变压器试验

1第一节电力变压器的绝缘性试验由于电力变压器内部结构复杂，电场、热场分布不均匀，因而事故率相对较高。因此要认真地对变压器进行定期的绝缘预防性试验，一般为1～3年进行一次停电试验。不同电压等级、不同容量、不同结构的变压器试验项目略有不同。变压器绝缘电阻、泄漏电流和介质损耗等性能主要与绝缘材料和工艺质量有关，它们的变化反映了绝缘工艺质量或受潮情况，但是一般而言，其检测意义比电容器、电力电缆或电容套管要小得多，不作硬性指标要求变压器绝缘主要是油和纸绝缘，最主要的是耐电强度。2对于电压等级为220kV及以下的变压器，要进行1min工频耐压试验和冲击电压试验以考核其绝缘强度；对于更高电压等级的变压器，还要进行冲击试验。由于冲击试验比较复杂，所以220kV以下的变压器只在型式试验中进行；但220kV及以上电压等级的变压器的出厂试验也规定要进行全波冲击耐压试验。出厂试验中，常采用二倍以上额定电压进行耐压试验，这样可以同时考核主绝缘和纵绝缘。测量绕组连同套管一起的绝缘电阻、吸收比和极化指数，对检查变压器整体的绝缘状况具有较高的灵敏度，能有效地检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷。例如，各种贯穿性短路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥等现象引起的半贯通性或金属性短路。经验表明，变压器绝缘在干燥前后绝缘电阻的变化倍数比介质损失角正切值变化倍数大得多。3测量绕组绝缘电阻时，应依次测量各绕组对地和其他绕组间的绝缘电阻值。被测绕组各引线端应短路，其余各非被测绕组都短路接地。将空闲绕组接地的方式可以测出被测部分对接地部分和不同电压部分间的绝缘状态，测量的顺序和具体部件见表5-1。一、绝缘电阻、吸收比和极化指数测量顺序双绕组变压器三绕组变压器被测绕组接地部位被测绕组接地部位1低压外壳及高压低压外壳、高压及中压2高压外壳及低压中压外壳、高压及低压3----高压外壳、中压及低压4（高压及低压）（外壳）（高压及中压）（外壳及低压）5----（高压、中压及低压）（外壳）4变压器绕组绝缘电阻测量应尽量在50℃时测量，不同温度（t1,t2）下的电阻值（R1、R2）可按工程简化公式在实际测量过程中，会出现绝缘电阻高、吸收比反而不合格的情况，其中原因比较复杂，这时可采用极化指数PI来进行判断，极化指数定义为加压10min时绝缘电阻与加压1min的绝缘电阻之比，即PI=P10/P1。目前现场试验时，常规定PI不小于1.5。二、泄漏电流测量测量泄漏电流比测量绝缘电阻有更高的灵敏度。运行检测经验表明，测量泄漏电流能有效地发现用其他试验项目所不能发现的变压器局部缺陷。双绕组和三绕组变压器测量泄漏电流的顺序与部位如表5-2所示。测量泄漏电流时，绕组上所加的电压与绕组的额定电压有关，表5-3列出了试验电压的标准。10/)12215.1ttRR（5表5-2变压器泄漏电流测量顺序和部位顺序双绕组变压器三绕组变压器加压绕组接地部分加压绕组接地部分1高压低压、外壳高压中、低压、外壳2低压高压、外壳中压高、低压、外壳3低压高、中压、外壳测量时，加压至试验电压，待1min后读取的电流值即为所测得的泄漏电流值，为了是读数准确，应将微安表接在高电位处。6三、介质损耗角正切测量测量变压器的介质损耗角正切值tanδ主要用来检查变压器整体受潮、釉质劣化、绕组上附着油泥及严重的局部缺陷等，是判断31.5MVA以下变压器绝缘状态的一种较有效的手段。测量变压器的介质损耗角正切值是将套管连同在一起测量的，但是为了提高测量的准确性和检出缺陷的灵敏度，必要时可进行分解试验，以判明缺陷所在位置。表5-4给出了规定tanδ测量值，测量结果要求与历年数值进行比较，变化应不大于30%。变压器电压等级330~500kV66~220kV35kV及以下tanδ0.6%0.8%1.5%表5-4介质损耗角正切值规定7四、交流耐压试验交流耐压试验是鉴定绝缘强度最有效的方法，特别对考核主绝缘的局部缺陷。如绕组主绝缘受潮、开裂、绕组松动、绝缘表面污染等，具有决定性作用。交流耐压试验对于10kV以下的电力变压器每1~5年进行一次；对于66kV及以下的电力变压器仅在大修后进行试验，如现场条件不具备，可只进行外施工频耐压试验；对于其他的电力变压器只在更换绕组后或必要时才进行交流耐压试验。电力变压器更换绕组后的交流耐压试验标准见下表。8在变压器注油后进行试验时，需要静置一定时间。通常500kV变压器静置时间大于72h，220kV变压器静置时间大于48h，110kV变压器静置时间大于24h.。额定电压1361015203566110220330500最高工作电压≤13.56.911.517.523.040.072.5126252363550全部更换绕组3182535455585140200360395460510630680部分更换绕组2.5152130384772120170（195）306336391434536578交流耐压试验标准9T1C2C12~XxaT2C1AIcR错误接线一：双绕组均不短接10Ic~T1RAXT2ax错误接线二：双绕组均仅短接11。由于绕组中所流过的是电容电流，故靠近X端的电位比所加的高压高。又因为非被试绕组处于开路状态，被试绕组的电抗很大，故由此将导致X端电位升高，显然这种接线方式是不允许的，在试验中必须避免图5-3变压器交流耐压试验的正确接线方式T1---试验变压器；T2---被试变压器xaT2XAR1T112五、局部放电测量变压器局部放电特点变压器放电脉冲是沿绕组传播的，起始放电脉冲是按分布电容分布的。经过一段时间后，放电脉冲通过分布电感和分布电容向绕组两端传播，行波分量达到测量端的检测阻抗后，有可能产生反射或震荡，所以纵绝缘放电信号在端子上的响应比对地绝缘放电要小得多，放电脉冲波沿绕组传播的衰减随测量频率的增加而增大。电力变压器中局部放电可分为：(1)绕组中部油-屏障绝缘中油道击穿；(2)绕组端部油道击穿；(3)接触绝缘导线和纸板（引线绝缘、搭接绝缘、相间绝缘）的油隙击穿(4)引线、搭接纸等油纸绝缘中局部放电；(5)线圈间（纵绝缘）的油道击穿；(6)匝间绝缘局部击穿；(7)纸板沿面滑闪放电。132.变压器局部放电测量变压器局部放电测量主要包括三种情况：单相励磁变压器、三相励磁变压器和变压器套管抽头的测量，它们测量的基本接线如图5-6所示。14图5-6变压器局部放电测量基本原理图（a）单相励磁变压器；（b）三相励磁变压器；（c）变压器套管抽头152.变压器局部放电测量中的干扰抑制消除变压器局部放电测试现场的干扰，对准确测量至关重要。变压器现场试验的干扰有两种情况：一种是试验回路未通电前就存在干扰，其主要来源于试验回路以外的其他回路中的开关操作、附近高压电场、电机整流和无线电传输等；另一种是在试验回路通电后产生的干扰，这种干扰包括试验变压器本身的局部放电、高压导体上的电晕由于或接触不良放电，以及低压电源测局部放电、通过试验变压器或其他连线耦合到测试回路中的干扰等。在实验过程中遇到的主要干扰有：高压端部和引线的电晕放电。起始波形特点是在试验电压的负半波出现刷状放电脉冲。试验变压器的局部放电。其波形与被试变压器的放电波形一致，需要采用更高额定电压的试验变压器。16第二节电力变压器的电压比、极性和组别试验一、变压器极性组别和电压比试验的目的和意义变压器线圈的一次侧和二次侧之间存在着极性关系，若有几个线圈或几个变压器进行组合，都需要知道其极性，才可以正确运用。对于两线圈的变压器来说，若在任意瞬间在其内感应的电势都具有同方向，则称它为同极性或减极性，否则为加极性。变压器联结组是变压器的重要参数之一，是变压器并联运行的重要条件，在很多情况下都需要进行测量。在变压器空载运行的条件下，高压绕组的电压和低压绕组的电压之比称为变压器的变压比：（5－3）21UUK17电压比一般按线电压计算，它是变压器的一个重要的性能指标，测量变压器变压比的目的是：（1）保证绕组各个分接的电压比在技术允许的范围之内；（2）检查绕组匝数的正确性；（3）判定绕组各分接的引线和分接开关连接是否正确。二、变压器极性组别和电压比试验方法1、直流法确定变压器的极性测量变压器绕组极性的方法有直流法和交流法，这里介绍简单适用的直流法：用一节干电池接在变压器的高压端子上，在变压器的二次侧接上一毫安表或微安表，实验时观察当电池开关合上时表针的摆动方向，即可确定极性。18如图5－8所示，将干电池的正极接在变压器一次侧A端子上，负极接到X上，电流表的正端接在二次侧a端子上，负极接到x上，当合上电源的瞬间，若电流表的指针向零刻度的右方摆动，而拉开的瞬间指针向左方摆动，说明变压器是减极性的。192、直流法确定变压器的组别直流法是最为简单适用的测量变压器绕组接线组别的方法，如图5－9所示是对一接法的三绕组变压器用直流法确定组别的接线，对于其他形式的变压器接线相同。用一低压直流电源如干电池加入变压器高压侧AB、BC、AC，轮流确定接在低压侧ab、bc、ac上的电压表指针的偏转方向，从而可得到9个测量结果。这9个测量结果的表示方法为：用正号“+”表示当高压侧电源合上的瞬间，低压侧表针摆动的某一个方向，而用负号“-”表示与其相反的方向。如果用断开电源的瞬间来作为结果，则正好相反。另外还有一种情况，就是当测量或接法的变压器时，会出现表针为零，我们用“0”来作为结果。203、用QJ35型变比电桥测量变压比QJ35型变比电桥测量变比的步骤：①在使用之前首先要知道变压器绕组的极性或接线组别.②把试品的额定K值根据名牌表示计算出来并取4位有效值。③将电桥上的A、B、C、a、b、c分别和变压器的A、B、C、a、b、c连接起来，对于三绕组的变压器，还有Am、Bm、Cm，对于单相变压器，B、b代X、x，C空接。④将电桥上的K值按计算出来的结果设置；⑤三相变压器应先放置在位上。如果是或接法的变压器，短接开关放在“0”上。abABYY21⑥极性开关放在变压器的已知接法单相一或十。三相变压器1~6组为“+”极性，7~12组为“-”极性，其他开关都放在关或“0”上。⑦插上电源，注意核对相线与中性线的正确性，，闭合放大器电源开关K1,然后把灵敏度旋至最大，调节零位使uA指中心，闭合电压表开关K3和试验电压K2,调整调压器使电压表指示5伏位置，同时必须注意uA表指针不超过满度。⑧调整误差盘时，放大器灵敏度旋至最大，使uA指零后再关闭电压表开关K3作精调，此时误差盘上的指示就是变比的误差，将其记录。⑨降低电压关闭试验电压进行三相变换，注意不能带电进行，然后继续按第7步进行；⑩测试完毕，将所有开关放在关或零位，待下次使用。22三、注意事项和结果分析（1）直流法确定极性时，试验过程应反复操作数次，以免发生因表针摆动快而作出错误的结论。（2）在测量组别时，对于变压比大的变压器应选择较高的电压和小量程的直流毫伏表，微安表或万用表；对变压比小的选用较低的电压和较大量程的毫伏表，微安表或万用。（3）变压器的变压比应该在每一个分接下进行测量，当不只一个线圈带有分接时，可以轮流在各个线圈所有分接位置下测定，而其相对的带分接线圈则应接在额定分接上。（4）带有载调压装置的，必须采用电动操动装置变换分接。（5）整个测量过程要特别注意变压器A和a不能对调，否则高压将会进入桥体。（6）当逐渐增加试验电压时，电压表迅速上升至满度时应关掉电源进行检查。（7）对所测得的结果，各相应分接的电压比顺序应与铭牌相同；额定分接电压比允许偏差为，其他分接的偏差应在变压器阻抗值的以内，但不能超过。23第三节电力变压器的直流电阻试验变压器绕组直流电阻的检测是一项很重要的试验项目，DL/T596--1996预试规程的试验次序排在变压器试验项目的第二位。规程规定它是变压器大修时、无载开关调级后、变压器出口短路后和1～3年1次等必试项目。在变压器的所有试验项目中是一项较为方便而有效的考核绕组纵绝缘和电流回路连接状况的试验。它能够反映绕组匝间短路、绕组断股、分接开关接触状态以及导线电阻的差异和接头接触不良等缺陷