研究技術(shù)報(bào)告

1、.變壓器檢測平臺研究技術(shù)報(bào)告編制： 審批： 批準(zhǔn)： 甘肅電器科學(xué)研究院二零一一年六月十八日目錄一、概述一、概述變壓器檢測平臺是甘肅電器科學(xué)研究院為了適應(yīng)國家開發(fā)中西部戰(zhàn)略所的需要、為了振興中西部電氣裝備制造業(yè)而根據(jù)自身情況而新增的檢測項(xiàng)目。為確保該項(xiàng)目的順利實(shí)施，10年4月成立了相關(guān)人員組成的項(xiàng)目組。項(xiàng)目是根據(jù)變壓器標(biāo)準(zhǔn)電力變壓器第1部分 總則GB1094.1-1996、第2部分：溫升GB1094.2-1996電力變壓器第3部分: 絕緣水平、絕緣試驗(yàn)和外絕緣空氣間隙GB1094.3-2003、電力變壓器 第4部分：電力變壓器和電抗器的雷電沖擊和操作沖擊試驗(yàn)導(dǎo)則GB/T1094.4-2005、G

2、B1094.5-2008、電力變壓器 第5部分：承受短路的能力、GBT 1094.10-2003、電力變壓器 第10部分：聲級測定以及干式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求GB/T10228-2008電力變壓器第11部分：干式變壓器GB1094.11-2007的檢測要求而進(jìn)行。因此，對于變壓器檢測平臺，確實(shí)有必要對標(biāo)準(zhǔn)深入地對其進(jìn)行研究，期望通過研究，最終建立一套能夠模擬變壓器各種故障狀況的檢測自動化設(shè)備群，同時(shí)培養(yǎng)一批能夠熟悉產(chǎn)品、熟練操作檢測設(shè)備的人員。本報(bào)告主要圍繞檢測設(shè)備能力的提升與人員能力的提升兩方面來展開。二、本報(bào)告主要內(nèi)容項(xiàng)目根據(jù)檢測的實(shí)際需要分為檢測設(shè)備與檢測人員兩方面能力的提升而同時(shí)開

3、展。1、 檢測設(shè)備的核查與提升通過對現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的研究、歸類，我們發(fā)現(xiàn)變壓器試驗(yàn)總共包含以下15項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目，通過對具體項(xiàng)目的研究，結(jié)合本院檢測現(xiàn)有檢測能力的情況然后通過添置設(shè)備對檢測項(xiàng)目所需的設(shè)備填平補(bǔ)齊以達(dá)到檢測設(shè)備能力的提升。我們是通過在原有試驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上通過購買儀器和開發(fā)試驗(yàn)系統(tǒng)就能夠滿足檢測變壓器所用設(shè)備的要求。1) 研究繞組電阻測量2) 研究電壓比測量和聯(lián)接組標(biāo)號檢測3) 研究絕緣油介電強(qiáng)度試驗(yàn)4) 研究外施耐壓試驗(yàn)5) 研究雷電沖擊6) 研究繞組對地絕緣電阻和絕緣系統(tǒng)電容的介質(zhì)損耗因數(shù)（tan）的測量7) 研究聲級測定8) 研究感應(yīng)耐壓試驗(yàn) 9) 研究溫升試驗(yàn)10) 研究局部放電試驗(yàn)

4、11) 研究空載電流和空載損耗測量12) 研究短路阻抗和負(fù)載損耗測量13) 研究有載開分接關(guān)操作試驗(yàn)14) 研究外殼防護(hù)等級15) 研究短路承受能力試驗(yàn)2、對人員的培訓(xùn)檢測人員對檢測情況的駕馭能力包括兩個(gè)方面，首先是對產(chǎn)品的了解，就是學(xué)習(xí)變壓器的原理、基本結(jié)構(gòu)、分類、數(shù)學(xué)模型等；其次是對標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，而最后是對儀表或檢測系統(tǒng)的操作學(xué)習(xí)。對產(chǎn)品了解我們將請我中心總工辦專題講座，相關(guān)檢測人員學(xué)習(xí)來實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的了解。同時(shí)參觀相關(guān)變壓器生產(chǎn)企業(yè)以求達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的。標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)是通過自學(xué)加上分組討論來實(shí)現(xiàn)的。對儀表或檢測系統(tǒng)的操作學(xué)習(xí)是請儀表生產(chǎn)企業(yè)或檢測系統(tǒng)的開發(fā)者結(jié)合設(shè)備演示、講解，而檢測人員結(jié)

5、合說明書與設(shè)備學(xué)習(xí)。最后組織檢測人員編制變壓器試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書三、檢測設(shè)備的核查與提升、總論檢測項(xiàng)目立項(xiàng)的基礎(chǔ)是通過對我院現(xiàn)有檢測能力評估，然后通過對變壓器檢測項(xiàng)目比對，首先確定檢測能力參數(shù)，然后通過添置設(shè)備對檢測項(xiàng)目所需的設(shè)備填平補(bǔ)齊。對以上十五個(gè)項(xiàng)目分析如下：1. 繞組電阻測量，本中心現(xiàn)不具備檢測能力，通過購買直流電阻快速測試儀解決。2. 電壓比測量和聯(lián)接組標(biāo)號檢測，本中心現(xiàn)不具備檢測能力，通過購買全自動變比組別測試儀解決。3. 絕緣油介電強(qiáng)度試驗(yàn)，本中心現(xiàn)不具備檢測能力，通過購買絕緣油介電強(qiáng)度測試儀解決。4. 外施耐壓試驗(yàn)，本中心有0-550kV與0-100kV兩套工頻耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)

6、際需要對其檢測。5. 雷電沖擊，本中心有10-360kV與180-1620kV兩套工頻耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際需要對其檢測。6. 繞組對地絕緣電阻和絕緣系統(tǒng)電容的介質(zhì)損耗因數(shù)（tan）的測量，本中心現(xiàn)不具備檢測能力，通過購買介質(zhì)損耗測試儀解決。7. 聲級測定，本中心現(xiàn)有便攜聲級計(jì)能夠滿足要求。8. 感應(yīng)耐壓試驗(yàn)，本中心現(xiàn)不具備檢測能力，需要開發(fā)解決感應(yīng)耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)以解決。 9. 溫升試驗(yàn)，本中心原先通過高低壓繞組分別加電流最后測量電阻來實(shí)現(xiàn)的，過程十分復(fù)雜繁瑣，而且不能對變壓器實(shí)際使用情況做客觀的模擬，我們決定采用額定短路來測量溫升。10. 局部放電試驗(yàn)是配合外施耐壓試驗(yàn)與感應(yīng)耐壓試驗(yàn)而通過局部

7、放電測試儀進(jìn)行的。11. 空載電流和空載損耗測量，通過調(diào)壓器配合中間變壓器加壓測量來實(shí)現(xiàn)的，可以利用感應(yīng)耐壓試驗(yàn)與外施耐壓試驗(yàn)而實(shí)現(xiàn)。12. 短路阻抗和負(fù)載損耗測量空載電流和空載損耗測量設(shè)備通用。13. 有載開分接關(guān)操作試驗(yàn)與空載電流和空載損耗測量設(shè)備通用。14. 外殼防護(hù)等級可以在本中心IP64的環(huán)境試驗(yàn)室進(jìn)行。15. 短路承受能力試驗(yàn)可以在本中心成套短路場進(jìn)行，根據(jù)GB1094.5-2008 電力變壓器 第5部分：承受短路的能力要求，我們現(xiàn)有系統(tǒng)容量為1500MVA，而且擴(kuò)大系統(tǒng)容量是在短期內(nèi)無法完成的，所以我們在現(xiàn)有容量的基礎(chǔ)上確定檢測變壓器電壓等級為42kV及以下產(chǎn)品。結(jié)合我中心不具備

8、的試驗(yàn)?zāi)芰Φ捻?xiàng)目8-13我們開發(fā)一套變壓器試驗(yàn)系統(tǒng)來完成這些項(xiàng)目的試驗(yàn)。該變壓器試驗(yàn)系統(tǒng)能夠滿足感應(yīng)耐壓試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)、空載電流和空載損耗測量、短路阻抗和負(fù)載損耗測量、有載開分接關(guān)操作試驗(yàn)這些全部試驗(yàn)?zāi)芰Φ男枨蟆＿@樣我們在原有試驗(yàn)設(shè)備的基礎(chǔ)上通過購買儀器和開發(fā)試驗(yàn)系統(tǒng)就能夠滿足檢測變壓器所用設(shè)備的要求。以下將對試驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施加以詳細(xì)介紹。、繞組電阻測量繞組電阻測量是變壓器型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)、交接試驗(yàn)及電力部門預(yù)防性試驗(yàn)的必測項(xiàng)目，能有效發(fā)現(xiàn)變壓器線圈的選材、焊接、連接部位松動、缺股、斷線等制造缺陷和運(yùn)行后存在的隱患。標(biāo)準(zhǔn)要求“應(yīng)記錄被試?yán)@組溫度及繞組端子間的電阻，且應(yīng)使用直流進(jìn)行測量。在測量中

9、，注意將自感效應(yīng)的影響降到最小程度。”經(jīng)過權(quán)衡，我們選用SH12-40直流電阻快速測試儀。SH12直流電阻測試儀，以高速微控制器為核心，內(nèi)置充電電池及充電電路，采用高速A/D轉(zhuǎn)換器及多量程程控電流源技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了寬范圍電阻測量，達(dá)到了前所未有的測量效果及高度自動化測量功能，具有精度高，測量范圍寬，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性好，抗干擾能力強(qiáng)，保護(hù)功能完善，充放電速度快等特點(diǎn)。尤其適合野外無電源條件及互感器等大阻值繞組測量。該儀器體積小、重量輕、便于攜帶，是變壓器直流電阻測試的最新產(chǎn)品。主要功能及特點(diǎn)：1) 采用高速16位A/D轉(zhuǎn)換器，測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性好。2) 內(nèi)置充電電池及快速充電電路，具有充電指示及過

10、充電保護(hù)功能。3) 自動程控電流源技術(shù)，既可手動選擇典型值輸出電流也可由內(nèi)部微控制器自動控制輸出電流，電流源內(nèi)部共設(shè)3000個(gè)電流檔位，在自動狀態(tài)下，由內(nèi)部微控制器根據(jù)被測電阻自動控制，從而達(dá)到比較寬的測量范圍和最佳的測量狀態(tài)。4) 實(shí)時(shí)動態(tài)顯示，響應(yīng)速度快，可在測量狀態(tài)直接轉(zhuǎn)換分接開關(guān)，儀器會自動提示，新的電阻值很快就會顯示出來，無須重新啟動。5) 高度智能化設(shè)計(jì)，功能設(shè)置巧妙先進(jìn)，可自動判斷測試線虛接、斷線等故障。6) 保護(hù)功能完善，能可靠保護(hù)反電勢對儀器的沖擊，具有自動放電指示功能。7) 可顯示測量電流和測量時(shí)間。8) 可儲存250次測量數(shù)據(jù)，掉電不丟失。9) 全部漢字菜單及操作提示，直

11、觀方便。主要技術(shù)指標(biāo)：1) 主要技術(shù)指標(biāo)見下表：型號測量范圍輸出電流測量精度體積( mm )重量kgSH121mW20kW03A0.2%±2字280×210×11042) 最高分辨度： 1mW3) 工作電源： AC220V±10%，或內(nèi)置電池4) 電池工作時(shí)間：3A型約連續(xù)工作2小時(shí)5) 環(huán)境溫度：-1040能夠滿足使用要求、電壓比測量和聯(lián)接組標(biāo)號檢測電壓比測量就是變壓器的變比測試，聯(lián)接組標(biāo)號就是三相變壓器的三個(gè)相繞組或組成三相組的三臺單相變壓器同一電壓的繞組聯(lián)結(jié)成星形、三角形或曲折形時(shí)，對高壓繞組應(yīng)用大寫字母Y,D或Z表示，對中壓或低壓繞組用同一字母的

12、小寫形式y(tǒng),d或：表示，對有中性點(diǎn)引出的星形或曲折形聯(lián)結(jié)應(yīng)用YN(yn)或ZN(zn）表示。變比測試和聯(lián)接組標(biāo)號測試是繞組電阻測量是變壓器型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)、交接試驗(yàn)及電力部門預(yù)防性試驗(yàn)的必測項(xiàng)目，是對變壓器最基本參數(shù)的檢測。標(biāo)準(zhǔn)要求“每個(gè)分接都應(yīng)進(jìn)行電壓比測量應(yīng)檢定單相變壓器的極性及三相變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號是否正確。”用變比電橋測量變壓器的變比，操作過程繁瑣，測量范圍狹窄，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代測量的快節(jié)奏、高效率的要求。經(jīng)過權(quán)衡，我們選用全自動變比組別測試儀SH15-III。它體積小，重量輕，精度高，穩(wěn)定性好，它采用了大屏幕漢字顯示，菜單操作，界面友好。變比組別可一次測完。主要功能及特點(diǎn)：1. 自動測

13、量接線組別。2. 自動進(jìn)行組別變換。3. 自動切換相序。4. 自動切換量程。5. 自動校表。6. 輸入標(biāo)準(zhǔn)變比后，能自動算出相對誤差。7. 一次測量完成，自動切斷試驗(yàn)電壓。8. 設(shè)置數(shù)據(jù)，測量結(jié)果自動保存，可查看以前數(shù)據(jù)主要技術(shù)指標(biāo)：1. 變比測量范圍：1100002. 組別：112點(diǎn)3. 精度：110000.2級1000100000.5級4. 電源：AC220V±10% ，50HZ5. 使用環(huán)境溫度：-5406. 使用環(huán)境濕度：< 857. 體積：430320215mm8. 重量：8Kg能夠滿足使用要求、外施耐壓試驗(yàn)外施耐壓試驗(yàn)的目的是考核繞組對地和繞組之間的主絕緣強(qiáng)度。這一

14、目的對于全絕緣變壓器來說完全能達(dá)到，對于分級絕緣的變壓器則只能考核繞組對鐵軛的端絕緣。繞組部分引線的對地絕緣強(qiáng)度，至于繞組對地和繞組之間的絕緣強(qiáng)度則無法達(dá)到考核的目的。對于此種變壓器只能用感應(yīng)試驗(yàn)的方法來達(dá)到考核繞組對地和繞組之間，以及相關(guān)引線絕緣強(qiáng)度的目的。我院兩套裝置：1、YDTCW-550kVA/550kV工頻試驗(yàn)變壓器成套裝置其技術(shù)參數(shù)如下：結(jié)構(gòu)型式：絕緣圓桶、固定式相數(shù)：單相頻率：50Hz額定容量：550kVA額定電壓：勵(lì)磁繞組：2*3kV （勵(lì)磁繞組做成可串聯(lián)亦可并聯(lián)） 高壓繞組：550kV額定電流：勵(lì)磁電流：2*91.7A 高壓電流：1A （試驗(yàn)變壓器的高壓端地端通過5/5電流互

15、感器接地后，試驗(yàn)時(shí)可以監(jiān)視高壓側(cè)電流數(shù)，確保人身和設(shè)備的安全）波形畸變率：3%空載電流：IO10%阻抗電壓：5%測量繞組電壓比：1000：1過流能力：在150In額定電流持續(xù)時(shí)間3min工況情況下，過電流對試驗(yàn)變壓器繞組均不應(yīng)造成熱損壞和繞組變形；過壓能力：在120UH（660KV）時(shí)間60S下過電壓不應(yīng)造成試驗(yàn)變壓器任何絕緣損壞；突發(fā)短路放電試驗(yàn)：在400kV電壓輸出時(shí)通過保護(hù)電阻放電三次對試驗(yàn)變壓器不造成任何損傷；絕緣水平：低壓輸入端子對地工頻耐壓水平5kV/1min局部放電量要求：額定電壓（500kV）下局部放電量10pC；80%額定電壓（400kV）下局部放電量5pC介質(zhì)損耗: 0.5

16、%絕緣水平：低壓繞組對高壓、測量繞組及地絕緣電阻大于2500MW高壓繞組對低壓、測量繞組及地絕緣電阻大于2500MW測量繞組對低壓、高壓繞組及地絕緣電阻大于2500MW噪 聲：60dB外觀顏色：變壓器主體和電容器主體為紅色運(yùn)行時(shí)間：額定電壓550kV額定電流1A下，短時(shí)（60分鐘）；80%額定電壓（440kV）、80%額定電流（0.8A）下，可連續(xù)長期運(yùn)行（60分鐘），其線圈溫升小于65k，線圈對油的溫升小于55k；保護(hù)措施：在試驗(yàn)變壓器的勵(lì)磁繞組間安裝有3kV氧化鋅避雷器。2、TDYZ-150/10/03.3工頻試驗(yàn)變壓器成套裝置其技術(shù)參數(shù)如下相數(shù)：單相頻率：50Hz調(diào)壓方式：電動調(diào)壓額定容

17、量：150kVA額定電壓：輸入電壓：10kV輸出電壓：03.3kV額定電流：輸入電流：150A輸出電流：050A波形畸變率：3%短路能力：暫態(tài)容量狀態(tài)下試驗(yàn)變壓器輸出端通過試品保護(hù)電阻對試品放電時(shí)，短路電流達(dá)5倍之多輸出，放電持續(xù)時(shí)間8個(gè)周波內(nèi)不應(yīng)對調(diào)壓器繞組造成任何熱損壞和機(jī)械變形；溫 升：10min范圍內(nèi)使調(diào)壓器輸出容量達(dá)到200kVA時(shí)調(diào)壓器油面溫升55K，線圈溫升65k；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)： 1設(shè)有調(diào)壓器上、下限位功能、放油閥和油位指示器能夠滿足使用要求、雷電沖擊電力系統(tǒng)中的高壓電氣設(shè)備腺承受長期工作電壓(交流或直流)作用外,還受到大氣感應(yīng)造成的過電壓的作用。變壓器是電力系統(tǒng)中一種應(yīng)用非常廣泛的

18、電氣設(shè)備，為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，要求它有足夠的沖擊絕緣強(qiáng)度，能夠承受沖擊過電壓的作用。進(jìn)行沖擊電壓試驗(yàn)，必須要有產(chǎn)生和測量沖擊電壓的設(shè)備和儀器。要得到變壓器繞組的電位及梯度分布，也同樣需要相應(yīng)的產(chǎn)生和測量低電壓沖過渡的設(shè)備和儀器。本院兩套沖擊耐壓系統(tǒng)G1800kV/90kJ、SGD400kV/20kJ能夠滿足使用要求。其中G1800kV/90kJ能夠滿足雷電全波沖擊，SGD400kV/20kJ滿足波尾截?cái)嗟睦纂姏_擊試驗(yàn)。G1800kV/90kJ沖擊發(fā)生器主要技術(shù)參數(shù)標(biāo)稱雷電波沖擊電壓：±1800kV額定能量：90kJ每級充電電壓：±200kV 總級數(shù)：9級 每級主電容：

19、0.5F/200kV 每級能量：10kJ/級輸出電壓波形及效率：標(biāo)準(zhǔn)雷電波： 1.2±30%/50±20%µs 波頭震蕩5%標(biāo)準(zhǔn)操作波： 250±20%/2500±60%µs (選項(xiàng))輸出電壓效率：標(biāo)準(zhǔn)雷電波90% （不接試品）標(biāo)準(zhǔn)操作波70% （試品電容1000pF時(shí)）同步范圍：級電壓在10%100%額定電壓范圍內(nèi)，正負(fù)極性同步范圍不小于20%同步放電失控率：級電壓在10%100%額定電壓范圍內(nèi)<2%點(diǎn)火范圍：10%100%額定電壓最低輸出電壓：10%額定電壓輸出電壓不穩(wěn)定度：<1.0%在最大充電電壓下，沖擊的最小間隔時(shí)

20、間不小于60秒。使用持續(xù)時(shí)間：在2/3額定電壓以上每3min放電一次；在2/3額定電壓以下每2min放電一次，可連續(xù)運(yùn)行。SGD400kV/20kJ主要技術(shù)參數(shù)標(biāo)稱電壓±400 kV額定能量20 kJ額定沖擊電容量 0.25F額定充電電壓100 kV級數(shù)4級電容量1.0F級能量 5.0kJ沖擊電壓波形參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)雷電波 1.2±30%/50±20%S峰值處振蕩不大于幅值5%最低輸出電壓 15kV輸出峰值電壓不穩(wěn)定度 1.0 %觸發(fā)范圍 20 同步放電失控率2 點(diǎn)火范圍 15kV100kV使用持續(xù)時(shí)間 70Un每90S充放電一次可連續(xù)運(yùn)行 70Un每60S充放電一次可連

21、續(xù)運(yùn)行10) 發(fā)生器效率雷電波（空載） 90 %11) 直流充電裝置充電方式單邊倍壓整流充電調(diào)壓方式可控硅調(diào)壓充電變壓器 額定容量3kVA額定電壓5kV/220V整流硅堆反向耐壓150kV平均電流0.2A直流電阻分壓器 100kV 200M研究絕緣油介電強(qiáng)度試驗(yàn)：我們購買南京賽豪電氣有限公司絕緣油介電強(qiáng)度測試儀SH21A，其測量范圍：測量范圍：AC 080KV，限定電流：5mA，測量精度：1%，調(diào)壓速度：2KV/S±10%，預(yù)定設(shè)置：次數(shù)16，攪拌時(shí)間 0999秒，靜置時(shí)間 0999秒能夠滿足使用要求。研究繞組對地絕緣電阻和絕緣系統(tǒng)電容的介質(zhì)損耗因數(shù)（tan）的測量：我們購買南京賽豪

22、電氣有限公司變頻抗干擾介損測試儀SH22-04，其測量范圍：高壓輸出：0.5KV-10KV，每檔0.5KV，使用拖地電纜，無須架空。變頻電源：52.5Hz，47.5Hz，測量范圍：介質(zhì)損耗（tg）：0-100%，電容量（Cx）：10p-0.2u，基本誤差：介質(zhì)損耗（tg）：讀數(shù)：×1%+0.0003，電容量（Cx）：讀數(shù)：×1%+1p能夠滿足使用要求。研究聲級測定：本中心現(xiàn)有便攜聲級計(jì)SJ-1能夠滿足要求。研究繞組對地和繞組間的電容測定：我們購買南京賽豪電氣有限公司SHZL5 智能LCR測試儀，其技術(shù)參數(shù)：基本測量準(zhǔn)確度：0.05%，測試頻率及精度：12Hz100kHz可編

23、程選擇 0.01%，測試電壓： 5mV1.275V可編程選擇，測試速度：慢速1次/秒、中速5次/秒、快速12次/秒可選擇，直流偏壓：內(nèi)接2V，外接小于50V，200mA，料斗（通道）：014可選能夠滿足使用要求。研究短路承受能力試驗(yàn)：在本中心成套短路場進(jìn)行滿足短路電流，但是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB1094.5-2008 “4.2.5.1 .為了得到4.2.4所要求的試驗(yàn)電流，電源的空載電壓可高于被試?yán)@組的額定電壓.。繞組的短路可在變壓器另一繞組施加電壓之后(后短路)進(jìn)行，亦可在施加電壓之前(先短路)進(jìn)行。如果對單同心式繞組的變壓器采用預(yù)先短路，為了避免鐵心飽和，應(yīng)將電壓施加于遠(yuǎn)離鐵心的一個(gè)繞組，而將靠近鐵

24、心的繞組短路。否則，試驗(yàn)最初的幾個(gè)周波中將會產(chǎn)生過大的勵(lì)磁電流并疊加于短路電流上。當(dāng)現(xiàn)有的試驗(yàn)設(shè)備要求將電源接到內(nèi)繞組時(shí)，應(yīng)采取特別的措施，如：預(yù)先磁化鐵心，以防止產(chǎn)生勵(lì)磁涌流?！痹趯?shí)際中低壓側(cè)往往靠近鐵心，而我們的實(shí)際情況是我們必須在高壓側(cè)短路，在低壓側(cè)施加電源，現(xiàn)有設(shè)備明顯不能滿足要求，最后我們設(shè)計(jì)了預(yù)先通電勵(lì)磁，高壓側(cè)增加選相開關(guān)的后短路試驗(yàn)符合了標(biāo)準(zhǔn)要求，如下圖所示。（十一）變壓器試驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)1、試驗(yàn)研究感應(yīng)耐壓試驗(yàn)：而感應(yīng)耐壓試驗(yàn)給變壓器施加2倍額定電壓以上的電壓，可在縱絕緣缺陷處建立更高更集中的場強(qiáng)，繞組匝間、層問和段問的電壓達(dá)到并超過電介質(zhì)缺陷處的擊穿電壓；感應(yīng)耐壓試驗(yàn)給變壓器

25、施加頻率在2倍的額定頻率以上，較高的頻率又可發(fā)大大降低固體電介質(zhì)的擊穿電壓，使得絕緣缺陷更容易被擊穿；感應(yīng)耐壓試驗(yàn)所規(guī)定的外施電壓的作用時(shí)間亦可保證絕緣缺陷的擊穿。故感應(yīng)耐壓試驗(yàn)可以可靠地檢測出變壓器縱絕緣性能的好壞。分析感應(yīng)耐壓試驗(yàn)試驗(yàn)方法，可以看出，進(jìn)行感應(yīng)耐壓試驗(yàn)所需的主要設(shè)備包括試驗(yàn)電源、中間變壓器、支撐變壓器及電壓、電流測量設(shè)備等，當(dāng)然包括電壓、電流的測量設(shè)備，如分壓器、電壓互感器、電流互感器。感應(yīng)耐壓試驗(yàn)電源的頻率一般為100400Hz，大容量變壓器感應(yīng)試驗(yàn)時(shí)，常用100250Hz，這個(gè)頻率范圍的電源可由中頻發(fā)電機(jī)組提供。中頻發(fā)電機(jī)組通常由一臺電動機(jī)和一臺中頻同步發(fā)電機(jī)組成，電動機(jī)

26、帶動同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，勵(lì)磁電流流過轉(zhuǎn)子上的勵(lì)磁繞組，產(chǎn)生一旋轉(zhuǎn)磁場，定子繞組因切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。采用調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)的可變電阻，可改變同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)的磁極磁場發(fā)生變化，從而改變發(fā)電機(jī)定子繞組感應(yīng)電動勢的大小，達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓的目的。當(dāng)勵(lì)磁機(jī)的可變電阻增大時(shí)，勵(lì)磁電流減小，同步發(fā)電機(jī)的磁極磁場減弱，輸出電壓降低。減小勵(lì)磁機(jī)的可變電阻，可使同步發(fā)電機(jī)的輸出電壓升高。感應(yīng)耐壓試驗(yàn)中，電源的輸出電壓往往不能滿足試驗(yàn)電壓的要求，因此需要藉助中間變壓囂將電源的輸出電壓升高至所需試驗(yàn)電壓。中問變壓器的容量應(yīng)大于或等于電源的容量，且阻抗應(yīng)盡可能小，以減小試驗(yàn)電流在中間變壓器上

27、的電壓變化(偏離空載電壓比)。為了充分利用發(fā)電機(jī)的容量和獲得較好的電壓波形，理想的情況是使中間變壓器的一次側(cè)電壓等于發(fā)電機(jī)的額定輸出電壓，二次側(cè)電壓等于被試品的試驗(yàn)電壓。因此為適應(yīng)不同試驗(yàn)電壓需要，中問變壓器的變比應(yīng)在一定范圍內(nèi)可調(diào)，而且中間變壓器的空載電流應(yīng)小到不影響發(fā)電機(jī)電壓波形。支撐變壓器是為感應(yīng)耐壓試驗(yàn)而專門設(shè)計(jì)的變壓器，通常為單相，具有多種組合的變壓比，相鄰變壓比之間差別不大但整個(gè)調(diào)壓范圍很寬，以滿足不同支撐電壓的要求。在感應(yīng)耐壓試驗(yàn)中，一般要求支撐電壓與被試品感應(yīng)電壓同相位，因此支撐變壓器和中間變壓器通常采用同一電源，且低壓側(cè)同名端相連。在局部放電測量中，利用支撐變壓器可提高(正支

28、撐)或降低(負(fù)支撐)某一繞組線端或其它部位對地電位，結(jié)臺局部放電起始和熄滅電壓，對放電源進(jìn)行電氣定位。、溫升試驗(yàn)溫升試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)規(guī)定狀態(tài)下變壓器繞組、鐵心和變壓器油的溫升;油箱、結(jié)構(gòu)件、引線和套管以及引線和分接開關(guān)的連接處有無局部過熱;確定變壓器在工作運(yùn)行狀態(tài)及超銘牌負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)下的熱狀態(tài)及其有關(guān)參數(shù)。溫升試驗(yàn)是變壓器的型式試驗(yàn)，是變壓器所有型式試驗(yàn)和例行試驗(yàn)項(xiàng)目中需要電源容量最大、占用時(shí)間最長的一項(xiàng)試驗(yàn)。溫升試驗(yàn)是型式試驗(yàn)中最具代表性的試驗(yàn)。進(jìn)行溫升試驗(yàn)按GB1094.1-1996、第2部分：溫升有以下幾種方法:直接負(fù)載法;相互負(fù)載法;循環(huán)電流法;短路法。此外還有帶電直接測量變壓器油、鐵

29、心和繞組溫度的方法，但這種方法因復(fù)雜，很少采用。其中短路法是所有變壓器溫升試驗(yàn)中需要電源容量最小，試驗(yàn)電壓最低的試驗(yàn)方法，是電力變壓器溫升試驗(yàn)最常用的方法。短路法試驗(yàn)變壓器溫升的原理線路如圖X所示短路法溫升試驗(yàn)原理接線圖Tl一被試變壓器;T2一中間變壓器;Cl、CZ一補(bǔ)償電容器;C一試驗(yàn)電源、空載損耗空載損耗主要是由于變壓器鐵心的磁化所引起的磁滯損耗和渦流損耗，同時(shí)也包括空載附加損耗和空載電流通過繞組時(shí)產(chǎn)生的電阻損耗。變壓器空載試驗(yàn)一般在變壓器低壓側(cè)的繞組上施加額定頻率的正弦額定電壓，其它繞組開路，測量此條件下的空載損耗和空載電流。三相變壓器空載損耗線路示意圖對于三相變壓器，可采用上所示的兩瓦

30、特表法進(jìn)行空載試驗(yàn)。左圖為直接測量法，適用于額定電壓和電流較小，用電壓表和電流表即可直接進(jìn)行測量的變壓器。當(dāng)變壓器額定電壓和電流較大時(shí)，必須借助電壓互感器和電流互感器進(jìn)行間接測量，此時(shí)采用右圖接線方式。在本系統(tǒng)中，采用高精度的功率分析儀WT500對三相電壓和三相電流以及功率等被測量來進(jìn)行測量，并通過串行通信與PC機(jī)進(jìn)行通信，利用PC機(jī)的優(yōu)勢處理和管理數(shù)據(jù)以及對試驗(yàn)進(jìn)行控制。、負(fù)載試驗(yàn)概述負(fù)載損耗和短路阻抗是變壓器的兩個(gè)重要參數(shù)。負(fù)載損耗占變壓器總損耗的大部分，負(fù)載損耗產(chǎn)生的熱直接影響變壓器繞組、油和其它部位的溫升，它對變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有很大影響。短路阻抗決定了一臺變壓器在系統(tǒng)短路時(shí)短路電流的大

31、小和短路時(shí)變壓器內(nèi)部的電動力的大小。短路阻抗還決定變壓器在負(fù)載時(shí)的電壓變化，即對電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)電壓波動的影響。短路阻抗也是決定變壓器并聯(lián)運(yùn)行的必要條件之一。變壓器負(fù)載試驗(yàn)，是在變壓器低壓側(cè)將繞組的線端短路，在高壓側(cè)供給額定頻率、正弦波形的額定電流的試驗(yàn)方式。此時(shí)的損耗即為變壓器的負(fù)載損耗，此時(shí)的阻抗稱為變壓器的短路阻抗，一般用相對于某一參考阻抗的百分?jǐn)?shù)表示。負(fù)載試驗(yàn)線路與空載試驗(yàn)線路相似，試驗(yàn)方法基本相同。只是在線路接法上有所不同:空載試驗(yàn)一般在變壓器低壓側(cè)施加額定電壓，高壓側(cè)開路;負(fù)載試驗(yàn)時(shí)將低壓側(cè)短路，高壓側(cè)施加試驗(yàn)電源2、一次系統(tǒng)的確定將負(fù)載試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)、感應(yīng)耐壓試驗(yàn)所用設(shè)備整合配電源以后

32、我們最后選用變壓器試驗(yàn)系統(tǒng)的一次系統(tǒng)圖如下：3、監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)主要分硬件部分與軟件部分，硬件系統(tǒng)可分為兩大塊:PC機(jī)部分和現(xiàn)場測試與控制工作部分。通過計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場測試和控制工作單元的串行通訊，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)對變壓器試驗(yàn)的自動與智能控制，工作人員只需在試驗(yàn)站室內(nèi)監(jiān)視試驗(yàn)過程即可，大大簡化了工作人員的試驗(yàn)操作，提高了變壓器試驗(yàn)控制的自動化水平。該系統(tǒng)采用RS232和RS485串行通訊方式，硬件系統(tǒng)由PC機(jī)、可編程控制器（PLC）、交流參數(shù)采集模塊、功率分析儀(WT500)、以及繼電器輸出模塊等組成。系統(tǒng)框圖如下圖所示。試驗(yàn)系統(tǒng)中的功率分析儀選用的是橫河公司的智能高精度功率分析儀WT500

33、，采集模塊和溫度傳感器分別采用山東力創(chuàng)公司的EWDB，繼電器控制模塊選用的也是歐姆龍公司的繼電器輸出模塊?？删幊炭刂破饕约巴ㄓ嵞K選用LG公司產(chǎn)品，變壓器試驗(yàn)中，被測量有電量和非電量之分，其中電量包括電壓、電流、功率、功率因數(shù)等，非電量在本系統(tǒng)中主要是指溫度。對于電量采集由功能強(qiáng)大的WT500來完成，通過Rs232和RS485串行通訊，PC機(jī)可以與功率分析儀、直流電阻測試儀、讀取采集的電量和非電量以及發(fā)送控制指令給各工作單元實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過程的控制。本系統(tǒng)的軟件部分主要是指PC機(jī)的軟件程序，它包括:主控程序、各試驗(yàn)項(xiàng)目的自動測試與試驗(yàn)過程控制程序、通信程序(PC機(jī)與各儀器之間)、數(shù)據(jù)管理以及試驗(yàn)報(bào)告

34、自動填寫程序、PLC操作程序等。對本系統(tǒng)來說，主控程序負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)指揮和協(xié)調(diào)工作，通過友好的人機(jī)界面與操作人員進(jìn)行對話。在主控軟件的指揮和協(xié)調(diào)下，各試驗(yàn)項(xiàng)目做成單獨(dú)模塊，每個(gè)具體試驗(yàn)項(xiàng)目模塊控制某一特定試驗(yàn)項(xiàng)目的試驗(yàn)流程，包括對試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、處理、試驗(yàn)判斷以及對試驗(yàn)過程的自動控制。當(dāng)需要進(jìn)行某一項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)，只需調(diào)用各試驗(yàn)?zāi)K程序，即可開始試驗(yàn)。如果要增加新的試驗(yàn)項(xiàng)目，只要增加新的試驗(yàn)程序模塊就行，充分考慮了軟件的可擴(kuò)展性。目前，本系統(tǒng)主要針對電力變壓器空載試驗(yàn)、負(fù)載試驗(yàn)和溫升試驗(yàn)、感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。此外，通信程序、數(shù)據(jù)管理程序、試驗(yàn)報(bào)告填寫程序以及PLC操作程序也都做成模塊。在系統(tǒng)工作中，如果需要

35、直接調(diào)用即可。系統(tǒng)模塊框圖如下圖。試驗(yàn)流程如下圖所示：本系統(tǒng)的軟件部分用Visual C+ + 語言來實(shí)現(xiàn), 實(shí)現(xiàn)了如下功能: 該系統(tǒng)全部采用中文界面, 采用人機(jī)對話的形式, 系統(tǒng)測試到的數(shù)據(jù)可由屏幕進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察, 進(jìn)行必要的計(jì)算和分析, 并作出判斷, 打印出試驗(yàn)報(bào)告; 保護(hù)軟件靈敏、可靠, 微機(jī)具有自檢功能; 在全面測得變壓器各項(xiàng)數(shù)據(jù)后, 系統(tǒng)軟件具有對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行綜合評估, 以確定產(chǎn)品等級的功能; 系統(tǒng)建有產(chǎn)品注冊數(shù)據(jù)庫, 凡經(jīng)本系統(tǒng)測試過的產(chǎn)品及其數(shù)據(jù)均登錄入庫備用。系統(tǒng)界面簡潔，友好。在系統(tǒng)界面上共有八個(gè)按鈕：五個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目按鈕，二個(gè)系統(tǒng)管理按鈕。三個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目按鈕：空載試驗(yàn)、負(fù)載試驗(yàn)、工

36、頻耐壓試驗(yàn)、局放試驗(yàn)和感應(yīng)耐壓試驗(yàn)；二個(gè)系統(tǒng)管理按鈕：報(bào)告查詢、退出，系統(tǒng)主界面平臺下圖：系統(tǒng)主界面圖單擊五個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目中的任何一個(gè)，即可進(jìn)入相應(yīng)試驗(yàn)平臺界面。空載試驗(yàn)如所示,其余試驗(yàn)大體相同，在此不再贅述。首先是注冊界面空載試驗(yàn)注冊需在本界面中輸入必須的被試品的參數(shù)，其中：1出廠編號為試驗(yàn)結(jié)束以后查詢試驗(yàn)數(shù)據(jù)的必要條件，以上圖為例，可以使用字母、數(shù)字及符號混合組成試驗(yàn)編號；2容量、高壓及低壓額定電壓輸入后，額定電流由程序自動計(jì)算并填充，容量、電壓、電流符合如下關(guān)系：S=3*U*I。容量、電壓和電流在程序運(yùn)行中作為控制變量使用，所以請確保輸入無誤：3注冊完畢后可點(diǎn)擊“低壓試驗(yàn)”或“高壓試驗(yàn)”按鈕

37、分別進(jìn)入低壓、高壓空載測試界面。該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、工作可靠。它的硬件和軟件部分是控制系統(tǒng)的核心,也是本文重點(diǎn)研究的內(nèi)容, 已完成的系統(tǒng)已做到功能綜合化, 結(jié)構(gòu)微機(jī)化, 監(jiān)視屏幕化, 管理智能化。低壓空載測試界面高壓空載測試界面本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)到通信程序主要是PC機(jī)與測量儀器和各功能模塊的通信。通信在該試驗(yàn)系統(tǒng)中起到了很重要的橋梁作用，PC機(jī)通過串行通信發(fā)送指令和接收數(shù)據(jù)，從而達(dá)到控制試驗(yàn)的目的。在本試驗(yàn)系統(tǒng)中，存在著大量的數(shù)據(jù)。引入數(shù)據(jù)庫技術(shù)，并對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有效的管理是非常必要的。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫開發(fā)中采用了Access2000，Access適用于中小型數(shù)據(jù)庫，它是Microsoft公司推出的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，具有使用方便、可伸縮性好、與相關(guān)軟件集成程度高等優(yōu)點(diǎn)，并且支持一定的事務(wù)處理功能。四、試驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)總結(jié)系統(tǒng)把微計(jì)算機(jī)技術(shù)引入變壓器試驗(yàn)過程, 能夠完成外施耐壓試驗(yàn)、雷電沖擊、感應(yīng)耐壓試驗(yàn)、溫升試驗(yàn)、空載電流和空載損耗測量、短路阻抗和負(fù)載損耗測量、空載電流和空載損耗測量設(shè)備通用、有載開分接關(guān)操作試驗(yàn)，測試準(zhǔn)確便捷。把電量監(jiān)測和過程控制集成到一起, 保證了變壓器試驗(yàn)過程準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性, 并把單調(diào)枯燥的溫度測量記錄工作自動化, 大大提高了溫升試驗(yàn)過程的自動化水平, 減少了人工干預(yù), 完全適應(yīng)現(xiàn)代化