高压电气设备试验

第三讲高压电气设备试验主讲人：陈新国一、配电变压器试验目前我国10kV为配电系统最高电压，接轨后的配电最高系统为20—35kV。现在10kV系统标准依然沿用，对变压器试验项目10kV标准继续执行。1．工程施工交接试验现场对变压器的试验项目(1)变压器线圈直流电阻测试；(2)变压器变比测试；(3)变压器接线组别试验；(4)变压器线圈绝缘电阻及吸收比试验；(5)变压器油耐压试验；(6)变压器交流耐压试验；(7)变压器吊芯检查试验。注意：在变压器初次投运时要做全压冲击合闸试验，对电缆变压器共进行五次冲击，然后进行24小时的变压器空载运行。2．其他对于大容量的变压器还要做绝缘套管及油的介质损失角试验。如有特种变压器和对变压器有特殊要求时，按交接验收规范标准规定项目进行变压器试验。二、变压器现场交接的试验1．变压器线圈直流电阻测试（简称为直流电阻测试）作用：判断线圈内部接头、引线与线圈接头、分接开关与引线的焊接质量，分接开关各个分接位置及载流部分有无开路和短路情况。测量使用的仪器：测试变压器线圈直流电阻采用电桥法，对于小于100电阻的多采用双臂电桥，也称为凯尔文桥；大于100电阻的采用单臂电桥，又称惠斯登电桥。测量方法：测量线圈的直流电阻应在引线端上接线，测出分接开关上所有位置上的直流电阻，如有中性点引出端测线直流电阻，无中性点引出端测线直流电阻。注意：①使用电桥时首先要接好桥臂的四根接线，两根电流接线端要接在变压器靠线圈侧即内侧，两根电压接线端要接靠线圈外侧，这样可以提高测量准确性。②由于线圈是一个较大的电感性元器件，测量时电桥中电源向它充电，经一定的时间后才会稳定，所以要读取稳定时指示的电阻值。③在使用电桥时要先打开电源开关，经过一段时间后再接通电桥的检流计，然后根据检流计偏转的方向来平衡电桥，否则电桥很难调平衡。如果掌握检流计正、负偏转的速度、方向与测试准确值大小变化的关系，就能很快调节倍率开关或调节数值旋钮将检流计调到平衡。④当电桥指针向正方向打得快时，倍率开关要向小调整，调整后电桥指针向正方打的速度降慢时再将数值旋钮向小调整，先调高位数后调低位数，直到电桥调整平衡。⑤当电桥指针向正负方向打得快时，倍率开关要向大调整，调整后电桥指针向正方打得慢时再将数值旋钮向大调整，直到电桥平衡。平衡后读出数值，用读出的数值再乘上倍率，就是所测得的该相该分接开关上的直流电阻。⑥电桥平衡后的读数即是所测直流电阻值，读值为按高位数向低位数排列起来的数值再乘上倍率。测量结果判定：（1）将测量时的温度记录下来，把测得的结果一律换算成20℃时的直流电阻值进行比较，不能忽略温度变化对测试的影响，不可将不同温度下测的数值进行比较，否则将产生出错误的比较结果。当直流电阻较大时，采用单臂电桥测试的结果要减去接线电阻，双臂电桥则无接线的影响（2）对1600kVA以上的变压器，各相线圈间同档分接开关的直流电阻相互间差别不大于三相平均值的2％；各线间同档分接开关的直流电阻相互间差别不大于三相平均值的1％。（3）对1600kVA以下的变压器，各相线圈间同档分接开关的直流电阻相互间差别不大于三相平均值的4％；各线间同档分接开关的直流电阻相互间差别不大于三相平均值的2％。（4）当测得的三相不平衡直流电阻值超过以上标准时，如不是测量电桥误差，则应考虑分接开关接线不良、线圈间焊接不良、断线、变压器套管中导电管和引线接线不良等因素。2．变压器变比的测量测量变比的目的：验证变压器的电压变换是否符合规定值，达到设计值；开关各引出线的接线是否正确，可初步判断变压器是否存在匝间短路现象等。测量使用的仪器：电压表比较法、电桥法（如：QJ35型电桥）、新型的、电脑控制式的、多功能的变压器变比数字式电桥测量方法：（1）电压表法1）在变压器一次侧加入380V电源，用三相开关控制，并在某线间接入一电压表测其线电压；在变压器二次侧接入一电压表，测其相对应线电压，合上开关后两块表同时读数，得出的数值需经换算，换算后的数值为变压器的变比。2）换算的方法为以低压侧测试值为标准值，换算成二次侧相当于400V时一次侧的读值，此时的读值就是变比。变比的误差为：测试的高压值减去标准值的差值，再除以标准值约百分数则为此档变比。3）电压表法要求测试时电压的波动要小，两块电压表的读数要同步，电压表要求精度是0.5级，操作时要注意安全例如：变压器一次侧测量值为383.5V，二次侧测量值为15.3V则：高压侧电压＝383.5×400／15.3＝10026变压器变比的误差＝[(10026—10000)／10000]×100＝0.26即：10000V档的误差是百分之0.26说明：与变压器规定的百分之五的要求相比是合格的。（2）电桥法用变比电桥测量变压器变比时，要按电桥的操作说明书进行接线，操作按说明书进行，越现代化的仪器设备操作越简单。注意：1）接线时一次、二次不要接错；2）对有极性要求的设备要注意极性的接法、注意各操作按钮的置放位置。3．变压器的组别试验方法一：双电压表法做法：将电源接入变压器，通过测一、二次电压来判断变压器的组别。要求：（1）它要求三相电压基本上是平衡的，不平衡度不应超过2％，否则测量误差太大甚至造成无法判断连接组别。（2）所采用的电压表要有足够的准确度，一般采用0.5级或1级的电压表。方法二：直流法一般在现场不进行试验，经大修后的变压器可采用此方法进行。方法三：多功能的变压器变比、组别、极性自动数字式电桥4．变压器吊芯检查试验准备工作：（1）首先要对气候和环境进行考虑和安排；（2）对人力进行安排；（3）对机具、材料进行安排；（4）有完善可行的方案、工序的安排和具体实施措施。吊芯检查工作是在吊芯过程中进行的，如若准备不充分将会延长吊芯的时间，器身长时间暴露在空气中，将不利于吊芯工作。器身检查的主要项目：(1)对所有的螺栓进行检查1）螺栓的紧固情况检查一遍，并再次紧固一变，不应有松动，并应有防松措施。2）对穿芯螺栓的检查，查夹紧铁芯的穿钉螺栓是否松动，并测量所有穿芯螺栓对铁心的绝缘电阻。(2)对铁心的检查1）贴心不应有变形和松动；2）检查铁心的片间绝缘，铁心自身绝缘应良好，拆开接地线后对地绝缘应良好，拆开屏蔽接地引线，检查屏蔽对地绝缘应良好。3）检查铁心的接地情况，铁心只允许出现多点的接地情况。(3)对绕组的检查1）绕组的绝缘层完整无损，无变形；2）绕组排列整齐、油路畅通，绕组压钉紧固，放松备母锁紧。(4)引出线无破损，绝缘无损伤，引出线绑扎固定牢固，安全距离符合规定，裸露部分无尖角毛刺，引出线与套管连接牢靠，绕组到分接开关的接线、分接开关到套管的接线应正确。(5)检查分接开关1）分接开关接头应清洁、触电接触紧密，所有接触部分用0.05*10mm塞尺检查，应塞不进出，分接头的转动接点，停位应正确，机构转动灵活与指示器指示位置应一致。2）检查分接开关的接触电阻，应符合标准的要求。(6)检查油箱底部不应有油泥、水分以及其他遗物和金属屑末等杂物，若有铁器与磁铁吸出。(7)检查变压器的油路各部分，包括油枕、油箱、散热器、油管及瓦斯继电器油路是否畅通。(8)检查防爆管及温度测量装置、呼吸器等元器件是否完好，防爆管的玻璃是否损坏，温度测量装置的位置及接线是否正确，呼吸器中硅胶如果变色，更换新硅胶或将其炒干还原后在使用。(9)对补完油的变压器要做渗漏油试验，若无渗漏，吊芯检查项目基本结束。(10)资料整理对吊芯的变压器要收集整理出厂合格证、试验成绩单、变压器铭牌内容、吊芯检查记录、吊芯检查试验结果，并要有时间记录、天气记录、吊芯检查工作负责人、测试人员等等内容。有关变比试验、直流电阻试验、绝缘试验、交流耐压试验以及变压器油的过滤检查情况及变压器油试验结果报告不进入吊芯检查试验过程。三、高压电动机1．电动机试验的内容高压电动机是配电系统直接用于生产的最高电压等级的电气设备，目前我国以10kV、6kV电动机应用较为普遍，现场施工必须做交接试验。高压电动机检查试验的项目：(1)电动机的直流电阻测试。(2)电动机的绝缘电阻测试。(3)电动机的交流耐压。(4)电动机的相序检查。(5)电动机的启动试验和单机试运。2．电动机交接试验(1)电动机的直流电阻测试作用：可以判断各相绕组直流电阻的平衡情况，测量数据与出厂资料相比较，是否存在着接触不良、匝间短路的情况，以便进一步查找缺陷和故障。测量使用的仪器：电桥法1）小于10Ω电阻：采用双臂电桥，也称为凯尔文桥；2）大于10Ω电阻：采用单臂电桥，又称惠斯登电桥。3）高科技仪器，精度超过0.2级以上。测量方法测量电动机线圈绕组的直流电阻的方法：①打开接线盒进行测量，对于接线盒内有三个出线端的绕组，要分别测量L1—L2、L2—L3、L1—L3绕组的直流电阻。对于有六个出线端的电机绕组要测量U1—U2、V1—V2、W1—W2相直流电阻。②使用电桥时首先要接好桥臂的四根接线，两根电压接线端要接在电动机靠线圈侧即内侧，两根电流接线端要接靠线圈外侧，这样可以提高测量准确性。注意：①由于线圈是一个较大的电感性元器件，测量时电桥中电源向绕组线圈充电，经一定的时间后才会稳定，所以要读取稳定时指示的电阻值。测试电动机直流电阻时充电的时间要比测试变压器时充电时间要短，只要熟练掌握使用电桥的方法就可以准确的测量出正确的结果。②电桥平衡后的读数为按高位数向低位数排列起来的数值再乘上倍率，即是所测直流电阻值。测量结果判定：①将测量时的直流电阻数值记录下来，把测得的结果一律换算成20℃时的直流电阻值，再与出厂测试数值进行比较，各相绕组的差值不应超过2％，②对于定子绕组在内部已经连接时，可测的线间电阻差值不应超过1％。③不能忽略温度变化对测试的影响，否则将产生出错误的比较结果。④当直流电阻较大时，采用单臂电桥测试的结果要减去接线电阻，双臂电桥则无接线电阻的影响。(2)绝缘电阻及吸收比的测试作用：它检查电动机的绝缘情况，是否存在缺陷和受潮等情况，对于以后的电动机耐压试验有着先导探查的意义。测量使用的仪器：电动机额定电压在3000V以上者，要用2500V的兆欧表进行测量，包括：手摇发电机式、电池式，电池式的摇表更为便捷和稳定。摇表要选择检定使用周期内的合格仪表，使用前对摇表进行短路试验和开路试验，合格后使用。测量方法：打开接线盒拆除接线的连接片，①对于只有三个出线端的笼型电机，用导线将三个出线绕组短封后进行测量，只测三相对外壳、对地绝缘电阻。②对于有六个出线端的笼型电机，要分别测量L1—L2、L1—L3、L2—L3及L1—地、L2—地、L3—地的绝缘电阻。③若是绕线式电动机，还要测转子的绝缘电阻。④测量时要测一分钟以后的读数，对于吸收比要测60秒与15秒时的读数。测量结果判定：1）对测试的数据要进行处理，将测试值换算到与出厂时同一温度进行比较，测试值不应有明显下降。2）对于非A级绝缘的电动机，以75℃为标准进行换算比较。3）定子的绝缘电阻不应低于每千伏1MΩ，各相绕组的不平衡系数一般不应大于2%。(3)电动机的交流耐压(参照交流强度试验)(4)电动机的相序检查电动机的相序检查，是根据所拖动的机械确定，一般是在电机送电时点车来确定，其转向应满足机械要求，若不满足时可将三相电源中的任意两根相线对调来改变转向。在不通电的情况下是检查电缆的相序来判断电机的相序，但最终以送电时电机真实转向为准。。3．电动机的启动试验和单机试运电动机的启动试验：在电机脱开机械的状况下，电动机接通电源后速度由静止加速到稳定转速的过程。它标志着电动机安装完毕，进入试运交工阶段，验证电动机安装的成果，设备第一次受电运行的状况。(1)电动机的启动试验内容包括：点动起车、电机转向判定、启动电流的测试、声音情况、振动情况及启动时对电网的影响等。1)点动起车：即合闸后，待启动电流下降后立即停车，此段时间很短，仅仅电机启动的几秒中，按跳闸按钮要在电机电流下降后操作，不要即合即断，在启动电流最大时切断电源，这样对断路器不利，拖得时间太长失去点车意义。22)转向判定：根据所拖动机械的转向确定，在点动试车时进行观察。对逆相序旋转的电机等停下来后，再进行倒相。3