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摘要：电力变压器的常规绝缘试验很难发现变压器内部绝缘局部受损或局部匝间短路缺陷问题。测试变压器的局部放电特性关健在于检查变压器绝缘内部是否存在弱点和缺陷。本文根据现场调试经验，给出试验结果，简要介绍电力变压器现场局部放电试验方法。
关键词：变压器;局部放电
1.前言
电力变压器作为变电所最重要的高压电气设备，对电力系统的安全稳定运行至关重要，如运行发生故障，其检修难度大、时间长、经济损失严重。随着电力变压器电压等级不断提高，容量增大，常规绝缘试验很难发现变压器内部绝缘局部受损或局部匝间短路缺陷问题，而进行变压器交流耐压试验在一定程度上损伤绝缘，影响到设备以后的运行性能。因此，通过变压器的局部放电试验是检查变压器绝缘内部是否存在弱点和缺陷的最好方法之一。局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，它是由于设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷，在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象，表现为绝缘内气体的击穿、小范围内固体或液体介质的局部击穿或属表面的边缘及尖角部位场强集中引起局部击穿放电等。若电器设备绝缘在运行电压下不断出现局部放电，这些微弱的放电将产生累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿。电力变压器主要采用油纸绝缘结构，由电工纸层和绝缘油交错组成，大型变压器结构复杂、绝缘分布很不均匀，设计不当时容易造成局部场强过高，或由于工艺不良等因素造成内部缺陷时，在变压器内部必然会产生局部放电现象，并逐渐发展，最后造成变压器损坏。
2.变压器参数和局部放电试验前的准备工作
以广州220kV科城变电站220kV #1主变局部放电交接试验为例，介绍现场试验方法及应用情况。
2.1变压器参数
变压器铭牌参数如表1所示。
2.2试验条件及准备工作
① 变压器真空注油后，静置时间不小于72小时;
② 局放电试验前主变的常规试验及绝缘油色谱分析试验均合格;
③ 变压器绕组变形试验、交流耐压试验均合格，
④ 试验前，变压器各侧套管CT二次组短路接地。
⑤ 试验前，变压器各侧套管法兰、散热器顶端等处排放沉积气体
⑥ 试验前，主变220kV、110kV侧引线已拆除并拉开到3至5米及以上的安全距离，且引线通过接地刀闸接地;
⑦ 提供三相380V、300A试验电源;
⑧ 变压器10kV侧引线拆除;
⑨ 试验前，主变分接开关档位置于第1分接位置.
3.试验方法及接线图
3.1根据《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB 50150-2016要求施加电压方法应符合下列规定：
1）应在不大于 U2/3 的电压下接通电源;
2）电压上升到1.1Um，应保持 5min，其中Um为设备最高运行线电压的有效值;
3）电压上升到U2应保持 5min;
4）电压上升到U1，其持续时间应按本标准第8.0.13条第2款的规定执行;
5）U1到规定时间后应立刻不间断地将电压降到U2，当Um大于等于 300kV 应至少保持 60 min，当 Um小于 300kV应至少保持 30min，同时应测量局部放电;
6）电压降低到1.1Um/√3，应保持 5min;
7）当电压降低到 U2/3以下时，方可切断电源;
8）除 U1的持续时间以外，其余试验持续时间应与试验频率无关;
9）对地电压值应按下列公式计算：
U 1 = 1. 7Um /√3
视试验条件而定 = 1. 5Um /√3或 = 1. 3Um /√3
3.2試验接线根据《电力变压器-第3部分-绝缘水平、绝缘试验和绝缘空气间隙》GB1094.3的规定，采用被试变低压加压励磁，对称加压接线方式，局部放电试验接线如图1所示。
当试验电压为U3时，被试变压器低压侧加压电压为：160kV/k1=11.8kV;
分压器峰值表的读数为：11.8 kV;变频电源输出11.8kV/50=236V
当试验电压为U2时，被试变压器低压侧加压电压为：218kV/k1=16.1kV;
分压器峰值表的读数为：16.1kV;变频电源输出16.1kV/50=322V
当试验电压为U1时，被试变压器低压侧加压电压为：248kV/k1=18.3kV;
分压器峰值表的读数为：18.3kV;变频电源输出18.3kV/50=366V
5.判断标准
5.1 根据 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB 50150-2016中第 8.0.14条款：绕组连同套管的长时感应电压试验带局部放电测量（ACLD）时
（一）、电压等级 220kV 及以上变压器在新安装时，应进行现场局部放电试验。电压等级为 110kV 的变压器，当对绝缘有怀疑时，应进行局部放电试验;
（二）、局部放电测量应符合下列规定：
① 在施加试验电压的整个期间，应监测局部放电量;
② 在施加试验电压的前后，应测量所有测量通道上的背景噪声水平;
③ 在电压上升到U2及由U2下降的过程中，应记录可能出现
的局部放电起始电压和熄灭电压，应在1.1Um/√3 下测量局部放电视在电荷量;
④ 在电压U2 的第一阶段中应读取并记录二个读数，对该阶段不规定其视在电荷量值;
⑤ 在施加U1期间内可不给出视在电荷量值; ⑥ 在电压U2 第二个阶段的整个期间，应连续地观察局部放电水平，并应每隔 5min 记录一次。
（三）、长时感应电压及局部放电测量试验合格，应符合下列规定：
① 试验电压不应产生忽然下降;
② U2 = 1. 5Um /√3 下的长时试验期间，局部放电量的连续水平不应大于 500pC 或在 U2 = 1. 3Um /√3下的长时试验期间，局部放电量的连续水平不应大于 300pC;
③ 在U2 下，局部放电不应呈现持续增加的趋势，偶然出现的较高幅值的脉冲可不计人;
④ 在 1. 1Um /√3下，视在电荷量的连续水平不应大于 100pC
（四）、因此满足下列要求时，则试验合格：
（1）试验电压不产生突然下降;
（2）被试变压器在1.1 Um/√3试验电压下，高、中压线端视在放电量的连续水平不大于100pC。
（3）被试变压器在1.5 Um/√3试验电压下，高、中压线端视在放电量的连续水平不大于500 pC。
（4）在1.5 Um/√3试验电压下，局部放电不呈现持续增加的趋势;
（5）该变压器通过了1.7Um/√3电压下的感应耐压。
（6）局放试验后的油色谱分析结果合格，并与局放试验前的分析结果无明显差异。
6.试验步骤
① 在试验准备过程中，短接套管式CT二次端子，将试验设备吊装摆放到位;
② 按照试验接线图完成试验接线，并保证各高电压引线的电气距离，连接励磁变压器和被试变压器低压套管的导线应用绝缘带固定，防止摆动;
③ 试验接线检查，确保设备接地良好，各引线连接良好、牢靠，表计倍率正确，变频电源散热风口均已打开;
④ 从被试变高压侧注入标准方波信号进行校准（校准按多端测量、多端校准的方式进行，在各端头分别注入500pC标准信号量）;
⑤ 观测背景放电量水平、波形特点、相位等情况并进行纪录。如背景放电量值较大（接近或超过局放规定值），需查明原因并进行处理，确保背景小于规定值;
⑥ 现场试验负责人复核安全措施及试验接线，确保安全措施到位且接线无误后下令升压校核电压比;
⑦ 变频电源操作人员接到试验负责人指令，先调频、回路无异常则开始升压;核实各部位电压变比关系正常后，降压至零，并切断试验电源，拆除校验装置。
⑧ 现场试验负责人复核试验接线无误后，再次升电压，开始测试。升压至1/3-1/2试验电压，观测局部放电量有无异常，有则必须查明原因。观察电容分压器及各表计数值显示是否正常;
⑨ 按照加压程序给被试变压器加压，测试并纪录局部放电起始电压、局部放电熄灭电压、各阶段局部放电量等数值;
⑩ 试验结束后，迅速降低试验电压，当电压降至U2/3以下时，可切断电源;
11 在拆除试验接线时，严格按照停电、验电、挂接地线步骤进行，防止残余电荷电击伤人;
12 试验结束后取油样进行色谱分析。
7.试验程序
（1）试验加压程序如图2。
试验分别对高压绕组A、B、C相及中压绕组Am、Bm、Cm相进行试验。
C=120 ×额定频率/试验频率（秒），但不少于15秒;
U1=1.7Um/√3;U2=1.5 Um/√3;U3=1.1Um/√3;Um=252kV;
高压侧试验时Um=253kV，U1=248kV，U2=218kV，U3=160kV，试验频率为142 Hz，C=120×額定频率/试验频率=45（s）。
中压侧试验时Um=121kV，U1=118.8kV，U2=104.8kV，U3=76.8kV，试验频率为142Hz，C=120×额定频率/试验频率=45（s）。
（2）高压线端的视在放电量测量数据如表3。
（3）中压线端的视在放电量测量数据4如表所示。
8.总结：
现场试验的经验表明，在变压器所有交接试验项目中，局部放电测量是难度最大，考核最严格。是对变压器内部绝缘缺陷反应灵敏的试验，是衡量电力变压器质量的重要检测手段，局放电试验的开展，促进了电力变压器的设计、制造和安装工艺质量水平得到很大的提高.为电网的安全稳定运行，提供坚实的基础和保障。目前，随着局放电试验对变压器内部绝缘缺陷检测灵敏性得广泛认可，相信局放试验将在电力系统安全稳定运行中扮演越来越重要角色.因此，在现场变压器局部放电的试验中，我们需要做的就是选取合适的试验条件，试验内容和试验方法，注意试验中的安全设置，以确保试验能够圆满顺利的进行，获得相应的数据，从而科学的判断变压器的整体性能，提升变压器的可靠性和稳定性。
参考文献
[1]李建明，朱康. 高压电气 设备试 验方法 [ M ] . 北 京：中国电力出版社，2001：90.
[2]GB 50150-2016.《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 [ S]
[3] GB/T 7354-2003.《局部放电测量》[ S]
[4]GB 1094.3 -2003.《电力变压器 部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空隙间隙》
[5]DL 417—91 .电力设备局部放电现场测量导则 [ S].1992
（作者单位：广州南方电力技术工程有限公司）
关键词：变压器;局部放电
1.前言
电力变压器作为变电所最重要的高压电气设备，对电力系统的安全稳定运行至关重要，如运行发生故障，其检修难度大、时间长、经济损失严重。随着电力变压器电压等级不断提高，容量增大，常规绝缘试验很难发现变压器内部绝缘局部受损或局部匝间短路缺陷问题，而进行变压器交流耐压试验在一定程度上损伤绝缘，影响到设备以后的运行性能。因此，通过变压器的局部放电试验是检查变压器绝缘内部是否存在弱点和缺陷的最好方法之一。局部放电是指发生在电极之间但并未贯穿电极的放电，它是由于设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷，在高电场强度作用下发生重复击穿和熄灭的现象，表现为绝缘内气体的击穿、小范围内固体或液体介质的局部击穿或属表面的边缘及尖角部位场强集中引起局部击穿放电等。若电器设备绝缘在运行电压下不断出现局部放电，这些微弱的放电将产生累积效应会使绝缘的介电性能逐渐劣化并使局部缺陷扩大，最后导致整个绝缘击穿。电力变压器主要采用油纸绝缘结构，由电工纸层和绝缘油交错组成，大型变压器结构复杂、绝缘分布很不均匀，设计不当时容易造成局部场强过高，或由于工艺不良等因素造成内部缺陷时，在变压器内部必然会产生局部放电现象，并逐渐发展，最后造成变压器损坏。
2.变压器参数和局部放电试验前的准备工作
以广州220kV科城变电站220kV #1主变局部放电交接试验为例，介绍现场试验方法及应用情况。
2.1变压器参数
变压器铭牌参数如表1所示。
2.2试验条件及准备工作
① 变压器真空注油后，静置时间不小于72小时;
② 局放电试验前主变的常规试验及绝缘油色谱分析试验均合格;
③ 变压器绕组变形试验、交流耐压试验均合格，
④ 试验前，变压器各侧套管CT二次组短路接地。
⑤ 试验前，变压器各侧套管法兰、散热器顶端等处排放沉积气体
⑥ 试验前，主变220kV、110kV侧引线已拆除并拉开到3至5米及以上的安全距离，且引线通过接地刀闸接地;
⑦ 提供三相380V、300A试验电源;
⑧ 变压器10kV侧引线拆除;
⑨ 试验前，主变分接开关档位置于第1分接位置.
3.试验方法及接线图
3.1根据《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB 50150-2016要求施加电压方法应符合下列规定：
1）应在不大于 U2/3 的电压下接通电源;
2）电压上升到1.1Um，应保持 5min，其中Um为设备最高运行线电压的有效值;
3）电压上升到U2应保持 5min;
4）电压上升到U1，其持续时间应按本标准第8.0.13条第2款的规定执行;
5）U1到规定时间后应立刻不间断地将电压降到U2，当Um大于等于 300kV 应至少保持 60 min，当 Um小于 300kV应至少保持 30min，同时应测量局部放电;
6）电压降低到1.1Um/√3，应保持 5min;
7）当电压降低到 U2/3以下时，方可切断电源;
8）除 U1的持续时间以外，其余试验持续时间应与试验频率无关;
9）对地电压值应按下列公式计算：
U 1 = 1. 7Um /√3
视试验条件而定 = 1. 5Um /√3或 = 1. 3Um /√3
3.2試验接线根据《电力变压器-第3部分-绝缘水平、绝缘试验和绝缘空气间隙》GB1094.3的规定，采用被试变低压加压励磁，对称加压接线方式，局部放电试验接线如图1所示。
当试验电压为U3时，被试变压器低压侧加压电压为：160kV/k1=11.8kV;
分压器峰值表的读数为：11.8 kV;变频电源输出11.8kV/50=236V
当试验电压为U2时，被试变压器低压侧加压电压为：218kV/k1=16.1kV;
分压器峰值表的读数为：16.1kV;变频电源输出16.1kV/50=322V
当试验电压为U1时，被试变压器低压侧加压电压为：248kV/k1=18.3kV;
分压器峰值表的读数为：18.3kV;变频电源输出18.3kV/50=366V
5.判断标准
5.1 根据 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB 50150-2016中第 8.0.14条款：绕组连同套管的长时感应电压试验带局部放电测量（ACLD）时
（一）、电压等级 220kV 及以上变压器在新安装时，应进行现场局部放电试验。电压等级为 110kV 的变压器，当对绝缘有怀疑时，应进行局部放电试验;
（二）、局部放电测量应符合下列规定：
① 在施加试验电压的整个期间，应监测局部放电量;
② 在施加试验电压的前后，应测量所有测量通道上的背景噪声水平;
③ 在电压上升到U2及由U2下降的过程中，应记录可能出现
的局部放电起始电压和熄灭电压，应在1.1Um/√3 下测量局部放电视在电荷量;
④ 在电压U2 的第一阶段中应读取并记录二个读数，对该阶段不规定其视在电荷量值;
⑤ 在施加U1期间内可不给出视在电荷量值; ⑥ 在电压U2 第二个阶段的整个期间，应连续地观察局部放电水平，并应每隔 5min 记录一次。
（三）、长时感应电压及局部放电测量试验合格，应符合下列规定：
① 试验电压不应产生忽然下降;
② U2 = 1. 5Um /√3 下的长时试验期间，局部放电量的连续水平不应大于 500pC 或在 U2 = 1. 3Um /√3下的长时试验期间，局部放电量的连续水平不应大于 300pC;
③ 在U2 下，局部放电不应呈现持续增加的趋势，偶然出现的较高幅值的脉冲可不计人;
④ 在 1. 1Um /√3下，视在电荷量的连续水平不应大于 100pC
（四）、因此满足下列要求时，则试验合格：
（1）试验电压不产生突然下降;
（2）被试变压器在1.1 Um/√3试验电压下，高、中压线端视在放电量的连续水平不大于100pC。
（3）被试变压器在1.5 Um/√3试验电压下，高、中压线端视在放电量的连续水平不大于500 pC。
（4）在1.5 Um/√3试验电压下，局部放电不呈现持续增加的趋势;
（5）该变压器通过了1.7Um/√3电压下的感应耐压。
（6）局放试验后的油色谱分析结果合格，并与局放试验前的分析结果无明显差异。
6.试验步骤
① 在试验准备过程中，短接套管式CT二次端子，将试验设备吊装摆放到位;
② 按照试验接线图完成试验接线，并保证各高电压引线的电气距离，连接励磁变压器和被试变压器低压套管的导线应用绝缘带固定，防止摆动;
③ 试验接线检查，确保设备接地良好，各引线连接良好、牢靠，表计倍率正确，变频电源散热风口均已打开;
④ 从被试变高压侧注入标准方波信号进行校准（校准按多端测量、多端校准的方式进行，在各端头分别注入500pC标准信号量）;
⑤ 观测背景放电量水平、波形特点、相位等情况并进行纪录。如背景放电量值较大（接近或超过局放规定值），需查明原因并进行处理，确保背景小于规定值;
⑥ 现场试验负责人复核安全措施及试验接线，确保安全措施到位且接线无误后下令升压校核电压比;
⑦ 变频电源操作人员接到试验负责人指令，先调频、回路无异常则开始升压;核实各部位电压变比关系正常后，降压至零，并切断试验电源，拆除校验装置。
⑧ 现场试验负责人复核试验接线无误后，再次升电压，开始测试。升压至1/3-1/2试验电压，观测局部放电量有无异常，有则必须查明原因。观察电容分压器及各表计数值显示是否正常;
⑨ 按照加压程序给被试变压器加压，测试并纪录局部放电起始电压、局部放电熄灭电压、各阶段局部放电量等数值;
⑩ 试验结束后，迅速降低试验电压，当电压降至U2/3以下时，可切断电源;
11 在拆除试验接线时，严格按照停电、验电、挂接地线步骤进行，防止残余电荷电击伤人;
12 试验结束后取油样进行色谱分析。
7.试验程序
（1）试验加压程序如图2。
试验分别对高压绕组A、B、C相及中压绕组Am、Bm、Cm相进行试验。
C=120 ×额定频率/试验频率（秒），但不少于15秒;
U1=1.7Um/√3;U2=1.5 Um/√3;U3=1.1Um/√3;Um=252kV;
高压侧试验时Um=253kV，U1=248kV，U2=218kV，U3=160kV，试验频率为142 Hz，C=120×額定频率/试验频率=45（s）。
中压侧试验时Um=121kV，U1=118.8kV，U2=104.8kV，U3=76.8kV，试验频率为142Hz，C=120×额定频率/试验频率=45（s）。
（2）高压线端的视在放电量测量数据如表3。
（3）中压线端的视在放电量测量数据4如表所示。
8.总结：
现场试验的经验表明，在变压器所有交接试验项目中，局部放电测量是难度最大，考核最严格。是对变压器内部绝缘缺陷反应灵敏的试验，是衡量电力变压器质量的重要检测手段，局放电试验的开展，促进了电力变压器的设计、制造和安装工艺质量水平得到很大的提高.为电网的安全稳定运行，提供坚实的基础和保障。目前，随着局放电试验对变压器内部绝缘缺陷检测灵敏性得广泛认可，相信局放试验将在电力系统安全稳定运行中扮演越来越重要角色.因此，在现场变压器局部放电的试验中，我们需要做的就是选取合适的试验条件，试验内容和试验方法，注意试验中的安全设置，以确保试验能够圆满顺利的进行，获得相应的数据，从而科学的判断变压器的整体性能，提升变压器的可靠性和稳定性。
参考文献
[1]李建明，朱康. 高压电气 设备试 验方法 [ M ] . 北 京：中国电力出版社，2001：90.
[2]GB 50150-2016.《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》 [ S]
[3] GB/T 7354-2003.《局部放电测量》[ S]
[4]GB 1094.3 -2003.《电力变压器 部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空隙间隙》
[5]DL 417—91 .电力设备局部放电现场测量导则 [ S].1992
（作者单位：广州南方电力技术工程有限公司）