試驗變壓器絕緣老化分析及其壽命管理電力系統運行中的大型電力變壓器，在電、熱、化學、電動力的作用下，絕緣逐漸老化。據統計 ，變壓器運行維護**造成的事故約占事故總數的一半。變壓器是電力系統*重要、*昂貴的大型設備，若它發生故障，將會引致大面積停電事故。
　　深圳供電局目前擁有110 k V及以上變電站59座，主變壓器171臺，容量11 585 MVA，電網龐大，負荷密集。若按每個電壓等級和容量進行備品，那么將占用巨額的資金；同時萬一出現故障，搶修復電周期長。在目前深圳電網容量還遠未達到“n－1”水平情況下，長時間停電造成的影響和損失將是深遠和無法估量的，也是**供電企業供電可靠性要求（99．96%）所不允許的。目前，變壓器的入侵波保護、內過電壓保護比較健全，氧化鋅避雷器廣泛應用，變壓器制造水平和絕緣水平得到不斷提高。在這種形勢下，科學的運行監督能提高變壓器**運行水平，提前發現缺陷和預知將來故障類別 ，這對延長變壓器的壽命周期，提高經濟運行效益有十分重要的意義。因此必須高度重視變壓器的壽命管理。
　　1　加速變壓器壽命終結的根源是絕緣的老化
　　絕緣老化，使變壓器逐漸喪失原有的機械性能和絕緣性能，運行中產生的電磁振動和電動力，也容易使變壓器損壞；絕緣強度降低易產生局部放電、絕緣的工頻及沖擊擊穿強度降低，造成變壓器的擊穿損壞。
　　1．1　熱的原因造成絕緣老化
　　變壓器過負荷運行，溫度超過絕緣材料允許的數值，固體絕緣高分子鏈發生裂變，造成絕緣材料變脆弱，聚合度降低加速絕緣老化，縮短變壓器壽命。固體絕緣過熱有大量CO，CO2及C2H4，H2氣體產生，絕緣油在高溫下也產生H2及各種特征氣體。深圳供電局水貝變電站原1號主變壓器（90MVA，220 k V/110 kV/10 k V，保定變壓器廠1984年生產）在1988～1989年間，由于系統負荷加重，經常超、滿負荷運行，表1列出該變壓器1989～1993年間的色譜分析結果。
　　從表1可知，總烴體積分數超過150×10－6，φ（C2H4）／φ（C2 H6）的比值為7．9～10．7。當φ（C2H4）／φ（C2 H6）大于3時，變壓器處于較高的過熱區。變壓器過熱，CO＋CO2生成量明顯增多，CO＋CO2生成量與絕緣壽命有密切關系。表2列出該變壓器CO＋CO2生成量情況。
　　當CO＋CO2生成量為1～1．25 mL／g時，絕緣聚合度降低50%（絕緣材料抗張力降低50%），此時變壓器不能運行。從表2可看出，該變壓器CO＋CO2生成量在0．25～0．32 mL／g范圍，這時絕緣材料聚合度降低20%左右，絕緣已部分老化。按阿列紐斯法則，變壓器超過*大允許溫度后，每上升6℃，變壓器壽命減少1年，表明運行變壓器不允許超負荷運行。水貝站1號主變壓器，1985年投運至1993年退出運行時，8年運行中經常處于滿載及過載狀況（約有1年多時間），造成變壓器加速老化，1993年吊罩檢查，發現絕緣變脆。絕緣油的色譜分析有C2H2氣體（體積分數5×10－6），總烴超標（體積分數大于150×10－6），變壓器嚴重滲油，為了**起見，決定把變壓器退出運行。
　　1．2　氧化造成絕緣油的老化
　　絕緣油與空氣接觸后，加速絕緣油的老化，使油tanδ增大，產生大量油泥，油泥的產生堵塞油道 ，影響散熱，造成局部過熱。油與銅金屬直接接觸，易產生有機酸，降低變壓器絕緣性能，老化過程*終產物是水分子，超高壓全密封變壓器微水量增多，意味著絕緣有老化跡象。
　　1．3　電氣原因引發的老化
　　1．3．1　變壓器出口突發性短路
　　運行變壓器出口突發性三相短路，大電流產生的電動力引發變壓器絕緣位移，線圈變形、電場分布極不均勻，造成變壓器壽終。深圳供電局在1992～1995年間，共發生24次大型變壓器10 kV出口短路，10 kA以上三相短路電流沖擊造成5臺110 kV的31．5 MVA和50 MVA變壓器損壞。例如：1993年6月24日，110 kV寶安站2號主變壓器（31．5 MVA，110 kV/10 kV，三菱公司造）10kV出口三相短路，停電時間110 h，損失電量290MWh，變壓器燒壞。由此可見，變壓器出口突發性短路將對變壓器造成極大損傷并引發大面積停電，危害極大。
　　1．3．2　局部放電的發生加速變壓器的劣化
　　局部放電能引發絕緣表面樹枝放電。伴隨局部放電有大量H2及C2H2，CH4，C2 H4氣體產生。
　　2　阻止變壓器加速老化的措施
　　2．1　防止過負荷運行
　　過負荷運行加速變壓器不可逆的老化，縮短變壓器的壽命。深圳供電局在1996年絕緣油色譜分析中，發現7臺110～220 kV變壓器總烴超標，是局部過熱所致，事發后馬上對產生局部過熱7臺變壓器限負荷運行，防止變壓器再出現局部過熱。
　　2．2　防止變壓器出口突發性短路
　　深圳電力系統容量大，負荷側出口短路電流大，造成變壓器損壞概率很高。為了變壓器**運行 ，采取下列措施：
　　a）改變10 kV中性點接地方式。市區電纜線路多，從1995年開始，實施10 kV中性點經16Ω電阻接地運行。現已有24座變電站安裝65套中性點接地裝置。中性點經電阻接地后，單相接地時，電阻能泄放熄弧后半波電荷的積聚，減少產生振蕩的能量，降低零序電位，減慢恢復電壓上升速度，大大降低過電壓幅值和過電壓產生概率。郊區較多架空線路，變電站10 kV中性點安裝自動調諧消弧線圈（現已有8座變電站安裝24套自動調諧消弧線圈）。10 kV中性點接地方式的改變，消除了單相接地轉變成三相短路的可能性，防止變壓器出口三相短路燒壞變壓器。
　　b）變電站10 kV設備采用全封閉加強絕緣真空開關柜。新建變電站一律使用全封閉真空開關柜。舊變電站采用變壓器10 kV出線及高壓室母線包絕緣，10 kV開關柜無油化改造及全工況改造，加強10 kV設備的絕緣。
　　c）改善10 kV配電室運行環境。采用封閉、抽濕、定期清掃，重要配電室加裝空調的方法改善10 kV配電室運行條件。
　　d）安裝線路氧化鋅避雷器及配電防爆氧化鋅避雷器，降低系統過電壓水平。
　　e）加強配網改造。1994年開始，深圳供電局加大了配網改造力度，將城區架空線有計劃地逐步改為地下電纜，郊區架空線則改為架空絕緣導線，改善了運行條件，降低了短路事故率。
　　經過整改，1995年后，深圳供電局再未發生變壓器出口短路引發變壓器燒毀及停電事故，取得了良好的經濟效益。
　　2．3　采用全密封變壓器
　　全密封變壓器使變壓器油與空氣隔離，減少油的氧化。非全密封變壓器加強密封膠囊的維護及變壓器充氮措施。
　　3　大型變壓器壽命管理的內容
　　變壓器壽命管理的核心是確定絕緣壽命的狀態。除從源上防止變壓器絕緣老化的措施外，應建立一系列檢測系統及檢測制度，保證變壓器**運行。
　　3．1　預警系統
　　大型變壓器在線監測系統（氫氣、局部放電及絕緣在線監測）能預先發現運行中變壓器的異常狀態。在線監測與專家系統結合起來對變壓器絕緣進行預測，把變壓器的異常發現于萌芽之初。
　　3．2　現場診斷
　　現場診斷是確定變壓器絕緣強度的手段。現場診斷和趨勢分析的結合是*重要的檢測手段，能及時檢測變壓器的過熱、局部放電、電介質劣化、線圈位移等。有下列檢測項目：
　　a）局部放電測量。當變壓器有異常或油色譜中出現C2H2時，應對變壓器進行現場局部放電測量 。超聲波局放儀能對發生局部放電部位進行定位。
　　b）油溫及線圈溫度的定期測量。能發現變壓器是否過載或局部過熱，從而進行更細致的診斷。
　　c)油的色譜分析。通過對變壓器油中氣體含量的色譜分析及時發現變壓器異常。
　　d）油中糠醛含量測量。能判斷變壓器的老化程度，當色譜分析中CO或CO2含量高時應作此項測量 。
　　e）絕緣油的微水分析。
　　3．3　狀態檢修
　　根據變壓器的絕緣狀態及運行狀態有條件地進行檢修，變壓器狀態檢修能節省人力、物力，提高檢修質量。
　　4　結論
　　試驗變壓器絕緣老化分析及其壽命管理。變壓器的壽命管理是用科學的方法，采用防止絕緣老化的措施，主次分明地對變壓器進行監測、診斷和狀態檢修。所有的狀態評估、診斷的*終目的是以盡量少的人力、物力保證變壓器的**運行，延長變壓器使用壽命。