電力變壓器試驗方法

1、電氣試驗工職業(yè)能力綜合訓練系部：電力工程系班級：輸電1101姓名：孫同慶學號：11指導教師：李鵬2014年05月20日摘要：變壓器是電力系統(tǒng)中輸變電能的重要設備，它擔負著電壓、電流的轉(zhuǎn)換任務， 它的性能好壞直接影響到系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟運行.由于電力變壓器多在室外露天下工 作，承受著多種惡劣和復雜條件的考驗，因此必須對它的導磁、導電和絕緣部件等進行 定期試驗，以檢驗其各項性能是否符合有關規(guī)程的要求，發(fā)現(xiàn)威脅安全運行的缺陷，從 而進行及時的處理，以防患于未然。電力變壓器試驗一般分為工廠試驗和交接預防性試驗兩類.工廠試驗主要包括工 序間半成品試驗、成品出廠試驗、型式試驗和特殊試驗等 ；交接預防性試驗主

2、要包括 交接驗收、大修、小修和故障檢修試驗等；本次論文主要針對的是交接預防性試驗， 它的試驗目的主要有絕緣試驗和特性試驗兩部分。關鍵詞：電力變壓器絕緣試驗特性試驗電力系統(tǒng)目錄 TOC o 1-5 h z 緒論 5第一章：變壓器試驗概述 6 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 電力變壓器試驗的分類 6第二章：變壓器的試驗方法 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 特性試驗 7直流電阻測量試驗目的測量方法試驗要求注意事項現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)試驗結果的分析判斷溫升試驗 9試驗目的試驗要求試驗方法短路特性試驗 10試

3、驗目的測量方法試驗要求注意事項現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)試驗結果的分析判斷空載特性試驗 12試驗目的測量方法試驗要求注意事項現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)試驗結果的分析判斷絕緣實驗絕緣電阻和吸收比的測定 14試驗目的測量方法試驗要求注意事項現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)試驗結果的分析判斷交流耐壓試驗 16試驗目的.測量方法試驗要求注意事項現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)試驗結果的分析判斷介質(zhì)損耗因數(shù)tan 6測量 18試驗目的測量方法試驗要求注意事項現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)試驗結果的分析判斷第三章：變壓器的故障診斷與處理 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 概述 20變壓器本體受潮20過熱故障（缺陷

4、） 21導電回路過熱鐵芯多點接地局部過熱放電性故障（缺陷）21絕緣損傷性放電懸浮放電其他放電 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 第四章：總結.23附錄 24.參考資料 .25緒論當前，電力工業(yè)正處于向大電網(wǎng)，大槌&,大電廠，超高壓，現(xiàn)代化的方向發(fā)展。電廠槌I裝機 容量從原先白30WKW0W圈覬在白100WKW志著我國的電力事業(yè)正邁向一個新的階段，隨著機組 裝機容量的增力D寸于整個電力系統(tǒng)的要求也隨之增加了。電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要設備，它的安全運行具有十分重要的意義，它關系到電力系統(tǒng)的安 全和穩(wěn)定運行。預防性試驗是保證其安全運行的重要措為了保

5、證電力變壓器的正常運行就需要了 解熟悉變壓器的工作I犬態(tài)，以便有效的對高壓電氣設備進行技術監(jiān)督和維護。作為本廠最重要的兩組變壓器：500KV廠總變、6KV廠高變，前者將電能升壓后 并入電網(wǎng)，后者承擔著全廠各種大型用電設備的負荷。 這兩組變壓器的工作狀態(tài)直接 影響了一整套發(fā)電機組的運行和地區(qū)的電壓穩(wěn)定， 電氣試驗作為檢驗和鑒定其是否工 作在正常情況下的手段就顯得很有必要了。本次設計通過對500kv廠總變、6kv廠高變的電氣試驗設計，對幾種重要的試驗 進行論述，旨在熟悉電力變壓器的普通試驗方法和一般故障的排除手段，掌握電氣主接線的設計。第一章：變壓器試驗1. 1概述變壓器是電力系統(tǒng)中輸變電能的重要

6、設備，它擔負著電壓、電流的轉(zhuǎn)換任務，它 的性能好壞直接影響到系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟運行.由于電力變壓器多在室外露天下工作 承受著多種惡劣和復雜條件的考驗，因此必須對它的導磁、導電和絕緣部件等進行定 期試驗，以檢驗其各項性能是否符合有關規(guī)程的要求，發(fā)現(xiàn)威脅安全運行的缺陷，從而 進行及時的處理，以防患于未然。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，變壓器的種類越來越多，試驗方法雖然大同小異但是由于 電壓等級和容量的差別，所以也有各自的特點，本次論文將重點闡述500KV油浸變壓 器的試驗。1.2變壓器試驗的分類電力變壓器試驗一般分為工廠試驗和交接預防性試驗兩類.工廠試驗主要包括工 序間半成品試驗、成品出廠試驗、型式試驗和特殊

7、試驗等 ；交接預防性試驗主要包括 交接驗收、大修、小修和故障檢修試驗等；本次論文主要針對的是交接預防性試驗， 它的試驗目的主要有絕緣試驗和特性試驗兩部分。絕緣試驗包括：(1)測量線圈連同套管的泄露電流。(2)測量線圈連同套管的介質(zhì)損失角正切值。(3)線圈連同套管的交流耐壓試驗。(4)油箱和套管中絕緣油試驗。(5)油中溶解氣體色譜分析。(6)測量線圈的絕緣電阻和吸收比。特性試馬包括：(1)測量線圈的直流電阻。(2)檢查線圈所有分接頭的變壓比。(3)檢查三相變壓器的接線組別和單相變壓器引出線的極性。(4)測量容量為3150KVAK以上變壓器在額定電壓下的空載電流和空載損耗。(5)短路特性和溫升試驗

8、等。由于本論文是建立在外高橋第三發(fā)電廠檢修項目的工作基礎上的， 所以并沒有包 括所有的試驗項目，而是有選擇性的論述了 6個有代表性的試驗，都是在實際工作中 自己參與過的變壓器試驗項目。第二章：變壓器的試驗方法特性試驗直流電阻測量變壓器的繞組可以看作是電感 L和電阻R串聯(lián)的等值電路。當有電壓加在被測繞 組兩端時，由于電感不能突變，所以在剛加上電源時L中的電流為零，電阻中也無電 流，所以電阻上沒有壓降，此時全部的電壓都加在了電感 L上，對于大型變壓器來說 就需要一段時間讓電路達到穩(wěn)定，如此才能測到比較正確的數(shù)據(jù)。.1試驗目的(1)檢查繞組的接頭質(zhì)量和繞組有無匝問短路。(2)電壓分接開關的各個位置接

9、觸是否良好以及分接開關實際位置與指示位置 相符。(3)多股導線并繞的繞組是否有段股等情況。. 2測量方法通常測量直流電阻的方法是電橋法。電橋法是采用電橋平衡來測量線圈電阻的，一般都用直流電橋。常用的有單臂電橋，雙臂電橋和雙單臂電橋。當被測量的電阻大于10Q時，應該使用單臂電橋，如QJ23, QJ24等；當被測量電阻小于10Q時使用雙臂電橋。測量時最好能測量每相的 阻值。對于無中性點引出的測量出線電阻后應進行換算。當繞組是Y型接法時，各相的直流電阻為：r u=(Ruv+Ruw-Rvw)/2r v=(Ruv+Rvw-Ruw)/2r w=(Rvw+Ruw-RL)/2式中：ru, rv, rw是每相繞

10、組的直流電阻；Rv, Ruw Rvw是相間電阻。當繞組是型接法時，各相的直流電阻為：ru=(RwRp)-R uRW(R wRp)rv=(RvwRp)-R uR$(R vwRp)r v=(RuwRp)-R uRa/(R uw-Rp)Rp=(Ru什Rv+Rj/2式中：ru, rv, rw是每相繞組的直流電阻；Rv, Ruw Rvw是相間電阻。當三相平衡時，則有r相=1.5r線2.1.1.3試驗要求由于影響測量結果的因素很多,如測量表計,引線，溫度，接觸情況和穩(wěn)定時間等.因此, 測試中因注意以下事項：(1)測量儀表的準確度因不低于0.5級。(2)連接導線因有足夠的截面，且接觸良好。(3)準確測量繞組

11、的平均溫度：當變壓器沒有運行處于冷卻狀態(tài)時，測量油溫即可認為是繞組的平均溫度；當變壓器剛退出運行時，需對照變壓器繞組與油面溫度計 的指示值，當兩者溫差小于 5度時，可認為油面溫度就是繞組的平均溫度。(4)為了與出廠及歷次測量的數(shù)值比較，應將不同溫度下測量的直流電阻換算到 同樣溫度，以便比較。(5)變壓器繞組反向電動勢保護。由于變壓器繞組具有很大的電感， 在測量過程 中，不能隨意切斷電源及拉掉接在試品兩端的充電連接線。 測試完畢后，應先將變壓 器兩端短接，然后才可以切斷電源。變壓器繞組反向電動勢可能有數(shù)千伏，會對儀器和人員構成威脅，但是成套的數(shù)字式變壓器直流繞組測量儀內(nèi)部都裝了保護電路，所以還是

12、很安全的。2.1.1.4注意事項(1)電壓線應盡量短和粗些。(2)電壓和電流線與被測繞組的端子應可靠連接。(3)電壓線接頭應在電流線接頭的內(nèi)側，并避免電壓線接頭流過測試電流。(4)切斷測試電流時，有過電壓產(chǎn)生，防止設備和人員受到傷害。同一變壓器具 他非測量繞組的端子和引線應可靠絕緣?，F(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)#7主變(B相)繞組直流電阻測量數(shù)據(jù)比較繞組直流電阻測量高油溫度:7 C低油溫度:7 C而別 檔位高壓側(mQ)低壓側(m Q)A-Xa-x1126.00.8802123.23120.24117.55114.4繞組直流電阻測量高油溫度:10 C低油溫度:10 C檔位高壓側(mQ)低壓側(m Q)A-Xa

13、-x1125.00.8502123.23118.24116.45113.1試驗結果的分析判斷(1)本次試驗所測到的值與歷次比較，沒有太明顯的出入，所以可說明線圈內(nèi)部 導線和陰險的焊接沒有脫落，線圈沒有層間短路和內(nèi)部斷線；電壓分接開關，引線與套 管的接觸良好.(2)測量直流電阻時必須要向儀器充電，往往需要很長的時間。從電工原理上說， 電感回路施加直流電壓時，其充電過程的時間常數(shù)為T=L/R,所以縮短時間的辦法就是減少電感，增加電阻，而加大電阻是比較可行的辦法。在試驗前用一個合適的電 阻就可以達到快速測量的目的。2.2絕緣試驗2.1絕緣電阻和吸收比的測定電力變壓器絕緣電阻和吸收比的測量，主要是指線

14、圈之間以及線圈對地之間的絕 緣電阻和吸收比的測量。測定絕緣電阻和吸收比可以靈敏地發(fā)現(xiàn)變壓器絕緣的整體或 局部受潮；檢查絕緣表面的臟污及局部缺陷；檢查有無短路、接地和瓷件破損等缺陷. 測定絕緣電阻和吸收比一直是變壓器絕緣試驗中常用的方法之一。試驗目的：(2)初步判斷變壓器絕緣的好壞。(3)鑒別變壓器絕緣的整體或局部是否受潮。(4)檢查絕緣表面是否臟污，有無放電或擊穿所形成的貫通性局部缺陷。(5)檢查有無瓷套管開裂、引線碰地、器身內(nèi)有無銅線搭橋所造成的短路。測量方法(1)對于額定電壓為500KV的變壓器一般使用2500V或5000V兆歐表.(2)被測繞組各相引出端應短路后再接到兆歐表.接地的繞組也

15、是短路后再 接地,這樣可以達到測量各繞組問及各繞組對地的絕緣電阻與吸收比.變壓器絕緣電阻測量部位及順序見表2-1。變壓器絕緣試驗順序表變壓器類型 測量雙繞組變壓器三繞組變壓器被測繞組應接地部位被測繞組應接地部位1低壓外殼及高壓低壓中壓，局壓及外 殼2高壓外殼及低壓中壓低壓，高壓及外 殼3高壓低壓，中壓，及 外殼4低壓及高壓外殼低壓及高壓低壓及外殼5低壓，中壓及高 壓外殼表2-1注：吸收比：不同的絕緣設備，在相同的電壓下，其總電流隨時間下降的曲線不同。一般將60s和15s時的絕緣電阻的比值 R60/R15稱為吸收比。測量這一比值的試驗叫 做吸收比試驗。試驗要求（1）電氣設備交接試驗.按GB501

16、50-1991，測量繞組連同套管的絕緣電阻、 吸收比、 極化指數(shù)應滿足下列規(guī)定。1）絕緣電阻不應低于出廠試驗值的 70%2）當測量溫度和出廠試驗時的溫度不符合時，按公式換算到同一溫度比較.3）變壓器的吸收比應大于1.3。4）變壓器電壓等級大于220KV,且容量大于120MVA寸，宜測量極化指數(shù).測得 值與出廠值相比較不應有太大變化。（2）電氣設備檢修試驗.按QCSG10007-2004預防性試驗規(guī)程進行。1）經(jīng)過換算的絕緣電阻與前次的測量結果相比較應無明顯變化，一般不低于 上次值的70%2）吸收比在常溫下不低于1.3,吸收比偏低時，可測量極化指數(shù)，應不低于1.5 為宜。3）當絕緣電阻大于100

17、00MO時，吸收比不低于1.1極化不低于1.3。注意事項a）試驗前應將變壓器同一側繞組的各相短路，并與中性點引出線連在一起接地。b）剛退出運行的變壓器應等繞組的溫度與油溫接近時再進行測量。c）吸收比和極化指數(shù)不進行溫換算。d）為消除殘余電荷對測量的影響，應將繞組對地進行充分放電3min,拆開變壓器的高、低壓連接線；e）在測量過程中，如需要重復測量時，應將繞組進行充分放電；f）如發(fā)現(xiàn)存在絕緣問題，應進行分解試驗。g）該試驗只能初步判定變壓器的絕緣情況不存在特別明顯的缺陷，而不能說明絕緣沒有問題，它也是進行耐壓試驗前的預檢。現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)#7主變絕緣電阻測量試驗數(shù)據(jù)比較絕緣電，阻測量（MQ）溫度：2

18、0cRl5RoRooR5/R6OR500/R60高壓側-低壓側及地976001030001260001.061.22低壓側-高壓側及地4440054700895001.231.64高壓側與低壓側-地49100712001173001.451.65絕緣電阻測量（MQ）溫度：20c日期：2009.4.15R5KoRsooR5/R60R500/R60高壓側-低壓側及地954001026501256761.0430低壓側-高壓側及地437005563018657001.431.54高壓側與低壓側-地44500734501134301.391.462.2.1.6試驗結果的分析判斷本次試驗所測到的值與歷次

19、比較，沒有太明顯的出入，所以可以證明該變壓器的 絕緣沒有出現(xiàn)明顯的缺陷，也沒有受潮，符合相關標準。絕緣電阻和吸收比試驗雖然能反映變壓器的某些狀況，但是，由于它們受外界的影響較大，測得的電阻值分散性較大，沒有絕對的判斷標準。一般情況下采用比較法對結果進行比較，可以是同類型的設備間相互比較， 該設備歷次試驗結果間的比較，也可以是大修前后的數(shù)據(jù)比較。通常情況下如果與歷次數(shù)據(jù)相差較明顯，在排除測量誤差和溫度因素的情況下即 可以認為變壓器的絕緣損壞或受潮了，應該及時檢查變壓器的主絕緣，找出隱患。2.2.2交流耐壓試驗外施工頻耐壓試驗是將被試繞組首尾短接，施加試驗電壓，考察變壓器主絕緣和端絕緣的強度，對設

20、備的安全運行具有重要意義。交流耐壓試驗對固體有機絕緣來說屬于破壞性試驗，它會使原來存在的絕緣弱點進一 步發(fā)展，使絕緣強度逐漸降低，形成絕緣內(nèi)部劣化的累積效應，這是我們不希望見的。 因此，必須正確的選擇試驗電壓的標準和耐壓時間。試驗電壓越高，發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷的有效性更高，但被試品被擊穿的可能性更大。反之，試驗電壓低，又使設備在運行中 被擊穿的可能性加大。試驗目的：它是變壓器試驗的主要項目，是考核主絕緣的基本措施。對變壓器繞組連同套管 一起進行超過額定電壓一定倍數(shù)的工頻交流試驗電壓， 持續(xù)時間一分鐘的交流耐壓試 驗。其目的是用比運行情況更為嚴酷的條件下檢驗變壓器繞組的絕緣水平。測量方法交流耐壓試驗的接

21、線應根據(jù)被試品的要求和現(xiàn)有試驗設備來決定。通常是采用成套設備。對于大型的變壓器就需要大容量的試驗變壓器，調(diào)壓器以及電源?，F(xiàn)場操作十分的不方便，在此情況下，可根據(jù)具體情況分別采用串聯(lián)，并聯(lián)諧振的方法來進行 現(xiàn)場試驗。用、并聯(lián)諧振可以通過調(diào)節(jié)電感來實現(xiàn)，也可以通過調(diào)節(jié)頻率或電容來實 現(xiàn)。由于變壓器是大電容設備，所以一般采用調(diào)感和調(diào)頻來進行諧振補償。試驗要求根據(jù)GB50150-1991與Q/CSG10007-200硼成表2-2如下，供試驗參考。變壓器交流耐壓試驗電壓標準（單位:KV）繞組額定電 壓0.5及以 下236101520354460110220330500出廠試驗電 壓51825354555

22、8595140200395510680交接試驗電 壓415213338477281120170335433578大修試驗電 壓214.4202836446876112160316408544運行中非標 準產(chǎn)品最低 試驗電壓2813192634416471105繞組全部更換后的變壓器按出廠試驗電壓值進行試驗；局部更換繞組的變壓器按 出廠試驗電壓的0.8倍值進行試驗。表2-2注意事項(1)檢查試驗接線確保無誤，被試變壓器外殼和非加壓繞組應可靠接地，試驗中 的過電流，過電壓保護應正確可靠。(2)油浸變壓器的套管，入孔等所有能放氣的部位全都打開充分排氣，以免未 排出的氣體殘存影響絕緣強度，導致?lián)舸┖头?/p>

23、電。(3)三相變壓器的交流耐壓試驗，不必分相進行，但同惻繞組的三相引出線端 必須短路后才能試驗，否則會損傷變壓器繞組。(4)在試驗過程中，升壓過程應均勻，當電壓升至 40面驗電壓以上時，應保 持3%C驗電壓上升速度；降壓應迅速，但應避免在 40%C驗電壓以上突然切斷電源。(5)交流耐壓試驗時間為1分鐘。如果發(fā)生擊穿時，應立即切斷電源。(6)加壓期間應密切注視表計指示動態(tài)，觀察，監(jiān)聽被試變壓器，注意異常狀現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)#7主變(A相)交流耐壓實驗數(shù)據(jù)比較交流耐壓試驗日期試前絕緣MQ施加電壓KV持續(xù)時問min試后絕緣MQ結果50000681min50000通過交流耐壓試驗日期:2009.4.15試前

24、絕緣MQ施加電壓KV持續(xù)時問min試后絕緣MQ結果50000681min50000通過#7主變(B相)交流耐壓實驗數(shù)據(jù)比較交流耐壓試驗日期：試前絕緣MQ施加電壓KV持續(xù)時間min試后絕緣MQ結果50000681min50000通過交流耐壓試驗日期:2009.4.15試前絕緣MQ施加電壓KV持續(xù)時間min試后絕緣MQ結果50000681min50000通過#7主變(C相)交流耐壓實驗數(shù)據(jù)比較交流耐壓試驗日期：試前絕緣MQ施加電壓KV持續(xù)時間min試后絕緣MQ結果50000681min50000通過交流耐壓試驗日期:2009.4.15試前絕緣MQ施加電壓KV持續(xù)時問min試后絕緣MQ結果50000

25、681min50000通過2.2.2.6試驗結果的分析判斷試驗中，表計指針不跳動不上升，被試驗變壓器無放電聲，則被認為試驗通過； 一般若出現(xiàn)電流突然上升或電流繼電器動作，則表示試品已被擊穿。本次試驗所測到的值與歷次比較， 沒有太明顯的出入，所以可以證明該變壓器 的絕緣沒有出現(xiàn)明顯的缺陷，也沒有受潮，符合相關標準。根據(jù)經(jīng)驗判斷，一般情況下，當試品被擊穿時，電路中電流會明顯上升，試品會 發(fā)出擊穿聲響，冒煙，出氣，焦臭，閃弧，燃燒等，都是不允許的，一定要查明原因。 這些現(xiàn)象如果確定是發(fā)生在絕緣上的，則認為是被試品存在缺陷和擊穿。另外，耐壓試驗前后都應測量被試品的絕緣電阻，確保設備和人員的安全。2.2

26、.3介質(zhì)損耗因數(shù)tan S測量測量介質(zhì)損耗因數(shù)tan 6是絕緣預防性試驗的重要項目之一。在交流電壓作用下，流過介質(zhì)的電流右兩部分組成，即通過G的電流Icx,和通過R的電流IRxo通常Icx|Rx,介質(zhì)損失角占甚小。介質(zhì)中的損耗功率：P=lL Octan 5tan 5為介質(zhì)損耗角的正切，一般均比較小試驗目的：檢查變壓器絕緣是否受潮、油質(zhì)是否劣化以及繞組上是否存在油泥等嚴重的局部 缺陷。它對局部放電，絕緣老化與輕微缺陷反映不靈敏。因此，當變壓器等級大于 35KV時，且容量在8000KVAW上時，應測量介質(zhì)損耗角的正切值。測量方法a）使用儀器。現(xiàn)場試驗大多使用的是電壓平衡式西林電橋（例如QS1型）和

27、ZT1型介質(zhì)測量專用儀器。QS1交流電橋是按平衡原理制造的，有正反兩種接法，在測介 損時一般用反接法。ZT1型介質(zhì)測量儀是按相敏電阻原理制成的， 具有帶電測試功能。b）測量時因?qū)⒎潜粶y繞組短接接地， 也可以將非被測繞組屏蔽進行分解試驗， 以 查出局部缺陷。c）測量變壓器介質(zhì)損耗因數(shù)時，對于注油或未注油的，且繞組額定電壓為10KV以上的變壓器，試驗電壓為10KM繞組額定電壓小于10KV的，試驗電壓不應大于額 定電壓。試驗要求（1）被測繞組與非被測繞組均應首尾短路。交流電壓施加在繞組上，由于磁耦合 作用，繞組各點的電位和相角可能不同，會對測量結果造成誤差。繞組首尾短接，可 以將其內(nèi)部各點電位的不同減小到最低限度。(2)測試前應降套管，瓷瓶擦拭干凈，表面的臟污會影響準確，另外周圍的臨時 接地體也要拆除。(3)當繞組的介損較大時，因測試相應溫度下的油介損，以區(qū)