变压器作为电力系统中至关重要的设备，其安全稳定运行直接关系到整个电网的可靠性和安全性。本文将全面解析变压器检验项目，从检验目的、检验类型、具体检验项目、检验方法、检验标准以及检验结果的处理等方面进行详细阐述，帮助读者深入理解如何通过科学的检验确保变压器的安全稳定运行。

一、变压器检验的目的与重要性

变压器检验的主要目的是确保变压器在制造、安装、运行和维护过程中符合相关技术标准和安全规范，及时发现并消除潜在的缺陷和隐患，防止故障发生，保障电力系统的安全稳定运行。

1.1 检验的重要性

  • 预防故障：通过定期检验，可以提前发现变压器的绝缘老化、绕组变形、油质劣化等问题，避免突发性故障。
  • 延长寿命：科学的检验和维护可以有效延长变压器的使用寿命，降低设备更换成本。
  • 保障安全：变压器故障可能导致火灾、爆炸等严重事故，检验是保障人员和设备安全的重要手段。
  • 提高效率：确保变压器在最佳状态下运行，减少能量损耗，提高电力系统的整体效率。

1.2 检验的依据

变压器检验主要依据以下标准和规范：

  • 国家标准：如GB/T 6451-2015《油浸式电力变压器技术参数和要求》、GB 1094.1-2013《电力变压器 第1部分：总则》等。
  • 行业标准：如DL/T 596-1996《电力设备预防性试验规程》、DL/T 573-2010《电力变压器检修导则》等。
  • 国际标准：如IEC 60076系列标准等。

二、变压器检验的类型

根据检验的时间和目的，变压器检验可以分为以下几类：

2.1 出厂检验

变压器在制造完成后，必须经过严格的出厂检验，确保其符合设计要求和标准规范。出厂检验通常由制造厂进行，包括型式试验和例行试验。

2.2 安装交接检验

变压器在安装投运前，需要进行交接检验，以确认其在运输和安装过程中未受到损坏，各项性能指标符合要求。

2.3 预防性检验

预防性检验是在变压器运行过程中定期进行的检验，目的是及时发现和处理潜在问题，防止故障发生。通常根据变压器的运行年限、负载情况和环境条件制定检验周期。

2.4 故障后检验

变压器发生故障后，需要进行故障后检验，以确定故障原因，评估损坏程度，并为修复或更换提供依据。

2.5 特殊检验

在特殊情况下，如地震、洪水、雷击等自然灾害后，或变压器进行重大改造后，需要进行特殊检验。

三、变压器检验的具体项目

变压器检验项目繁多，涵盖电气性能、机械性能、油质分析、绝缘状况等多个方面。以下是主要检验项目的详细解析。

3.1 电气性能检验

3.1.1 绕组直流电阻测量

目的：检查绕组的导电回路是否正常，有无断线、接触不良或匝间短路等问题。 方法：使用直流电阻测试仪，测量各相绕组的直流电阻，并与出厂值或历史数据进行比较。 标准：三相绕组直流电阻的不平衡度应小于2%（对于1.6MVA以上的变压器），且与出厂值的差异不应超过2%。

示例： 假设一台110kV/10kV，容量为50MVA的变压器，其高压侧绕组直流电阻的出厂值为：

  • A相：0.85Ω
  • B相：0.86Ω
  • C相：0.85Ω

在预防性检验中测得的值为：

  • A相：0.87Ω
  • B相：0.88Ω
  • C相：0.86Ω

计算不平衡度：

  • 最大偏差：(0.88-0.85)/0.85 ≈ 3.53%
  • 与出厂值差异：(0.87-0.85)/0.85 ≈ 2.35%

根据标准，不平衡度3.53% > 2%，差异2.35% > 2%，均超出允许范围，需要进一步检查。

3.1.2 绝缘电阻和吸收比测量

目的：评估变压器绕组和绝缘材料的绝缘状况，判断是否存在受潮、老化或损伤。 方法：使用兆欧表（绝缘电阻测试仪），测量绕组对地、绕组之间的绝缘电阻，并计算吸收比（R60/R15）。 标准：绝缘电阻值应不低于出厂值的70%，吸收比在10℃~30℃时应不低于1.3。

示例： 一台变压器的高压绕组对地绝缘电阻出厂值为10000MΩ。在预防性检验中测得：

  • R15：5000MΩ
  • R60：6500MΩ

吸收比 = 6500⁄5000 = 1.3，符合标准。但绝缘电阻值为6500MΩ，低于出厂值的70%（7000MΩ），说明绝缘可能受潮或老化，需要进一步检查。

3.1.3 介质损耗因数（tanδ）测量

目的：评估绝缘材料的损耗特性，判断绝缘老化或受潮程度。 方法：使用介质损耗测试仪，测量绕组对地或绕组之间的tanδ值。 标准：tanδ值应不大于出厂值的130%，且绝对值应符合相关标准（如20℃时不大于0.8%）。

示例： 一台变压器的高压绕组对地tanδ出厂值为0.5%。在预防性检验中测得tanδ=0.7%。 计算：0.7%/0.5% = 1.4，大于1.3，说明绝缘老化或受潮，需要进行干燥处理或更换绝缘油。

3.1.4 绕组变形测试

目的：检测变压器绕组在短路电流冲击或机械力作用下是否发生变形。 方法：使用频率响应分析法（FRA）或低电压短路阻抗法。 标准：与原始频谱图或短路阻抗值比较，变化应不超过±3%。

示例： 使用FRA法测试一台变压器的绕组变形。原始频谱图显示在10kHz处有一个明显的峰值，而测试频谱图在该频率处的峰值幅度下降了15%。这表明绕组可能发生了变形，需要进一步检查。

3.1.5 短路阻抗测试

目的：测量变压器的短路阻抗，判断绕组是否变形或存在其他缺陷。 方法：在低压侧施加短路，测量高压侧的电压和电流，计算短路阻抗。 标准：短路阻抗值与出厂值的差异应不超过±3%。

示例： 一台变压器的短路阻抗出厂值为10.5%。在预防性检验中测得短路阻抗为11.0%。 计算差异：(11.0-10.5)/10.5 ≈ 4.76%，大于3%，说明绕组可能变形，需要进一步检查。

3.2 油质分析

变压器油在绝缘和散热中起着关键作用，油质分析是变压器检验的重要组成部分。

3.2.1 油中溶解气体分析（DGA）

目的：通过分析油中溶解的气体成分和含量，判断变压器内部是否存在过热、放电等故障。 方法：使用气相色谱仪分析油样，检测H₂、CH₄、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆、CO、CO₂等气体。 标准：根据GB/T 7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》，气体含量应符合以下标准：

  • H₂：≤100μL/L
  • CH₄：≤120μL/L
  • C₂H₂：≤5μL/L
  • 总烃：≤150μL/L
  • CO：≤300μL/L（对于开放式变压器）

示例： 一台变压器的油样分析结果如下：

  • H₂：150μL/L
  • CH₄：100μL/L
  • C₂H₂：8μL/L
  • C₂H₄：150μL/L
  • C₂H₆：50μL/L
  • CO：200μL/L
  • CO₂：500μL/L

总烃 = 100+150+50 = 300μL/L，超过150μL/L；C₂H₂为8μL/L，超过5μL/L。这表明变压器内部可能存在电弧放电或高能量故障，需要立即停机检查。

3.2.2 油的电气强度测试

目的：测量油的绝缘强度，判断油是否受潮或污染。 方法：使用油杯和电极，在标准条件下对油样施加交流电压，直至击穿。 标准：对于500kV变压器，油的电气强度应不低于60kV；对于220kV变压器，应不低于40kV。

示例： 一台220kV变压器的油样电气强度测试结果为35kV，低于标准值40kV，说明油可能受潮或含有杂质，需要进行过滤或再生处理。

3.2.3 油的介质损耗因数（tanδ）测量

目的：评估油的绝缘性能，判断油的老化程度。 方法：使用介质损耗测试仪，测量油的tanδ值。 标准：在90℃时，tanδ值应不大于0.5%（对于新油）或1.0%（对于运行中的油）。

示例： 一台变压器的运行油在90℃时测得tanδ=1.2%，超过1.0%的标准，说明油已老化，需要进行再生处理或更换。

3.2.4 油中水分含量测定

目的：测量油中的水分含量，判断油的干燥程度。 方法：使用卡尔费休法或库仑法测定油中水分。 标准：对于500kV变压器，油中水分含量应不大于15mg/L；对于220kV变压器，应不大于20mg/L。

示例： 一台220kV变压器的油样水分含量为25mg/L，超过20mg/L的标准，说明油受潮，需要进行真空滤油处理。

3.3 机械性能检验

3.3.1 油箱密封性试验

目的：检查油箱和附件的密封性，防止漏油。 方法：对油箱施加压力（通常为0.03MPa~0.05MPa），保持一段时间，观察压力变化和漏油情况。 标准：压力下降应不超过初始压力的10%，且无漏油现象。

示例： 对一台变压器的油箱施加0.05MPa的压力，保持30分钟，压力下降至0.045MPa，下降了10%，且未发现漏油，符合标准。

3.3.2 冷却系统试验

目的：检查冷却系统的运行状况，确保散热效果。 方法：启动冷却系统，测量风扇、油泵的运行电流、振动和噪音，检查散热器的散热效果。 标准：冷却系统应运行平稳，无异常振动和噪音，散热器表面温度均匀。

示例： 在检验中发现一台变压器的风扇运行电流为额定值的120%，且振动较大，说明风扇可能存在问题，需要检修或更换。

3.4 绝缘状况检验

3.4.1 绕组绝缘电阻和吸收比测量

（已在3.1.2中详细说明）

3.4.2 绕组介质损耗因数测量

（已在3.1.3中详细说明）

3.4.3 局部放电测试

目的：检测变压器内部的局部放电，判断绝缘缺陷。 方法：使用局部放电检测仪，在变压器上施加电压，测量放电量。 标准：在1.5倍额定电压下，局部放电量应不大于500pC（对于220kV及以上变压器）。

示例： 在一台220kV变压器的局部放电测试中，在1.5倍额定电压下测得放电量为800pC，超过500pC的标准，说明存在局部放电缺陷，需要进一步检查和处理。

3.4.4 绕组变形测试

（已在3.1.4中详细说明）

3.5 其他检验项目

3.5.1 温度计校验

目的：确保温度计的准确性，防止因温度测量错误导致过热或误报警。 方法：使用标准温度计或校验仪，对变压器上的温度计进行校验。 标准：误差应不超过±1℃。

示例： 一台变压器的油温计显示温度为65℃，而标准温度计测得为63℃，误差为2℃，超过±1℃的标准，需要校准或更换温度计。

3.5.2 气体继电器校验

目的：确保气体继电器在故障时能及时动作，发出报警或跳闸信号。 方法：使用专用校验仪，模拟故障气体，测试气体继电器的动作值和信号。 标准：轻瓦斯动作值应为250mL~350mL，重瓦斯动作流速应符合设计要求。

示例： 在气体继电器校验中，轻瓦斯动作值为400mL，超过350mL的标准，需要调整或更换。

3.5.3 压力释放阀校验

目的：确保压力释放阀在油箱内部压力过高时能及时动作，防止爆炸。 方法：使用压力校验仪，测试压力释放阀的开启压力和关闭压力。 标准：开启压力应符合设计值，误差不超过±5%。

示例： 一台变压器的压力释放阀设计开启压力为0.05MPa，校验测得开启压力为0.053MPa，误差为6%，超过±5%的标准，需要调整或更换。

四、变压器检验的方法与工具

4.1 检验方法

  • 非破坏性检验：如绝缘电阻测试、介质损耗测试、局部放电测试等，不会对变压器造成损伤。
  • 破坏性检验：如油样分析（取样过程可能引入空气，但对变压器本身无损伤），通常不直接破坏变压器。
  • 在线监测：通过安装传感器和监测系统，实时监测变压器的运行状态，如油温、油位、气体含量等。

4.2 常用检验工具

  • 电气测试设备：直流电阻测试仪、兆欧表、介质损耗测试仪、局部放电检测仪、频率响应分析仪等。
  • 油分析设备：气相色谱仪、油电气强度测试仪、水分测定仪、介质损耗测试仪等。
  • 机械测试设备：压力测试仪、振动分析仪、温度校验仪等。
  • 在线监测系统：变压器在线监测系统（如DGA在线监测、温度在线监测等）。

五、变压器检验的标准与规范

变压器检验应严格遵循相关标准和规范，确保检验结果的准确性和可比性。以下是主要标准：

5.1 国家标准

  • GB/T 6451-2015：《油浸式电力变压器技术参数和要求》
  • GB 1094.1-2013：《电力变压器 第1部分：总则》
  • GB/T 7252-2001：《变压器油中溶解气体分析和判断导则》
  • GB 50150-2016：《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》

5.2 行业标准

  • DL/T 596-1996：《电力设备预防性试验规程》
  • DL/T 573-2010：《电力变压器检修导则》
  • DL/T 1093-2008：《电力变压器抗短路能力试验导则》

5.3 国际标准

  • IEC 60076-1：《电力变压器 第1部分：总则》
  • IEC 60076-2：《电力变压器 第2部分：温升》
  • IEC 60076-3：《电力变压器 第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》

六、检验结果的处理与分析

6.1 数据记录与整理

检验完成后，应详细记录所有检验数据，包括测试条件、测试值、标准值、偏差等，并整理成报告。

6.2 数据分析与判断

  • 与历史数据比较：将本次检验数据与历史数据（出厂值、上次检验值）进行比较，分析变化趋势。
  • 与标准值比较：将检验数据与相关标准值进行比较，判断是否合格。
  • 综合分析：结合多个检验项目的结果，综合判断变压器的健康状况。

6.3 缺陷处理

  • 轻微缺陷：如绝缘电阻略低、油质轻微劣化等，可通过维护处理（如干燥、滤油）解决。
  • 严重缺陷：如绕组变形、局部放电超标、油中气体含量严重超标等，需要停机检修或更换部件。
  • 紧急缺陷：如油中C₂H₂含量严重超标、局部放电量极大等，应立即停机处理，防止故障扩大。

6.4 检验报告

检验报告应包括以下内容：

  • 变压器基本信息（型号、容量、电压等级、出厂编号等）
  • 检验日期、检验人员、检验单位
  • 检验项目、测试方法、测试值、标准值、结论
  • 缺陷描述和处理建议
  • 检验结论（合格、有条件合格、不合格）

七、案例分析：通过检验发现并解决变压器故障

7.1 案例背景

某变电站一台220kV/110kV，容量为180MVA的变压器，在预防性检验中发现异常。

7.2 检验过程

  1. 油中溶解气体分析：测得C₂H₂含量为12μL/L，超过标准值5μL/L；总烃含量为250μL/L，超过150μL/L。
  2. 局部放电测试：在1.5倍额定电压下，局部放电量为1200pC，超过500pC的标准。
  3. 绕组变形测试：频谱图显示高压绕组在10kHz处的峰值幅度下降了20%，表明绕组可能变形。

7.3 故障分析

综合以上检验结果，判断变压器内部存在高能量放电故障，且绕组可能因短路电流冲击而变形。

7.4 处理措施

  1. 立即停机：将变压器退出运行，防止故障扩大。
  2. 吊罩检查：打开油箱，检查内部结构，发现高压绕组有局部烧伤痕迹，绝缘纸板有碳化现象。
  3. 修复处理：更换烧伤的绕组段，重新绝缘处理，更换绝缘油，并进行真空干燥。
  4. 修复后检验：修复后重新进行所有检验项目，确认所有指标合格后，方可投运。

7.5 效果评估

修复后的变压器运行正常，未再出现类似故障，检验工作有效避免了重大事故的发生。

八、变压器检验的未来发展趋势

8.1 在线监测技术的普及

随着传感器技术和物联网的发展，变压器在线监测系统将更加普及，实现对变压器运行状态的实时监控和预警。

8.2 智能化诊断

利用大数据和人工智能技术，对变压器的检验数据进行分析，实现故障的智能诊断和预测。

8.3 标准化与规范化

变压器检验标准将更加完善和统一，检验流程将更加规范化，提高检验的准确性和效率。

8.4 绿色环保

在检验过程中，将更加注重环保，如使用环保型绝缘油、减少油样浪费等。

九、总结

变压器检验是确保电力设备安全稳定运行的关键环节。通过全面、科学的检验，可以及时发现和处理变压器的潜在缺陷，预防故障发生，延长设备寿命，保障电力系统的可靠运行。本文详细介绍了变压器检验的目的、类型、具体项目、方法、标准以及检验结果的处理，并通过案例分析说明了检验的重要性。随着技术的发展，变压器检验将更加智能化、标准化和环保化，为电力系统的安全稳定运行提供更有力的保障。

在实际工作中，应严格按照相关标准和规范进行检验，结合变压器的实际情况，制定合理的检验计划，确保检验的全面性和有效性。同时，加强检验人员的培训，提高检验技能，确保检验结果的准确性和可靠性。只有这样，才能真正发挥检验的作用，确保变压器的安全稳定运行，为电力系统的可靠供电奠定坚实基础。