器工作时的最高场强集中在这些缺陷处，长期负载运作的温升又降低绝缘介质的击穿电压，造成局部放电，电介质通过外施交变电场吸收的功率即介质损耗会显著增加，导致电介质发热严重，介质电导增大，该部位的大电流也会产生热量，就会使电介质的温度继续升高，而温度的升高反过来又使电介质的电导增加。如此长期恶性循环下去，最后导致电介质的热击穿和整个变压器的毁坏。这一故障表现在变压器的特性上就是空载电流和空载功耗显著增加，并且绕组有灼热、飞弧、振动和啸叫等不良现象。可见利用感应耐压试验检测出变压器是否含有纵绝缘缺陷是极其必要的。

实践证明，根据被试变压器型号参数、接线方式及线端设计绝缘水平对感应耐压试验的各种试验接线方式进行校验，据此选择合格的接线方式，可保证被试变压器绝缘受到相应考核的同时，各侧线间电压均在设计的耐受范围之内。本文中，就变压器长时感应耐压试验的几种接线方式及不同的加压方式下电压分布进行分析。

二、试验标准

依照 GB50150-2016《电气装置安装工程电气 设备交接试验标准》要求，电压等级 220kV及以上电力变压器，在新安装时，必须进行长时感应耐压及局部放电测量试验。电力变压器现场长时感应耐压试验标准是按照 GB1094.3-2003 的规定程度进行的，加压程序如图1所示[2]。

图1 长时感应耐压加压程序

三、试验原理

变压器现场感应耐压试验是在变压器的低压侧单相加电压，通过改变接线方式和分接开关的位置，使高、中压侧感应出规定的试验电压，从而考核变压器的主绝缘(指绕组对地、相间及不同电压等级的绕组间的绝缘)和纵绝缘(绕组层间、匝间及段间)的电气强度，进而检验运输、安装等环节的质量。试验原理示意图如图 2 所示。

图2 感应耐压试验原理图

由图 2 可知，现场感应耐压试验的主要设备由变频电源(或倍频发电机组)、励磁变压器、补偿电抗器及分压器等组成。根据被试变压器的容量、型号可对这些试验设备进行最优配型，以此提高现场试验效率。

四、试验接线方式

变压器进行感应耐压试验，需综合考虑加压方式和试验电压对变压器相间及各侧线端对地电压的影响，以确保变压器主、纵绝缘受到考核的前提下，对变压器绝缘不造成损害。

(一)低压侧三角形接线变压器

例如：试品型号 OSFPSZ-360000/330GYW

额定电压 345±8×1.25%/121/35kV

联结组别 YNa0d11

工频交流绝缘水平 高压线端 510kV 中压线端200kV 低压线端 85kV 中性点 85kV

被试变压器绕组连接如图 3 所示:

图3 变压器绕组联结方式图

试验时，有载分接开关置于1 档，额定电压 379.5kV

当高压侧试验电压达到 Um 时,低压侧施加试验电压为Uac其值为：

Uac=363/K1=363/6.260=57.9kV

中压侧电压值：UAm= Uac×K2=115.7kV

由图 3 所示绕组联结方式 此时高压线端电压：

UB=1/2UA,UC=1/2UA

(二)低压侧星形接线变压器

试品型号：SFSZ-180000/220

额定电压：220±8×1.25% kV/(115±2×2.5%)kV/38.5/10kV

联结组别：YNyn0yn0+d

绝缘水平：高压线端 395kV，中性点 200kV，中压线端 200kV，中性点140kV，低压线端及中性点均为 85kV，平衡绕组 35kV

被试变压器绕组联结如图 4 所示:

图4 变压器绕组联接方式图

试验时，高压分接 9 档，额定电压为 220kV，中压分接 3 挡，额定电压为 115kV，平衡绕组接地。

各侧变比计算如下：高低压变比 K1=220/38.5=5.714

高中压变比 K2=220/115=1.913 中低压变比 K3=115/38.5=2.987

鉴于该变压器高中低三侧均为星形接线方式 为避免试验中各侧线间电压超出设计绝缘水平分别采用单边加压，高、中压侧中性点接地、低压侧b、c并联与a双边加压、对称加压，高、中压侧中性点接地三种方式进行试验。

五、单边加压与对称加压

图5 试验用多抽头励磁变压器

图5为一种适用于低压侧不同电压等级变压器感应耐压试验用的多抽头励磁变压器，其输入端接至变频电源输出输出接至试品，根据试验预加电压值及加压设备对周围邻近设备的距离可灵活选择单边加压与对称加压方式分别论述如下：

(一)单边加压

图4中若对A相进行试验可将被试变压器低压端子a与图5所示励磁变 A 端连接低压侧端子c与励磁变 X 端一点接地，此即单边加压方式。

在单边加压方式下，励磁变高压端子A的绝缘水平必须大于60.6kV 实际取70kV且加压设备与邻近设备应保持一定距离避免发生外部悬浮放电。

(二)对称加压

图4中仍以A相试验为例 若将励磁变输出端子A、X与被试变压器低压侧端子a、c连接，同时 将励磁变输出端子A2(输出电压值为 1/2UA)接地，或将被试变压器低压侧非加压端子 b 接地即为对称加压，此种接线方式下励磁变 X 端子绝缘设计水平必须大于 30.3kV 实际取40kV。

六、结论

1.应根据被试变压器的型号、参数、绕组接线方式及低压侧额定电压，对不同加压方式下各侧绕组线端对地、线间电压进行校验，选择合理的接线方式。

2.实例中的接线方式在330kV及以下电压等级，低压绕组为 D 接线的变压器感应耐压试验中采用较多，为避免线间绝缘损伤，可通过将非加压相并联的方式将线间电压降至绝缘水平之内。

3.根据现有试验设备、励磁变、电抗器的设计、绝缘水平及试验场地周围设施及邻近设备与加压设备的距离灵活选择单边、对称加压方式，以免试验中发生外部悬浮及电晕放电。