0 引言配电变压器是电网内数量最多的电气设备之一，其安全、稳定、经济运行对电网意义重大。目前，由于配电变压器的生产技术门槛低、厂家众多、产能过剩、市场竞争激烈等原因，造成产品质量参差不齐。反映在电网侧，则是农牧区电网、城市电网线损增加、故障增多，造成配电网的经济性、可靠性降低。为保证入网配电变压器的质量，有必要对配电变压器在入网时进行抽样检测。本文依据配电变压器的相关标准和规程，借鉴其他检测机构的经验，结合内蒙古地区的实际情况，确定配电变压器抽样检测试验项目；并对近3年的入网变压器抽样检测结果进行了统计分析，针对存在的问题提出改进建议，对提高配电网的经济性、可靠性具有积极意义。1 配电变压器抽样检测情况分析 1.1 设备配置情况 配电变压器是电力系统末端配电网的主要设备[]。截至2013年年底，某省网公司变压器数量、容量统计情况如表 1所示。
表 1(Table 1)
表 1 某省网公司变压器配置情况统计
表 1 某省网公司变压器配置情况统计
1.2 合理确定抽样检测项目在有关变压器的各类标准和规程中均没有关于变压器抽样检测项目的规定，仅明确了变压器的例行试验、型式试验、特殊试验3种类型试验项目。综合考虑容量较小变压器的工艺要求、配电变压器的试验场地条件、试验检测内容对产品的成本影响，本着覆盖变压器的绝缘性能、节能性能、使用寿命等主要方面，且与《GB 5 电气装置安装工程电气设备交接试验标准》[]的试验项目尽量不重复的原则，参考2011年11月国家电网公司发布的《配电变压器抽检作业规范》[]，确定了配电变压器抽样检测试验项目，如表 2所示。
表 2(Table 2)
表 2 配电变压器成品抽样检测试验项目
表 2 配电变压器成品抽样检测试验项目
1.3 近3年抽样检测结果 （1） 2011年共检测各供电企业送检的13台10kV配电变压器，均存在不合格项目，总体合格率为0。不合格项目统计情况如表 3所示。
表 3(Table 3)
表 3 2011年配电变压器检测不合格情况统计1）
表 3 2011年配电变压器检测不合格情况统计1）
（2） 2012年共检测配电变压器116台，其中，合格的为71台，总体合格率为61%。不合格项目统计情况如表 4所示。
表 4(Table 4)
表 4 2012年配电变压器检测不合格情况统计1）
表 4 2012年配电变压器检测不合格情况统计1）
（3） 2013年共检测配电变压器175台，其中，合格的为128台，合格率为73%。不合格项目统计情况如表 5所示。
表 5(Table 5)
表 5 2013年配电变压器检测不合格情况统计1）
表 5 2013年配电变压器检测不合格情况统计1）
1.4 检测结果分析（1） 从近3年的检测结果可以看出，入网配电变压器的总体质量不高。2012年和2013年共有7台变压器出现连接组别不合格问题，主要是连接组别与技术协议中的要求不符，以负载损耗较高的Dyn11型代替Yyn0型；2012年和2013年共有16台变压器出现绝缘油不合格情况，部分变压器生产厂家没有按技术协议要求提供45号油（内蒙古地区为高寒地区）。变压器的绝缘电阻、交流耐压、感应耐压试验等绝缘试验结果问题很少，说明抽检变压器的主绝缘、匝间绝缘性能达到国标要求。（2） 配电变压器存在的主要问题是空载损耗、负载损耗、总损耗以及温升指标超标。近3年共送检变压器304台，105台不合格，其中，出现损耗指标超标的变压器有68台。变压器损耗指标主要反映变压器的经济性能，与产品的选用材料、制造工艺有关。变压器温升试验的目的是验证变压器产生的热量与散热装置达到热平衡时的温度是否满足有关标准的要求，温升除了与损耗有关，还与产品材料、制造工艺和变压器实际容量等因素有关，温升指标超标将影响变压器的使用寿命。因此这2个指标情况关系到配电网的长期经济、安全运行。（3） 年配电变压器的抽样检测合格率分别为0、61%、73%。可以看出，抽样检测工作的开展，使得入网配电变压器的质量得到提高。 2 发现的问题及原因分析2.1 温升试验 2.1.1 试验标准 目前送检方提供的技术协议中对箱式变压器的检测标准均依据《GB 96 电力变压器第1部分：总则》[]，仅要求温升试验方法符合该标准。然而，根据箱式变压器的结构特点，且能够对箱式变压器的各部分检测试验作出合理规定的标准应是《JB/T 1 组合式电力变压器》[]和《GB 1 高低压预装式变电站》[]。在这2个标准中，对于箱式变压器的温升试验方法与《GB96 电力变压器第2部分：油浸式变压器的温升》[]中的要求基本一致，考虑到了箱式变压器的结构特点，细化了试验步骤。GB 1 中关于变压器温升试验值规定为：“变压器的温升不应超过同一变压器在无外壳时的温升测量值与预装式变电站的外壳级别对应的温升差值之和。”2.1.2 温升超标原因分析 （1） 在检测中发现，有些箱式变压器的生产不规范，仅把变压器放入箱体中，再配置负荷开关、低压配电设备等即构成了箱式变压器，未考虑箱式变压器的整体温升效应，对整体散热考虑不足，且未进行温升试验验证，导致变压器的运行环境恶化，缩短了变压器的使用寿命，故障率升高。例如：某单位送检的同一厂家生产的3种容量的箱式变压器，容量分别为630 kVA、800 kVA、1250 kVA，对应变压器室空间体积分别为6.78 m3、5.27 m3、6.43 m3，但三者散热系统完全一样。顶层油温升试验结果为：630 kVA 的温升值刚合格，而800 kVA、1250kVA的温升值均严重超标。（2） 变压器室内温度违反《DL/T 572—2010 电力变压器运行规程》[]中变压器运行环境温度不得超过40 ℃的规定。（3） 箱体中的变压器渗油严重。变压器通风散热不畅，变压器油受热膨胀，散热器体积不满足油受热膨胀对体积的要求。（4） 变压器、变压器室的通风散热、温度监控系统配置未达到《GB/T
油浸式电力变压器技术参数和要求》[]的相关要求。（5） 变压器损耗的实测值与国家标准中要求值相比，通常为正偏差。变压器的损耗越大，产生的热量越高。对于容量较大的变压器，如容量大于1000 kVA的箱式变压器，仅增加散热能力而不降低变压器总体损耗，很难保证其温升试验结果合格。 2.2 箱式变压器抽样箱式变压器具有体积大、质量重的特点，运输困难。因此，一些送样单位在同一工程变压器的抽样送检时通常在容量最小的箱式变压器中抽样。容量小的变压器具有散热少、体积小的特点，做箱式变压器温升试验时结果易合格。但小容量箱式变压器温升试验结果合格，并不能保证大容量箱式变压器试验结果合格。相反，大容量箱式变压器试验结果合格，对于同一厂家、同一批次的小容量箱式变压器，温升试验结果通常都能合格。因此，在对箱式变压器进行抽样时，建议在大容量箱式变压器中抽样。2.3 配电变压器损耗试验
2.3.1 损耗指标偏差规定偏差是变压器参数的实测值与规定值之差，GB 96对变压器损耗的允许偏差规定如表 6所示[]。
表 6(Table 6)
表 6 变压器损耗偏差规定值
表 6 变压器损耗偏差规定值
以额定电压为10 kV、额定容量为500 kVA、连接组别为Dyn11型的配电变压器为例，各损耗水平变压器损耗值要求如表 7所示[, ]。
表 7(Table 7)
表 7 500 kVA、Dyn11型配电变压器各损耗水平损耗要求
表 7 500 kVA、Dyn11型配电变压器各损耗水平损耗要求
由表 7可以看出，10 kV配电变压器损耗水平主要表现为空载损耗值的差异，各损耗水平代号的变压器负载损耗相同。在11型及以上的30～1600 kVA标准容量的配电变压器中，空载损耗占负载损耗的10%左右，基本不大于15%[]。容许负载损耗有15%的正偏差，将会极大降低高损耗水平标号变压器的节能效果。例如由13型变压器降至12型变压器，空载损耗增加20.8%；由12型变压器降至11型变压器，空载损耗增加17.2%，均接近15%。随着配电变压器的设计、生产工艺水平和原材料性能的提高，应该能做到空载、负载损耗零偏差生产。2.3.2 损耗指标超标原因分析 空载损耗指标不合格的变压器数量最多，造成配电变压器空载损耗超标的主要原因为产品生产厂家为节省成本，采用翻新旧硅钢片或劣质硅钢片以及硅钢片迭片工艺不良等[]。负载损耗指标超标的主要原因为变压器生产厂家为应对低价中标，偷工减料，减少铜线线规，以铝代铜；产品设计、生产工艺不良等。 3 建议开展配电变压器抽样检测工作，对确保配电网安全、可靠、经济运行具有非常重要的意义[]。在配电变压器采购技术协议中，目前对损耗偏差的规定不统一，有零偏差、负偏差、正偏差等，建议采用严于国家标准的损耗零偏差标准，不仅利于提高配电变压器质量，而且能体现节能变压器的经济价值。对于箱式变压器的抽样送检，建议在大容量箱式变压器中抽样，能更准确反映箱式变压器的质量。
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变压器试验中存在的问题和应对方法
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变压器故障问题分析及其解决方法
　　摘要：运行中的配电变压器，绝大部分安装在室外，所以它经常受着各种变化着的气候条件的影响。另外，变压器所带的负荷经常变化，容易将变压器烧毁。因此，变压器需要定期进行巡视，应从变压器运行时的声音、气味，颜色异常、油位、油温进行着手分析，尽量发现各种缺陷。文章对变压器常见故障进行分析，在放电故障、绝缘故障、变压器故障综合处理等方面提出解决方法。
　　关键词：变压器故障；短路故障；绝缘故障；故障处理
　　变压器是电力系统中的一个关键设备，它的良好运行对电网安全具有重要的意义。据国外近几年的统计，涌流、外部短路和绝缘损耗是变压器损坏的两种主要因素。其中涌流／外部短路发生时，主要靠继电保护装置去保护变压器，而绝缘损耗目前主要是靠变压器定期检修和及时监测来发现。目前变压器运行可靠性在不断提高。但变压器事故和故障还是不断发生。所以对变压器进行故障分析和及时诊断就显得尤为重要。
　　一、变压器故障类型
　　（一）短路故障
　　变压器短路故障主要指变压器出口短路，以及内部引线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障。
　　变压器正常运行中由于受出口短路故障的影响，遭受损坏的情况较为严重。这类故障的案例很多，特别是变压器低压出口短路时形成的故障一般要更换绕组，严重时可能要更换全部绕组，从而造成十分严重的后果和损失，因此，应引起足够的重视。
　　（二）放电故障
　　根据放电的能量密度的大小，变压器的放电故障常分为局部放电、火花放电和高能量放电三种类型。
　　放电对绝缘有两种破坏作用：一种是由于放电质点直接轰击绝缘，使局部绝缘受到破坏并逐步扩大，使绝缘击穿；另一种是放电产生的热、臭氧、氧化氮等活性气体的化学作用，使局部绝缘受到腐蚀，介质损耗增大，最后导致热击穿。
　　（三）绝缘故障
　　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，电力变压器的绝缘即是变压器绝缘材料组成的绝缘系统，它是变压器正常工作和运行的基本条件，变压器的使用寿命是由绝缘材料（即油纸或树脂等）的寿命所决定的。实践证明，大多变压器的损坏和故障都是因绝缘系统的损坏而造成。因此，保护变压器的正常运行和加强对绝缘系统的合理维护，很大程度上可以保证变压器具有相对较长的使用寿命，而预防性和预知性维护是提高变压器使用寿命和提高可靠性的关键。
　　二、变压器故障综合处理
　　根据变压器运行现场的实际状态，在发生以下情况变化时，需对变压器进行故障诊断：正常停电状态下进行的交接、检修验收或预防性试验中一项或几项指标超过标准；运行中出现异常而被迫停电进行检修和试验；运行中出现其他异常（如出口短路）或发生事故造成停电，但尚未解体（吊心或吊罩）。
　　（一）综合分析判断的基本原则
　　1．与设备结构联系。熟悉和掌握变压器的内部结构和状态是变压器故障诊断的关键，如变压器内部的绝缘配合、引线走向、绝缘状况、油质情况等。又如变压器的冷却方式是风冷还是强迫油循环冷却方式等，再如变压器运行的历史、检修记录等，这些内容都是诊断故障时重要的参考依据。
　　2．与外部条件相结合。诊断变压器故障的同时，一定要了解变压器外部条件是否构成影响，如是否发生过出口短路；电网中的谐波或过电压情况是否构成影响；负荷率如何；负荷变动幅度如何，等等。
　　3．与规程标准相对照。与规程规定的标准进行对照，假如发生超标情况必须查明原因，找出超标的根源，并进行认真的处理和解决。
　　4．与同类设备相比较（横向比较）。同一容量或相同运行状态的变压器是否有异常，是外因的影响还是内在的变化。一台变压器发现异常，而同一地点的另一台相这样结合分析有利于准确判断故障现象。
　　5．与自身不同部位相比较（纵向比较）。对变压器本身的不同部位进行检查比较。如变压器油箱箱体温度分布是否变化均匀，局部温度是否有突变。又如用红外成像仪检查变压器套管或油枕温度，以确定是否存在缺油故障等。再如测绕组绝缘电阻时，分析高对中、低、地，中对高、低、地与低对高、中、地是否存在明显差异，测绕组电阻、测套管C及介质损耗因数tg?兹时，三相间有无异常不同，这些也有利于对故障部位的准确判断。
　　（二）有无异常的判断
　　从变压器故障诊断的一般步骤可见，根据色谱分析的数据着手诊断变压器故障时，首先是要判定设备是否存在异常情况，常用的方法有：
　　1．将分析结果的几项主要指标与规程中的注意值作比较。如果有一项或几项主要指标超过注意值时，说明设备存在异常情况，要引起注意。但规程推荐的注意值是指导性的，它不是划分设备是否异常的唯一判据，不应当作强制性标准执行；而应进行跟踪分析，加强监视，注意观察其产生速率的变化。在判断设备是否存在故障时，不能只根据一次结果来判定，而应经过多次分析以后，将分析结果的绝对值与导则的注意值作比较，将产气速率与产气速率的参考值作比较，当两者都超过时，才判定为故障。
　　2．了解设备的结构、安装、运行及检修等情况，彻底了解气体真实来源，以免造成误判断。另外，为了减少可能引起的误判断，新设备及大修后在投运前，应作一次分析；在投运后的一段时间后，应作多次分析。因为故障设备检修后，绝缘材料残油中往往残存着故障气体，这些气体在设备重新投运的初期，还会逐步溶于油中，因此在追踪分析的初期，常发现油中气体有明显增长的趋势，只有通过多次检测，才能确定检修后投运的设备是否消除了故障。
　　（三）综合分析诊断的要求
　　1．将试验结果的几项主要指标（总烃、乙炔、氢）与规程列出的注意值作比较。
　　2．对CO和Cq变化要进行具体分析比较。
　　3．油中溶解气体含量超过规程所列任一项数值时应引起注意，但注意值不是认定设备是否正常的唯一判断依据，必须同时注意产气速率，当产气速率也达到注意值时，应作综合分析并查明原因。有的新投入运行的或重新注油的设备，短期内各种气体含量迅速增加，但尚未超过给定的数值，也可判断为内部异常状况；有的设备因某种原因使气体含量基值较高，超过给定的注意值，但增长率低于前述产气速率的注意值，仍可认为是正常设备。
　　4．当认为设备内部存在故障时，可用三比值法对故障类型做出分析。
　　5．在气体继电器内出现气体情况下，应将继电器内气样的分析结果，按前述方法与油中取出气体的分析结果作比较。
　　6．根据上述结果与其他检查性试验相结合，测量绕组直流电阻、空载特性试验、绝缘试验、局部放电试验和测量微量水分等，并结合该设备的结构、运行、检修等情况，综合分析判断故障的性质及部位，并根据故障特征，可相应采取红外检测、超声波检测和其它带电检测等技术手段加以综合诊断。并针对具体情况采取不同的措施，如缩短试验周期、加强监视、限制负荷、近期安排内部检查、立即停电检查等。
　　三、结语
　　在使用变压器的过程中，一定要定期检查三相电压是否平衡，如严重失衡，应及时采取措施进行调整。同时，应经常检查变压器的油位、温度、油色正常，有无渗漏，呼吸器内的干燥剂颜色有无变化，如已失效要及时更换，发现缺陷及时消除。定期清理配电变压器上的污垢，必要时采取防污措施，安装套管防污帽，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线、脱焊、断裂现象，定期摇测接地电阻。
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运用现有的GSM网络传输报警信息，传输距离远，覆盖面广，网络稳定。系统主要由前端探测器、GSM报警主机和中心接警机组成。主要针对野外无人值守变压器经常被盗而研发的。该产品无论变压器是否有无电都能正常运行。主机采用交流、太阳能、锂电池三种方式。本产品配备具有自主发明专利的探测器，此探测器可以确保雷雨天和高温等恶劣环境下主机不会出现误报。系统不仅对变压器具有防盗报警功能，还可以对变压器温度报警、电流电压监测、零序电流监测、三相不平衡报警、缺相报警、如果电流电压超出安全值主机就会将数据传到中心。系统广泛应用于电力变压器、重要电动机械在工作中遇到被盗时、以及缺相断电故障时都能随时发出报警信号到接警中心或值班人员手机，非法停电、非法断操作、变压器超负荷运行进行监控，及时发现减少或杜绝安全事故发生，还可以远程实现现场监听、对讲和威慑等功能，确保“0”误报使用。本报警系统具有功能实用，质量优良，工作稳定可靠等特点。是目前国内同类产品中最先进的电力安全监控防盗系统。
设置的信息都有短信回复功能，可以知道设置了什么，设置的是否成功。还可以查询设置了那些功能。其他同行产品设置的信息都没有自动回复功能。设置的内容不可以查询。
外壳是选用专业零级防火ABS阻燃绝缘材料制造，具有防火、防水，防尘，防雾，防雷等特性。外壳还做了高压磁场的屏蔽功能。耐高温达80度。塑胶材料的传热性和导热性远远低于金属。另外在箱体里面留有通气孔，天热的时候内外空气可以互通，散热性能好。如果遇到高压线碰击也不会烧坏元器件和引起火灾。报警主机的重量也大大减轻了，方便安装！内置天线不易破坏。其他同行产品外壳采用的是金属铁箱子，如果在恶劣的高温环境下，金属吸热和导热快，金属箱子封闭严，高温不易散发。在高温下金属吸热传热太快，铁箱内温度过高，箱内和外界空气不能对流，元器件长期在高温下很容易烧坏。金属铁箱的天线只外置而且容易破坏，一但破坏会影响报警信号的传输。如果遇到高压电线的碰击还会引起电路短路，发生火灾，甚至爆炸，极其危险。
采用军工级原器件，具有抗电磁场的功能，同时可以抗高温40度，低温零下40度。探测器是本公司自主研发、国内独一无二的机械化传感器，可以防天上的鸟和地上的动物。性能稳定大大减低了误报率。同行其他产品采用普通红外探测，普通探测器无法区分天上的鸟和地上的动物，误报率高。
软件是我公司工程师自主研发，可以根据客户的要求进行更改。报警软件把正常的报警信息和状态信息区别开，还可以区别正常停电还是非正常停电。其他公司软件方面很多是外包给软件开发公司，软件设置比较简单，不容易更改。
可以设置两组中心号码，一组给设备看护人员，另一组是由我公司接警中心，这样公司对客户的报警系统运行情况进行三个月的观察。免费给客户做三个月的管理，可以提前给客户解决问题。具有视频联动功能。中心号码只有一个给设备监护人。如果公司不能了解客户的使用情况，就不能即时的给客户排除问题。
采用人性化的软件设计，将正常停电和非正常停电区分开来：三相电在同一秒时间内断电，视为正常停电，任一相停电相隔一秒以上，视为非正常停电。
前端的探测器采用专业的专利传感器，误报率极低，适合恶劣的室外环境及高、低温气候，信息传输稳定可靠。同时报警主机具有远程监听、对讲、喊话和威慑功能，能远程判断报警警情及现场实际情况，有效避免用户不必要的出警，对讲、监听音质清晰。其他同行产品线路板的设计大部分是根据家用主机改装而成，只具备电话短信接警功能，同时由于报警原理过于简单，甚至有些厂家选用民用报警红外探测器，在野外特别是高压磁场环境里工作极不稳定，容易产生误报和漏报，主机又无法通过远程判断报警信息的正确性及设备的工作状态，所以让使用者总提心吊胆，而且要现场确认耗人力、物力大。
采用专模ABS拱形面壳设计，太阳能直接嵌入箱体，有效地防止人为破坏，并且太阳能吸收阳光面大，角度广，有效保证系统365天停电正常工作。其他同行报警产品，采用的是公模铝合金外壳，一般没有设计太阳能环保供电，通过畜电池供电无法让系统长时间停电时正常工作，在用户有特别提出情况下，才选用外加方式增加太阳能充电板，防破坏能力极差，太阳能吸收阳光面小。
工业级的GPRS/CDMA/3G通讯模块，支持光纤传输，可与附近其他监测系统进行有线或者无线联络。
电力变压器监控防盗系统，是运用现有的GSM网络传输报警信息，传输距离远，覆盖面广，网络稳定。系统主要由前端探测器、GSM报警主机和中心接警机组成。主要针对野外无人值守变压器经常被盗而研发的。该产品无论变压器是否有无电都能正常运行。主机采用交流、太阳能、锂电池三种供电方式。本产品配备具有自主发明专利的探测器，此探测器可以确保雷雨天和高温等恶劣环境下主机不会出现误报。系统不仅对变压器具有防盗报警功能，还可以对变压器温度报警、电流电压监测、零序电流监测、三相不平衡报警、缺相报警、如果电流电压超出安全值主机就会将数据传到中心。系统广泛应用于电力变压器、重要电动机械在工作中遇到被盗时、以及缺相断电故障时都能随时发出报警信号到接警中心或值班人员手机，非法停电、非法断操作、变压器超负荷运行进行监控，及时发现减少或杜绝安全事故发生，还可以远程实现现场监听、对讲和威慑等功能，确保“0”误报使用。本报警系统具有功能实用，质量优良，工作稳定可靠等特点。是目前国内同类产品中最先进的电力安全监控防盗系统。
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（&沈阳变压器研究院股份有限公司，辽宁沈阳&110000&
[摘&要]&高压试验是电力网络在投入运行和维修前后的重要步骤，只有这样才能对整个网络和关键设备进行性能与安全方面的检测，在及时发现和排除各类问题和隐患的前提下，确保电力网络的建设和维护质量。本研究从高压试验的整体性工作出发，以变压器试验作为中心，展开了对高压试验的研讨，确保变压器和电力网络安全运行的处理方法。
[关键词]&高压试验；变压器；常见问题
随着社会各界对电力系统关注的提升，对变压器加强监测试验被提升到重要位置。目前，监测试验变压器的技术多种多样，但是真正能够达到预期效果的技术却较少，大多数监测技术都难以充分展示出变压器的绝缘性。
本文收录于杂志2014年12月上的版面,由王编辑整理推荐,本文系最新录用文章，文章仅能阅读至此，敬请见谅！
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