4.5 变压器的试验与检查
电力变压器在运输、安装及运行过程中，可能会造成结构性故障和绝缘老化，其原因复杂，如外力的碰撞、振动和运行中的过电压、机械力、热作用以及自然气候变化等都是影响变压器正常运行的因素。因此，安装投入运行前的和正常运行中的变压器应有定期的试验和检查。
4.5.1 变压器的绝缘油
（1）变压器油在变压器中的作用 变压器油是一种绝缘性能良好的液体介质，是矿物油。其主要作用有三方面：
①使变压器芯子与外壳及铁芯有良好的绝缘作用，变压器的绝缘油，是充填在变压器芯子和桶皮之间的液体绝缘。充填于变压器内各部空隙间，使桶内没有气隙，加强了变压器绕组的层间和匝间的绝缘强度。同时，对变压器绕组绝缘起到了防潮作用。
②使变压器运行中加速冷却，变压器的绝缘油在变压器外壳内，通过上、下层间的温差作用，构成油的对流循环。变压器油可以将变压器芯子的温度，通过对流循环作用经变压器的散热器与外界低温介质（空气）间接接触，再把冷却后的低温绝缘油，经循环作用送回到变压器芯子内部，如此循环，达到冷却的目的。
③灭弧作用。变压器油除能起到上述两种作用外，还可以在某种特殊运行状态时，起到加速变压器外壳内的灭弧作用。由于变压器油是经常运动的，因此，当变压器内有某种故障而引起电弧时，能够加速电弧的熄灭。例如；因变压器的分接开关接触不良或绕组的层间与匝间短路引起电弧的产生，这时变压器油通过运动冲击了电弧，使电弧拉长，并降低了电弧温度，增强了变压器油内的去游离作用，熄灭电弧。
（2）变压器绝缘油的技术性能
①变压器绝缘油的牌号，是按照绝缘油的凝固点而确定的。常用变压器油的牌号有：10号油，凝固点在-10℃，北京地区室内变压器，常采用这种变压器油；25号油，凝固点为-25℃，室外变压器常采用26号油。45号油，凝固点为-45℃，在气候寒冷的地区被广泛使用，北京地区的个别山区室外变压器常采用这种变压器油。
②变压器油的技术性能指标。
a.耐压强度。单位体积的变压器油，其承受的电压强度往往采用油杯进行油耐压试验。在油杯内，电极直径为25mm，厚为6mm，间隙为2.5mm时的击穿电压值。一般交接试验中的变压器油耐压25kV，新油耐压30kV。新标准，对于10kV运行中的变压器绝缘油，耐压放宽至20kV。
b.凝固点。变压器油达到某一温度时，使变压器油的黏度达到最大，该点的温度即为变压器油的凝固点。
c.闪点。是指变压器油达到某一温度时，油蒸发出的气体，如果临近火源即可引起燃烧，该时变压器油所达到的温度称为闪点。变压器油的闪点不能低于135℃。
d.黏度。是指变压器油在50℃时的黏度（条件度或运动黏度mm2/s）。为便于发挥对流散热作用，黏度小一些为好，但是黏度影响变压器油的闪点。
e.密度。变压器油密度越小，说明油的质量越好，油中的杂质及水分容易沉淀。
f.酸价。变压器油的酸价，是表示每克油所中和氢氧化钠的数量，用KOHmg/g油表示。酸价表明变压器油的氧化程度，酸价出现表示变压器油开始氧化，所以变压器油的酸价越低对变压器越有利。
g.安定度。变压器油的安定度，是抗老化程度的参数，所以安定度越大，说明变压器油质量越好。
h.灰分。表明变压器油内，含酸、碱、硫、游离碳、机械混合物的数量，也可说是变压器的纯度。因此，灰分含量越小越好。
4.5.2 变压器取油样
为了监测变压器的绝缘状况，每年需要取变压器油进行试验，这就要求采取一系列的措施，保证反映变压器油的真实绝缘状态。
（1）变压器取油样的注意事项
①取油样使用的瓶子，需经干燥处理。
②运行中变压器取油样，应在干燥天气时进行。
③油量应一次取够，根据试验的需要，耐压试验时，油量不少于0.5L；做简化试验时，油量不少于1L。
（2）变压器取油样的方法 变压器取油样应注意方法正确，否则将影响试验结果的正确性。
①取油样时，在变压器下部放油截门处进行。可先放出2L变压器油，擦净截门，再用变压器油冲洗若干次。
②用取出的变压器油，冲洗样瓶两次，才能灌瓶。
③灌瓶前，把瓶塞用净油洗干净，将变压器油灌入瓶后，立即将瓶盖盖好，并用石蜡封严瓶口，以防受潮。
④取油样时，先检查油标管；确定变压器是否缺油，若变压器缺油则不能取油样。
⑤启瓶时，要求室温与取油样时，不能温差过大，最好在同一温度下进行，否则会影响试验结果。
4.5.3 变压器补油
变压器补油应注意以下各方面：
①补入的变压器油，要求与运行中变压器内绝缘油的牌号一致，并经试验合格，含混合试验。
②补油应从变压器油枕上的注油孔处进行，补油要适量。
③变压器如果是在运行中，在进行补油前首先将重煤气掉闸改接信号。
④不能从下部油门处补油。
⑤补油过程中，注意及时排放油中气体，运行24h之后，才能将重煤气投入掉闸位置。
4.5.4 变压器分接开关的调整与检查
运行中系统电压过高或过低，影响设备的正常运行时，需要将变压器分接开关进行适当调整，以保持变压器二次侧电压的正常。
10kV变压器分接开关有三个位置，调压范围为±5％，当系统的电压变化不超过额定电压的±5％时，可以通过调节变压器分接开关的位置解决电压过高或过低的问题。
无载调压的配电变压器，分接开关有三挡，即Ⅰ挡时，为10500/400V；Ⅱ挡时，为10000/400V；Ⅲ挡时，为9500/400V。
当系统电压过高，超过额定电压时，反映于变压器二次侧母线电压高，需要将变压器分接开关调到Ⅰ挡位置。如果系统电压低，达不到额定电压时，反映变压器二次侧电压低，则需要将变压器分接开关调至Ⅲ挡位置。即所谓的“高往高调，低往低调”。但是，变压器分接开关的调整，要注意相对地稳定，不可频繁调整，否则将影响变压器运行寿命。
（1）变压器吊芯检查，对变压器分接开关的检查
①检查变压器分接开关（无载调压变压器）的接点与变压器线圈的连接，应紧固、正确，各接触点应接触良好，转换接点应正确在某确定位置上，并与手把指示位置相一致。
②分接开关的拉杆、分接头的凸轮、小轴销子等部件，应完整无损，转动盘应动作灵活、密封良好。
③变压器分接开关传动机械的固定，应牢靠，摩擦部分应有足够的润滑油。
（2）变压器绕组直流电阻的测试要求 变压器分接开关的调整方法已于本书实际操作技术中做了具体介绍，故而本节重点介绍在调整变压器分接开关时，对绕组直流电阻的测试要求和电阻值的换算方法。
对绕组直流电阻的测试要求调节变压器分接开关时，为了保证安全，需要通过测量变压器绕组的直流电阻，具体了解分接开关的接触情况，因此应按照以下要求进行。
①测量变压器高压绕组的直流电阻应在变压器停电后，并在履行安全工作规程的有关规定以后进行。
②变压器应拆去高压引线，以避免造成测量误差，并且要求在测量前后应对变压器进行人工放电。
③测量直流电阻所使用的电桥，误差等级不能小于0.5级，容量大的变压器应使用0.05级QJ-5型直流电桥。
④测量前应查阅该变压器原始资料，做到预先掌握数据，为了可靠，在调整分接开关的前、后，分别测量线圈的直流电阻，每次测量之前，先用万用表的欧姆挡对变压器绕组的直流电阻进行粗测，同时按照测量数值的范围对电桥进行“预置数”，即将电桥的桥臂电阻旋钮事先按照万能表测出的数值调好。注意电桥的正确操作方法，不能损坏设备。
⑤测量变压器绕组的直流电阻，应记录测量时变压器的温度。
测量之后应换算到20℃时的电阻值，一般可按下式计算：
式中 R20——折算到20℃时，变压器绕组的直流电阻；
Ra——温度为a时，变压器绕组直流电阻的数值；
T——系数，铜为235，铝为225；
Ta——测量时变压器绕组温度。
⑥变压器绕组Y接线时，按下式计算每相绕组的直流电阻的大小：
⑦按照变压器原始报告中的记录数值与变压器测量后换算到同温度下进行比较，检查有无明显差别。所测三相绕组直流电阻的不平衡误差按下式计算，其误差不能超过±2％。
式中 ΔR％——三相绕组直流电阻差值百分数；
RD——电阻值最大一相绕组的电阻值；
RC——电阻值最小一相绕组的电阻值。
试验发现有明显差别时，分析原因，再倒回原挡位再次测量。
⑧试验合格后，将变压器恢复到具备送电的条件，送电观察分接开关调整之后的母线电压。
4.5.5 变压器的绝缘检查
变压器的绝缘检查主要是指交接试验、预防性试验和运行中的绝缘检查。
变压器的绝缘检查主要包含：绝缘电阻摇测、吸收比、绝缘油耐压试验和交流耐压试验。有关试验周期，预防性试验项目和标准，已在本书中作了介绍，本节重点介绍运行中对变压器绝缘检查的要求和影响变压器绝缘的因素以及变压器绝缘在不同温度时的换算。
（1）变压器绝缘检查的要求
①变压器的清扫、检查应当摇测变压器一、二次绕组的绝缘电阻。
②变压器油要求每年取油样进行油耐压试验，10kV以上的变压器油还要做油的简化试验。
③运行中的变压器每1～3年应进行预防性绝缘试验（又称绝保试验）。
（2）影响变压器绝缘的因素 电气绝缘试验，是通过测量、试验、分析的方法，检测和发现绝缘的变化趋势，掌握其规律，发现问题，通过对电力变压器的绝缘电阻测量和绝缘耐压等试验，对变压器能否继续运行做出正确判断。为此，应准确测量，排除对设备绝缘产生影响的诸因素。
通常影响变压器绝缘的因素有以下方面。
①温度的影响 测量时，由于温度的变化将影响绝缘测量的数值，因此进行试验时，应记录测试时的温度，必要时进行不同温度时的绝缘测量值的换算。由于变压器绝缘电阻的数值随变压器绕组的温度变化而变化，因此对运行变压器绝缘电阻的分析应换算至同一温度时进行。通常温度越高变压器的绝缘电阻值越低。
②空气湿度的影响 对于油浸自冷式变压器，由于受空气湿度的影响，因此变压器瓷瓶表面的泄漏电流增加，导致变压器绝缘电阻数值的变化。当湿度较大时，绝缘电阻显著降低。
③测量方法对变压器绝缘的影响 测量方法的正确与否直接影响变压器的绝缘电阻值，例如，使用兆欧表测量变压器绝缘电阻时，所用的测量线是否符合要求，仪表是否准确等。
④电容值较大的设备，例如电缆、容量大的变压器、电机等需要通过吸收比试验来判断绝缘是否受潮，取R60/R15：温度在10～30℃时，绝缘，良好值为1.3～2，低于该数值说明绝缘受潮，应进行干燥处理。
（3）变压器绕组的绝缘电阻在不同温度时的换算 对于新出厂的变压器可按表4-6进行换算。
表4-6 变压器绕组不同温差绝缘电阻换算系数
注：t2——出厂试验时温度；
t1——交接试验时温度。
变压器运行中绝缘电阻温度系数，可按下式计算（换算为120℃）：
式中 K——绝缘电阻换算系数；
t——测定时的温度。
如果要将绝缘电阻换算至任意温度时，可按下式计算：
式中 MΩtR——换算到任意温度时的绝缘电阻值；
MΩt——试验时实测温度时的绝缘电阻值；
t——试验时实测温度；
tR——换算后的温度。
例如，将变压器绕组绝缘电阻，换算为20℃时，则上式即为：
