变电所高压电气设备试验

高电压技术项目二变电所高压电气设备试验分为：绝缘试验和特性试验高电压技术第一节变压器一、变压器的绝缘结构（一）对变压器绝缘的基本要求电气性能方面：变压器绝缘应能承受规定电压下的各种耐压试验的考验。机械性能方面：要能承受因短路电流而产生的巨大电动力的作用。变压器运行中限制油面、绕组的温升。注意变压器油受潮或含有杂质后对绝缘性能的影响。高电压技术（二）变压器绝缘的种类变压器绝缘内绝缘（油箱中）套管主绝缘（油中放电距离）同柱各线圈绝缘线圈绝缘主绝缘距铁心柱和铁轭的绝缘各相之间的绝缘线圈与油箱的绝缘纵绝缘筒式线圈的层间绝缘饼式线圈的层间绝缘导线线匝的匝间绝缘引线绝缘主绝缘距接地部分的绝缘与其它线圈的绝缘纵绝缘同线圈引线间的绝缘分接开关绝缘主绝缘距地或其它部分的绝缘异相触头间的绝缘纵绝缘同相接头间的绝缘外绝缘（油箱外）套管本身的外绝缘套管之间的外绝缘高电压技术（三）变压器绝缘的结构变压器高压绕组的基本结构形式有饼式和圆筒式两种。饼式结构：这种绕组是以扁导线连续绕成若干个线饼，各线饼之间利用绝缘垫块的支撑形成径向油道，所以饼式绕组散热性能较好。此外，饼式绕组的端面大，便于轴向固定，因此机械强度较高。但饼式绕组在绕制时工艺要求较高高电压技术圆筒式结构这种绕组在绕制时，每一个线匝紧贴着前一个线匝成螺旋状沿绕组高度轴向排列而成，形状像一个圆筒。圆筒式绕组的制造工艺简单，不受容量的限制。但是，圆筒式绕组的端面小，机械强度较低；另外，层间长而窄的轴向油道不如饼式绕组里的径向油道易于散热。高电压技术1.主绝缘——变压器主要的、基本的绝缘（1）绕组间、绕组对铁芯柱间的绝缘,采用油—屏障绝缘（2）绕组与铁轭间的绝缘，一方面必须采取措施来改善电场分布；另一方面则要加强端部处的绝缘（3）绕组引线的绝缘2.纵绝缘——同一绕组线匝间的绝缘高电压技术（四）变压器常用的的绝缘材料1.变压器油变压器油是油浸式变压器最主要的绝缘材料，充满整个变压器油箱，起绝缘和散热两种作用2.绝缘纸和纸板绝缘纸和纸板的种类很多，用于油浸式变压器的主要有：电缆纸、电话纸、皱纹纸、绝缘纸板(筒或环)等。3.油——纸绝缘油与纸结合使用性能非常好，具有极高的耐电强度，比其他绝缘材料高得多，但是，油一纸绝缘很容易吸潮和污染，而油中即使仅含有极微量的水分和其他杂质，其电气性能就会明显地降低高电压技术二、变压器的绝缘试验变压器的绝缘试验项目，包括：①测量绝缘电阻和吸收比；②测量泄漏电流；③测量介质损耗角正切值；④绝缘油试验；⑤油中溶解气体色谱分析试验；⑥工频交流耐压试验；⑦感应耐压试验。高电压技术（一）绕组绝缘电阻和吸收比测量绕组的绝缘电阻和吸收比，是检查变压器绝缘状况简便而通用的方法，具有较高的灵敏度，对绝缘整体受潮或贯通性缺陷，如各种短路、接地、瓷件破裂等能有效地反映出来。高电压技术对绝缘电阻测量结果的分析，采用比较法，主要依靠本变压器的历次试验结果相互进行比较。一般，交接试验值不应低于出厂试验值的70％，大修后及运行中的试验值不应低于表4—3所列数值吸收比一般在温度为10～30℃的情况下进行测量。60～330kV的变压器要求其吸收比不低于1：3；35kV及以下的变压器要求不低于1.2；对于10kV以下的配电变压器不作要求，根据经验，这种配电变压器的吸收比大多等于1高电压技术（二)测量泄漏电流对于试验结果，也主要是通过与历次试验数据进行比较来判断，要求与历次数据比较不应有显著变化。当其数值逐年增大时，应引起注意，这往往是绝缘逐渐劣化所致；若数值与历年比较突然增大时，则可能有严重缺陷，应查明原因。泄漏电流的参考标准见表4—6。高电压技术(三)测量介质损耗角正切值介质损耗角正切值tanδ的测量，是变压器交接、大修和预防性试验中的一个重要项目，它能比较灵敏地反映绝缘中的分布性缺陷，尤其是绝缘整体受潮、普遍劣化等，或是严重的局部缺陷。1.测量接线变压器的外壳都是接地的，故只能采用西林电桥反接线测量，测量部位仍按表4-2进行。高电压技术2.测量结果的分析判断在变压器的交接试验中，测得线圈连同套管一起的tan8值不应大于出厂试验值的130％，或不大于表4—7所列的数值。变压器在大修后以及运行中的tand值仍以表4—7为标准，并且运行中测得的tand值与历年测量数值比较不应有显著变化。高电压技术(四)变压器油试验变压器油在运行过程中，油色会逐渐加深，由微黄变成棕褐色，透明度逐渐降低，粘度增大，并有黑褐色固态或半固态物质(油泥)产生。油泥附着在绕组上，堵塞油道、妨碍散热。水分和脏污将使油的绝缘电阻下降，tanδ值上升，耐电强度下降。因此，运行中变压器应定期进行油试验，以确保安全运行。高电压技术(五)气相色谱分析试验规程规定，对运行中容量为800kv-A及以上的变压器每年至少进行一次气相色谱分析试验，在新安装及大修后投运前应作一次分析试验，在投运后规的一段时期内应作多次分析试验，以判断该变压器投行是否正常。此外，当变压器出现异常情况时，应适当缩短分析试验周期。高电压技术（六）工频交流耐压试验工频交流耐压试验对考验变压器主绝缘强度，检查主绝缘局部缺陷具有决定作用。它能有效地发现主绝缘受潮、开裂，或在运输过程中由于振动引起绕组松动、移位，造成引线距离不够，以及绕组绝缘物上附着污物等情况。规程规定，绕组额定电压为110kV以下的变压器，应进行工频交流耐压试验；110kV及以上的变压器，可根据试验条件自行规定；但110kV及以上更换绕组的变压器，应进行工频交流耐压试验。高电压技术高电压技术1.试验接线试验时，被试绕组的所有出线端应短接，非被试绕组所有出线端应短路接地，试验接线如图4-5所示。高电压技术2．试验结果的分析判断对工频交流耐压试验结果的分析判断，主要根据仪表指示、放电声音、有无冒烟等异常情况进行。(1)由仪表的指示判断(2)由放电或击穿的声音判断高电压技术(七)感应耐压试验感应耐压试验，就是在变压器低压侧施加比额定电压高一定倍数的电压，靠变压器自身的电磁感应在高压侧绕组上得到所需的试验电压，检验变压器的纵绝缘。对于分级绝缘的变压器，其主绝缘和纵绝缘均由感应耐压试验来考核。高电压技术1.利用两台异步电动机获得倍频电源高电压技术2.利用星形一开口三角形接线的变压器获得三倍频电源3.可控硅变频调压逆变电源高电压技术4．试验结果的分析判断(1)注意倾听有无放电、击穿的声音(2)注意观察电流表、电压表的变化。高电压技术三、变压器的特性试验变压器的特性试验项目，包括：①变比试验；②极性试验；③连接组别试验；④绕组直流电阻测量⑤空载试验⑥短路试验。高电压技术(一)变比试验电阻测量变压器的变比试验，就是检验变压器能否达到预计的电压变换效果，检验各绕组的匝数比与设计是否相符，各分接引线装配是否正确，以及在运行中匝间是否发生短路等。因此变比试验是变压器交接和大修后能否投入运行，特别是变压器并联运行的重要依据。变压器变比试验标准：各相在同一分接位置上的变比与铭牌值比较，允许偏差不大于±0．5％；变比小于3的变压器，允许偏差不大于±1％。高电压技术高电压技术(二)极性试验1．极性的概念当交链一个绕组的磁通变化时，绕组中就会产生感应电势，感应电势为正(驱使电流流出)的一端称为正极性端，感应电势为负的一端称为负极性端。如果磁通的方向改变，则感应电势的方向和端子的极性也随之改变。高电压技术2.试验方法(1)直流法当合上开关瞬间表计指针向右偏(正方向)，而拉开开关瞬间表计指针向左偏，变压器是减极性。如果表计指针偏转方向与上述相反，变压器就是加极性。高电压技术(2)交流法将变压器原边的A端子与次边的a端子连接起来，在高压侧加交流电压(220V交流电压)，同时用两个电压表分别测量加入的电压uAx和未连接的一对同名端x、z间的电压u。。。如果uAxu。，则为减极性；反之则为加极性。高电压技术(三)连接组别试验1．连接组别的概念可以按时钟系统来确定连接组别。高电压技术2．试验方法(1)直流法(Y,y12)高电压技术高电压技术(2)交流法高电压技术(四)绕组直流电阻测量测量变压器绕组直流电阻的目的，是检查绕组接头的焊接质量、绕组有无匝间短路、分接开关的各个位置接触是否良好、分接开关实际位置与指示位置是否相符、引出线有无断裂、多股导线并绕的绕组是否有断股等情况。它是变压器在交接、大修后必不可少的试验项目，也是故障后的重要检查项目。高电压技术测量结果的分析判断对于1600kV·A以上的变压器，所测得的各相绕组直流电阻的最大差值应不大于三相平均值；对于l600kV·A及以下的变压器，应不大于4％。当所测得的三相电阻的不平衡值超过标准时，首先应分析是否存在测量误差；其次应从以下几方面进行分析：①分接开关接触不良。②焊接不良或断股。③三角形接线一相断线。④变压器套管的导电杆和绕组引线接触不良等。高电压技术(五)空载试验空载试验的目的，是通过测量空载电流和空载损耗，发现磁路中的局部或整体缺陷，根据感应耐压试验前后两次空载试验测得数据比较，判断绕组是否存在匝间短路情况等。1．单相变压器的空载试验高电压技术2．三相变压器的空载试验高电压技术(六)短路试验变压器的短路试验，是将变压器一侧绕组(通常是低压侧)短路，从另一侧绕组加入额定频率的交流电压，使变压器绕组的电流达额定值，测量功率和所加电压。变压器短路试验的目的在于，阻抗电压是变压器并列运行的基本条件之一，当变压器馈出回路发生短路时，阻抗电压直接影响馈出母线电压的波动；短路损耗对变压器的经济运行有很大的影响，通过对短路损耗增大的分析，可以检查出变压器在结构或制造上的缺陷。1．单相变压器的短路试验2．三相变压器的短路试验高电压技术试验结果的分析判断变压器短路试验所测得的短路损耗和阻抗电压，与铭牌值或出厂试验值比较，不应有明显差异。导致短路损耗增大的原因有以下几种：漏磁通在铁芯各构件(如屏蔽、挡板、压板、轭铁粱等)或油箱箱壁中产生过大的附加损耗，以致造成局部过热；漏磁通在油箱箱盖或套管法兰等处产生过大的附加损耗，致使这些部位发热；带负载调压变压器中电抗线圈存在匝间短路；大型变压器的低压绕组一般用多根包敷绝缘的导线并联绕成，由于并联导线间短路或换位错误，也会使附加损耗增大。在短路试验中，由于电阻损耗增大而使短路损耗不合格的情况很少，大多是由于上述附加损耗增大引起的。阻抗电压与绕组几何尺寸以及引线排列等有关，当阻抗电压增大时，可以从这些因素中找原因。高电压技术第二节互感器互感器是一种特殊的变压器，分为电流互感器和电压互感器两种。由于有了互感器，使测量仪表、保护及自动装置与高压电路隔离，从而保证了低压仪表、装置以及工作人员的安全。高电压技术一、互感器的结构1．电流互感器结构:电流互感器实质上相当于一台容量很小，励磁电流可忽略不计的短路变压器额定电压不很高(10～20kv)的电流互感器，通常采用浇注式的绝缘结构，其一、二次绕组的绝缘一般是用环氧树脂浇注。浇注式的绝缘具有绝缘性能好、机械强度高、防潮、防盐雾等特点。额定电压在35kv及以上的电流互感器，大多采用全密封油浸式绝缘结构。这种绝缘结构的电流互感器有“8”字形和“U”字形两种。高电压技术“8”字形结构的电流互感器主要用于35～110kv电压等级，其一次绕组套在绕有二次绕组的环形铁芯上，一次绕组和铁芯上都包有很厚的电缆纸，通常两者厚度相等，然后将两个环一起浸在充满变压器油的瓷套中。“8”字形结构的绝缘层中电场分布很不均匀，再加上沿环形包缠纸带，不容易包得均匀、密实，因而这种结构容易出现绝缘弱点。高电压技术“U”字形结构的电流互感器用于110kV及以上电压等级，一次绕组做成“u”字形，主绝缘全部包在一次绕组上，为多层电缆纸绝缘，层间放置同心圆筒形的铝箔电容屏，内屏与线心连接，最外层的屏接地，构成一个同心圆筒形的电容器串。在“u”字形一次绕组外屏的下部两侧，分别套装两个环形铁芯，铁芯上绕着二次绕组。再将其浸入充满变压器油的瓷套中。这种绝缘结构称为电容型绝缘。保持电容屏各层的电容量相等，可以使主绝缘各层的电场分布均匀，绝缘得到了充分利用，减小了绝缘的厚度。高电压