串激试验变压器是一种新型高压测试设备，本系列产品采用单框芯式铁芯结构，初级绕组和高压绕组同轴绕制在铁芯上，从而减少漏磁通，增大绕组间的耦合。产品的整体结构紧凑，通用性强，使用携带方便，适用于电力系统及电力用户在现场检测各种高压电器设备的绝缘性能，是电力设备检测及预防性试验所必备的试验仪器。
交流串激试验变压器的操作步骤
1、按接线原理图连接好引线，并将变压器和控制箱可靠接地；
2、试验前，检查各部位的接线是否接触良好，并检查控制箱的调压器是否调至“零”位；
3、接通电源，绿色指示灯亮，按下启动按钮，红色指示灯亮，表示变压器已通电，等待升压；
4、顺时针匀速旋转调压器手柄，进行升压，并密切注意仪表指示以及试品的情况；
5、试验完毕后，应迅速将电压降至零位，并按下停止按钮，然后切断电源，解开试验引线。
交流串激试验变压器的注意事项:
1、做高压试验时，必须由2人或2个以上人员参加，并明确做好分工，明确相互间的联系方法。并有专人监护现场安全及观察试品的试验状态；
2、变压器和控制箱应有可靠的接地；
3、试验过程中，升压速度不能太快，也决不允许突然全电压通电或断电；
4、在升压或耐压试验过程中，如发现下列不正常情况时，应立即降压，并切断电源，停止试验，查明原因后再做试验。
①电压表指针摆动很大；
②发现绝缘烧焦的异味、冒烟现象；
③被测试品内有不正常的声音。
5、试验中，如果试品短路或故障击穿，控制箱中的过流继电器工作，此时，将调压器回至零位，并切断电源后，方可将试品取出。
6、进行电容试验或进行直流高压泄漏试验时，试验完毕后，将调压器降至零位后，并切断电源，然后，应用放电棒将试品或电容器的高压端对地进行放电，以免存留在电容中的电势发生触电危险。
使用注意事项
⒈ 试验变压器应和操作箱（台）配套使用，操作箱（台）的使用方法，请详细参阅操作箱（台）使用说明书。
⒉ 变压器外壳、高压尾必须接地。为确保安全，试验人员和其它被试验设备与试验变压器之间必须保持足够的距离。
⒊ 试验变压器的输出一般应串接限流电阻以保护设备安全。
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电力变压器向高电压、大容量发展的趋势，使得过去不成问题的变压器油流带电现象明显起来。在要求大容量小型化提高冷却效率加速油循环后，变压器油流带电问题更加突出，成为变压器绝缘的一个新课题。
变压器油流带电的机理和特性
1.变压器油流带电的机理
高压大型电力变压器，无论是否通交流电，它的油流中都带电荷。以下，分别就未通交流电前和投入运行后的油流带电机理叙述。
变压器的绕组绝缘和作固定用的绝缘层压板垫块等均属纸绝缘或木质绝缘。这些固体绝缘的化学组成是纤维素加木质素，它们带有羟基(－OH)、醛基(－CHO)和羧基(－COOH)，在变压器油的高速流动下，油与固体绝缘发生摩擦，使得纤维素和木质素分子被上述基因电子偏移中产生的－H8＋的正电性所覆盖。带正电性的－H8＋与相应的负离子在油——纸界面上形成偶电层。因变压器油高速流动，偶电层的电荷发生分离，负电荷仍附着在绝缘纸板的表面，正电荷随油流动，形成油流带正电荷。随着变压器油的循环流动，被带走的正电荷在油中的浓度差就显示出来。
以上是OommenTV和DefrieEM的说法，也是比较普遍的看法。此外还有GavisJ和KossmanI，他们对电离的产生和聚集有不同的看法，但对电流带正电荷和绝缘表面带负电荷的观点是一致的。所以无论哪一种说法都不与本文的论述矛盾。
运行中油流带电的机理
运行中的变压器，外加交流电场后加剧了上述静电荷的起电作用。目前对高压交流电场如何起着加剧静电的起电作用尚无统一的说法。比较容易接受的说法是：在低场强区域(场强＜0.5kV／mm)，已扩散进入油中的正离子群，因受交流电场的干扰，使得其视在电荷分布范围更加宽广；在高场强区域(场强＞1kV／mm)，交流电场则加速了纸绝缘——油界面上正负电荷的生成，导致油中正电荷密度增大。如美国核电站511MVA升压变压器绝缘击穿事故，发生在该变尚处于轻负荷时这一事实，说明了高强场交流电对油流带电起的加剧作用。
2.油流带电的基本特性
测量油流动带电的试验方法有：局部放电测量法，油中含气体分析法和测量中性点泄漏电流法。后者是本文推荐的方法。
在油温不变的情况下，线圈中性点的泄漏电流值随油流速的增加而急剧增大。在各种稳定流速下，中性点的泄漏电流随油温上升而增加；但是无论在什么流速下，当油温在50～60℃时，中性点的泄漏电流值为最大，油温再继续上升，此时的泄漏电流值反而下降。这是因为油温大于50～60℃后，变压器油的导电率上升，部分正负电荷自行中和，导致中性点泄漏电流值反而减校这一特性给变压器运行带来好处，即当环境温度大于20℃时，变压器油温达到允许上限前，泄漏电流已达最高值。
前面已说过，变压器油流带电必须当电荷积聚到一定程度后，才能产生泄漏电流。即在不同的油温和油流速下，它有各自的开始放电点。仍采用上述模型，在较高的流速下，测得不同油温和油流速下的开始放电点(即在中性点开始可测出泄漏电流值的坐标点)。当油流速为1.4pu时，任何油温下都能产生中性点泄漏电流。这一点对大容量变压器小型化是值得重视的一项特性。发生放电的流速下限，一般与油温相对应呈现U形。U字上口的张度和U字深度与变压器的结构有关。
3.影响油流带电程度的因素
上述油温和油速是影响油流带电程度的主要因素，此外还有：变压器油的品种及其成分，固体绝缘物的品种及其表面形态，油道结构特征，绝缘的干燥程度以及变压器的运行电压。
3.1固体绝缘物的种类和其表面形态的影响
电力变压器常用的几种固体绝缘物，在一定的油流速试验所测的电位表明，它们带电量的多少是按棉布带＞绉纹纸＞层压板＞牛皮纸的程序排列。这是指未加工的新材料而言的，当它们的表面粗糙度不同时，上述顺序可能改变。同一种材料，由于表面有伤痕或有大毛刺，则其油流带电量将大幅度上升。
3.2油道结构的影响
油道如均匀对称，如油流紊乱或局部油流速特高都会对油流带电量产生较大影响。所以在设计和工艺上，固体绝缘物的外形要避免棱角、毛刺和伤痕，多用圆形或弧形，同一截面的油流能均匀些，相邻油流截面要避免急剧变化。
3.3绝缘干燥度的影响
固体绝缘物的干燥度对油流带电量和中性点泄漏电流都有影响，干燥度高将带来高的绝缘电阻。油流带电度多少也随变压器油中水分降低而升高。油中水份低于15×10-4%时具有较高的带电趋势。所以，当交流电压和其它条件均相同时，油流中的带电量随干燥度增高而加大，而绝缘电阻亦增大。此时将增大局部放电的电平。合格的高压变压器油中水份含量低于10×10-4%时，运行中油流带电电平较突出，是个值得提醒的问题。
4.静电放电
油流速超过1pu后，油流中将发生静电放电。前述国产500kV级电力变压器，在未通电启动冷油器油泵循环时听到变压器内有间歇放电声，即静电放电的表现。静电放电的发生，有的是由于固体绝缘物上负电荷引起的；有的是由于油流中正电荷引起的；也有是由于局部积聚电荷浓度过大引起的。
曾进行过这样的试验，将绉纹纸处于平均油流速2.5m/s的高速油流中，油中发生静电放电所拍摄的照片呈树枝形。这表明正负电荷在边界层中且放电后继续产生新电荷，故能形成较长的放电。这与变压器油流局部放电有相同之处，都能产生包含有H2和C2H2的气体。
5.油流带电度与导电率和介质损密切相关
对市场上10种变压器油分别用新油和人工劣化(150℃1h)后的劣化油进行试验比较，说明不同品种的新油，油流带电度各不相同；同一品种在油的劣化过程中油流带电度不断增加；同一人工劣化程度时，油流带电度亦因品种而异。该试验表明，如采取措施能抑制运行中变压器油的劣化速度，也就能抑制油流带电度的增涨速度，从而减少放电量；减少放电量又可放慢油的劣化速度，它们之间呈良性循环。
在变压器油中添加热稳定高的烷基苯系烃类化合物，或添加对铜表面呈隋性并对油有抑制劣化的苯并三唑(BTA)，可降低油流中带电度。BTA浓度超过5ppm后，带电度下降，但BTA浓度过大会产生逆极性带电，故投入添加剂应注意浓度适中。BTA浓度≤5×10-6时，油流带电度不变化，这是因为BTA在此浓度下主要作用是和缓和铜表面的氧化，而氧化铜有增加带电度的倾向。
换流变压器是超高压直流输电工程中至关重要的关键设备，是交、直流输电系统中的换流、逆变两端接口的核心设备。它的投入和安全运行是工程取得发电效益的关键和重要保证。换流变压器的关键作用，要求其具有高可靠性和高技术性能。因为有交、直流电场、磁场的共同作用，所以换流变压器的结构特殊、复杂，对于保护措施的要求较高。
一、换流变压器保护配置
原则：可靠、安全。每台换流变压器保护装设两台保护装置，每台保护装置的电源、输入独立，每台装置的输出都可以到达断路器的两个跳闸线圈以及直流控制的两个系统。每台装置采取措施防止自身误动作，而靠两装置的或出口防止故障情况下的拒动作。
目的：避免换流站特有的谐波对保护的影响，保护装置应从硬件和软件上采取措施，使保护只针对工频分量。
二、换流变压器保护措施
1、稳态比率差动保护
由于变比和联接组的不同，电力变压器在运行时，各侧电流大小及相位也不同。在构成继电器前必须消除这些影响。换流变压器的TA一般装在各侧绕组上，因此原、副边绕组电流相位相同，因此只需要对变比的影响进行补偿。以下的叙述的前提均为已消除了变压器各侧幅值和相位的差异。
稳态比例差动保护用来区分感受到的差流是由于内部故障还是不平衡输出（特别是外部故障时）引起。装置采用初始带制动的变斜率比率制动特性，稳态比率 差动元件由低值比率差动（灵敏）和高值比率差动（不灵敏）两个元件构成[2]。为了保证区内故障的快速切除，只有低值比率差动元件（灵敏）设有TA饱和判 据，高值比率差动元件（不灵敏）不设TA饱和判据。
对于换流变压器分接头调整造成的差动电流不平衡，可用三种方法来解决：一是通过整定值躲开；二是利用浮动门槛自适应调整；三是利用分接头位置来调整。方法一、二简单实用，三实现起来复杂。
2、后备保护
后备保护包括过流、零序过流、过电压、零序过压、饱和保护。
过流保护，主要作为换流变压器各种故障的后备保护。由于只需与直流系统的最大过负荷能力配合，灵敏度容易满足要求，因此不需采用复合电压闭锁与方向闭锁。
零序过流保护，主要作为换流变压器接地故障后备保护。为防止变压器和应涌流对零序过流保护的影响，应具有二次谐波制动闭锁措施。当二次谐波含量超过一定比例时，闭锁零序过流保护。
零序过压保护为针对工况i的保护。因为换流变压器副边不接地运行，保护主要在阀解锁前检测阀侧交流连线的零序电压来判断是否有接地故障。阀解锁后保护要被闭锁，因阀解锁后会测得零序电压，此电压不是接地故障造成的。
饱和保护为针对工况的保护。由于TA无法传变直流电流，因此只能间接的测量直流电流的大小。测量的原理如下：直流引起的铁心饱和造成原边绕 组零序电流中含有三次谐波，通过检测零序电流中三次谐波峰值，可以等效出流过换流变压器的直流电流。保护特性为根据变压器的参数定义的反时限。
3、工频变化量比率差动保护
装置中依次按相判别，当满足一定条件时，工频变化量比率差动动作。工频变化量比率差动保护经过涌流判别元件、过激磁闭锁元件闭锁后出口。
由于工频变化量比率差动的制动系数可取较高的数值，其本身的特性抗区外故障时TA的暂态和稳态饱和能力较强。工频变化量比率差动元件提高了装置在变 压器正常运行时内部发生轻微匝间故障的灵敏度。且工频变化量比率差动保护不会受换流变压器分接头调整造成的差动电流不平衡的影响。
为了更好的保护换流变压器，应当尽量采取以上保护措施，以提高其使用效率，保证电网的正常运行以及企业、居民生产生活用电的供给。
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