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1、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
2、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
3、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，充满整个变压变
4、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： 测量绝缘电阻和吸收比； 测量泄漏电流； 测量介质损耗角正切值； 绝缘油试验； 油中溶解气体色谱分析试验； 工频交流耐压试
5、验； 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 43所列数值 吸收比一般在温度为1030的情况下进行测量。60 330 kV的变压器要求其吸收比不低于1：3；35 kV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
6、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46。 高电压技术 (三)测量介质损耗角正切值 介质损耗角正切值tan 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
7、 ，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tan 8值不 应大于出厂试验值的130，或不大于表47所列的数值 。变压器在大修后以及运行中的tan d值仍以表47为标 准，并且运行中测得的tan d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，tan 值上升，耐电强 度下降。 因此，运行中变压器应定期进行
8、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800 kv-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110 kV以
9、下的变压器，应进行工 频交流耐压试验；110 kV及以上的变压器，可根据试验条件 自行规定；但110 kV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
10、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： 变比试验； 极性试验； 连接组别试验； 绕组直流电阻测量 空载试验 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
11、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05；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
12、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
13、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1 600 kVA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l 600kVA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： 分接开关接触不良 。 焊接不良或断股。 三角形
14、接线一相断线。 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
15、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
16、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 20 kv)的电流互感器，
