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1、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,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。,（二）变压器绝缘的种类,（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
2、度较高。但饼式绕组在绕制时工艺要求较高,圆筒式结构,这种绕组在绕制时，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。,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,（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
3、料，充满整个变压器油箱，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,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； 工频交流耐压试验； 感应耐压试验。,（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
4、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。,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。60330 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，根据经验，这种配电变压器的吸收比大多等于1,（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
5、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。,(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，测量部位仍按表4-2进行。,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。
6、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 。,(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油试验，以确保安全运行。,(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
7、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。,（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 。,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
8、如图4-5所示 。,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,(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。,1.利用两台异步电动机获得倍频电源,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,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
9、表、电压表的变化。,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。,(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。,(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
10、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。,2.试验方法 (1)直流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。,(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。,(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
11、别。,2试验方法 (1)直流法(Y,y12),(2)交流法,(四)绕组直流电阻测量,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。,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
12、分析： 分接开关接触不良 。 焊接不良或断股。 三角形接线一相断线。 变压器套管的导电杆和绕组引线接触不良等。,(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,2三相变压器的空载试验,(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
13、馈出母线电压的波动；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,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，由于并联导线间短路或换位
14、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。,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。,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(1020 kv)的电流互感器，通常采用浇注式的绝缘结构，其一、二次绕组的绝缘一般是用环氧树
15、脂浇注。浇注式的绝缘具有绝缘性能好、机械强度高、防潮、防盐雾等特点。 额定电压在35 kv及以上的电流互感器，大多采用全密封油浸式绝缘结构。这种绝缘结构的电流互感器有“8”字形和“U”字形两种。,“8”字形结构的电流互感器主要用于35110 kv电压等级，其一次绕组套在绕有二次绕组的环形铁芯上，一次绕组和铁芯上都包有很厚的电缆纸，通常两者厚度相等，然后将两个环一起浸在充满变压器油的瓷套中。“8”字形结构的绝缘层中电场分布很不均匀，再加上沿环形包缠纸带，不容易包得均匀、密实，因而这种结构容易出现绝缘弱点。,“U”字形结构的电流互感器用于110 kV及以上电压等级，一次绕组做成“u”字形，主绝缘全
16、部包在一次绕组上，为多层电缆纸绝缘，层间放置同心圆筒形的铝箔电容屏，内屏与线心连接，最外层的屏接地，构成一个同心圆筒形的电容器串。在“u”字形一次绕组外屏的下部两侧，分别套装两个环形铁芯，铁芯上绕着二次绕组。再将其浸入充满变压器油的瓷套中。这种绝缘结构称为电容型绝缘。保持电容屏各层的电容量相等，可以使主绝缘各层的电场分布均匀，绝缘得到了充分利用，减小了绝缘的厚度。,2电压互感器 电压互感器的容量很小，通常只有几十到几百伏安。电压互感器实质上就是一台小容量的空载降压变压器。 电压互感器的绝缘方式较多，有干式、浇注式、油浸式和充气式等。目前使用较多的是油浸式和电容式结构的电压互感器。 油浸式互感器按其结构又可分为普通式和串级式，335 kV的都采用普通式，110 kV及以上的普遍采用串级式。,2电压互感器 电压互感器的容量很小，通常只有几十到几百伏安。电压互感器实质上就是一台小容量的空载降压变
