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1、变压器试验及分析诊断课件 第一部分：变压器各阶段试验的目 （换流变压器示意图） 一、用型式试验、例行试验验证变压器的制造质量，是能否出厂的主要依据；变压器制造质量及是否存在缺陷的验证：主要以出厂试验（例行试验、型式试验）手段进行验证（涉及变压器设计、材料、工艺、试验、环境、人员水平各环节）；二、用交接试验验证变压器运输、存储、安装质量；是变压器能否带电的主要依据；变压器运输过程是否存在问题（关注的内容有：各向三维冲击位移监控是否小于3g；有无刮碰、道路路面状况紧急刹车、溜放；铁心、夹件的绝缘电阻、绕组之间以及对地的电容量）；变压器存储期间的是否有异常（关注的内容有：存储时间、环境温湿度变化、氮
2、气的露点、泄漏及压力监控）；变压器就位是否正常（关注的内容有：落位冲击、磕碰及振动3g）；变压器安装是否按照制造厂的规定实施（关注的内容有：内检器身位移、垫脚破损、引线的固定及位移；残油水分、介损及耐压分析、铁心、夹件之间及对地的绝缘电阻、绕组之间及对地的绝缘电阻、绕组之间及对地的电容量、冷却器的检测和冲洗、管路的清洁度、套管及出线装置的安装、真空泄漏率、真空注油速度、热油循环进出口温度和时间、静置及排气）；安装前后变压器油的各项试验（关注的内容有：绝缘油酸碱度、闪点、运动粘度、色泽、氧化安定性等简化试验、耐压、水分、介损、含气量、颗粒度、溶解气体色谱分析）；变压器交接试验，验证运输、存储、安
3、装质量的主要手段（试验项目有：直阻、变比、绝缘电阻、介损、直流泄漏、低电压空载损耗及阻抗、套管介损、交流外施耐压、ACLD及局部放电试验、油色谱分析）三、用系统调试验证变压器是否能够投入长期运行系统调试（关注的项目有：冲击合闸空载变压器、单相人工接地、单相分合分闸、大负荷、噪声测量、铁心、夹件接地电流测量、油色谱分析）；四、用预防性试验评价变压器运行中是否存在缺陷运行维护过程中的预防性试验，是变压器运行状态评价、是否存在缺陷、以及故障诊断分析的主要方法（油色谱分析、直阻、变比、绝缘电阻、介损、直流泄漏、220V低电压空载损耗、阻抗试验、套管介损、绝缘电阻试验等）总而言之，各个阶段的试验目的及针
4、对性很强，强调的侧重点、以及考核的内容均不同，试验项目也会有所不同；试验结果的分析及诊断方法和原则是：对存在的同一缺陷或故障，通过试验项目之间的相互联系、互相佐证或验证，并与变压器的以上各个阶段、各环节相联系：通过之间的相互联系，综合分析，提高诊断的可靠性和准确性。尽量避免试验项目各自的单一的、孤立的分析和判断。 第二部分：关于预防性试验一，油色谱分析油色谱分析实施容易，方法成熟、有效；能够检测出及区分变压器存在的过热故障、以及放电故障；在变压器的每个阶段都有油色谱分析；起最突出的特点是；在变压器运行中随时可以实施，变压器大多数问题是由油色谱分析发现的，它是判定运行变压器是否正常的最主要手段；
5、（氢气H2、甲烷CH4、乙烷CH6、乙烯C2H4、乙炔C2H2、总烃C、一氧化碳CO、二氧化碳CO2）1. 关于离线油色谱分析的实施周期投运前一次；投运24小时一次；投运7天一次；投运1个月一次；进入正常周期，1000kV变压器、换流变每月一次，500kV、750kV变压器每三个月一次，220kV、110kV、66kV、35kV（大容量）变压器每六个月一次；35kV、10kV变压器不推荐进行油色谱分析，仅进行油耐压试验就可以了，（变压器数量太多、老百姓、农民工）；2. 对于有故障、缺陷的变压器油色谱分析将结合变压器的各种运行工况进行综合分析（天生桥换流变色谱数据表）（1） 结合变压器的负荷、及
6、谐波情况；（2） 结合变压器的投切情况；（3） 结合系统的操作及过电压情况；（4） 结合变压器的冷却器油泵运转；（5） 结合气象雷击情况（MOA）；（6） 结合变压器的密封情况；（7） 结合变压器的内部线圈、套管、铁心、夹件结构情况；（8） 结合变压器的预防性试验的其他项目情况；3. 关于油色谱分析的分辨率（灵敏度）、误差（准确度）等（1）分辨率由过去的0.5uL/L，变成目前的0.1uL/L，甚至0.05uL/L（2）误差有：仪器误差、平行试验误差（取样、人员、部门）、标气的误差；误差10%20%是常有的；4. 关于计较少量、痕量（0.5uL/L以下）乙炔（C2H2）的种种焦虑现象； （1）
7、变压器在制造厂内应该严格控制，应该判定是那个试验项目（雷电冲击、操作冲击、ACSD、ACLD、温升、长期空载？）造成的。（2）变压器在安装过程中也要特别注意滤油机加热器造成的痕量乙炔；（3）变压器在交接试验的ASLD、AC试验造成的痕量乙炔；（4）变压器在系统调试、冲击合闸投运过程中造成的痕量乙炔，要结合励磁涌流、系统过电压、变压器振动、声级、以及观察上、下接油箱连接处放电打火情况进行综合分析；（5）变压器在运行过程中的痕量乙炔的增量观察，换流变多部位取油样色谱分析，进行区域定位； 5，已经确认是过热故障中的少量乙炔是次要的问题此时，乙烯、及总烃远远高于乙炔，少量乙炔的存在只能说明是过热故障的
8、温度较高产生的乙炔，而不是放电产生的乙炔；不能过分纠结于少量乙炔；例如天生桥换流变、襄樊电电厂变压器 6. 如何能够把控变压器的急性故障、与慢性故障 慢性故障：有症状、及征兆被我们发现并且能够监控的故障。离线油色谱分析只能把控变压器的慢性故障； 慢性故障有：（1）过热故障、（2)变压器的铁心、夹件放电故障、（3）以及老旧变压器的放电故障； 急性故障：没有征兆就发生的故障；一方面是没有监测手段，另一方面是有些征兆我们没有意识到； 油色谱在线监测有希望是发现急性故障的有效手段（榕城站1000kV变压器、天水麦积山750kV变压器）； 7. 关于油色谱的在线监测 （1）早期的氢狗：氢气、总烃，透气膜
9、，长期使用，敏感度逐步下降，直至失效；（2）振荡脱气式：全组分，由标气标定，补充标气，运行成本高；最快速度是每2小时分析一次；（3）光栅光谱式：无需标气，售价较贵，运行成本低； 8. 不建议套管取油样进行色谱分析会破坏套管的密封，使套管绝缘受潮，适得其反； 二. 直流电阻测量： 1. 直流电阻涉及的部件范围及判据； 天广线换流变14台换流变均存在直阻问题，是家族病套管顶端接线板的连接，套管导电杆或穿缆的连接，套管尾端接线板的连接，基本绕组及调压绕组的连接焊头，分接开关的动静触头的接触，分接引线端的连接，这些均是载流回路环节，有问题时，变压器便不具备带负荷运行的能力，应一票否绝。判据，三相（相电
10、阻或线电阻）的不平衡率，更重要的是与出厂试验值比较，这是原始基础。2. 能够检出的故障或缺陷： 分接开关动静触头绝触不良，错档，跳档；引线连接不良，绕组断股，断匝，断线，绕组焊接头焊接不良或开焊，绕组匝间短路。3. 双臂电桥的原理和要点：双臂四极法可以排除测量引线的影响，四线双夹时，夹子的电压极和电流极不能短路，测量回路中，电流夹在外，电压夹在内。充电电流有2.5、5、10、20、40A的各种快速充电的直阻仪，价格差异大，充电电流的大小应考虑造成的铁心剩磁及是否造成绕组温度的上升。4. 直流电阻数据的图象表示及优点：V型曲线的形象化数据统计的形象化和简捷化，避免了大量数据的枯燥的罗列和堆积。一
11、张图可将若干组历史数据情况形象清楚地描述出来。当然，各组数据需要换算至同一温度下。V型曲线的对称性表达单独有载调压绕组及正负分接档位和极性开关的状况，V型曲线的底点的坐标高低，可以反映出基本绕组的状况和绕组直阻测量时温度的差异。V型曲线的平滑或曲折可反映出分接开关动静、触头的磨损或压力的变化，（天生桥408316图）5. 温度及试验时间的影响：测量绕组直阻时应用油平均温度代表绕组的平均温度，而不是环境温度。但变压器的油的温度计往往是顶层油的温度，而不是油的平均温度，这会造成绕组直阻的换算误差，应设法测量出油的平均温度（红外油箱表面测温及平均、放油测量油温）。三相变压器的绕组多，直阻试验时间长，
12、应注意油平均温度是否随气温而变化。数据都换算至75，便于比较；（235+75）/(235+t)=K，避免误会；6. 股间短路故障可能不能检出；（襄樊发电厂220kV主变）能够检出的项目是负载损耗和油气相色谱分析。7. 关于直阻测量的充电电流和励磁涌流；绕组直阻测量的充电电流使变压器铁心产生剩磁，使冲击合变压器时产生的励磁涌流激增。大型变压器的励磁涌流峰值可以是其额定电流的数倍，持续时间可长达十几秒，铁心材料越好，该现象越严重。并导致：励磁涌流造成继电保护差动保护误动作；励磁涌流造成变压器剧烈振动、变压器油的涌动和响声，使瓦斯气体保护装置误动作、或压力释放阀动作喷油，措施是使瓦斯继电器两端的连接
13、油管有大于15度的坡度。瞬间励磁涌流使变压器内的各金属部件的电场和磁场发生瞬态变化，其振动造成金属部件瞬间电位悬浮、接触不良而放电打火，使变压器油分解出以C2H2为主要特征的可燃性气体，措施是变压器内的金属部件安装和连接要牢靠，做到绝无松动的可能。瞬间励磁涌流，也造成变压器上下节油箱箱沿连接不良处放电打火，夜间时，有时可目测到放电花。措施是上下节油箱箱沿四周用几个铜带进行可靠相连，另外，尽量降低变压器接地网的接地电阻值。为降低励磁涌流，比如，特高压变压器限制了直阻试验的充电电流，1000kV、500kV、110kV绕组充电电流分别限制为2.5A、5A、和20A。或者使用有退磁功能的直阻仪，变压
14、器带轻载冲击合闸。为防止差动保护动作，延长差动保护的动作时间和重新整定偶次谐波与基波比例系数定值，是经常使用的方法。当直阻仪的充电电流与变压器的额定电流可比时，应考虑充电电流会引起绕组温度的变化。8. 与直流电阻密切关联的其他试验；变比测量，负载损耗及短路阻抗测量，温升试验，油中溶解气体的气相色谱分析；9 什么情况下直阻试验可以不做或延长试验周期，无励磁调压变压器正在运行且色谱正常，运行中无遭受短路、无过负荷，运行中套管红外监测无异常，10. 能否不拆头进行直阻试验，原则上是可以的。拆不拆头的原则是不能影响直阻测量时的回路电流；11 分接开关磨合操作对直阻测量值的影响，直阻测量前，分接开关进行
15、两个循环的操作是必要的，分接开关的动静触头之间的表面接触电阻会影响绕组的直阻数据，操作分接开关可以减少动静触头的表面接触电阻；磨刀不误砍柴工。12. 助磁法提高充电速度。需要经验、仔细操作，单相变压器好办，三相变压器则困难。二变比及联接组别1. 变比涉及的部件范围及判据，两个绕组之间的匝数比，N1/N2=K ,低压变高压，高压变低压，同名端，联接组别；适应各种电压以及联接组别的要求，是变压器的关键性能参数，变比参数涉及变压器的绕组、以及分接开关；判据，额定档位的变比误差0.5，其他档位的误差一般为1，变比不对，大问题，一票否决。必须找到原因；2. 能检出的故障和缺陷；与直流电阻情况类似，绕组断断匝，断线，匝间短路，分接开关跳档，错档，以及联接组别错误，绕组严重变形严重时，变比数据也有明显变化。3. QJ-35变比电桥与自动变比电桥 变比电桥的测量原理是测量电桥的理想变压器的基准变比与被测变压器变比的差值，比直接测量一次、与二次电压灵敏度要够；数据的重现性，可靠性，和设备价格。4. 整流变压器和牵
