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1、电气设备检测实验,胡汉梅：6393381（o） 电气信息学院电气工程学科,依 据,电气设备交接试验标准 GB50150-2006 电力设备预防性试验规程 DL/T 596-1996 高压电气设备试验方法 西南电业管理局试验研究所 水利电力出版社 高压电气设备试验方法 四川省电力试验研究院 李建明 朱康编 变压器试验 沈阳变压器厂编 机械工业出版社,第一章变压器绝缘电阻、吸收比的测定（绝缘特性试验之一）,变压器绝缘试验 包括绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、介质损耗、绝缘油、交流耐压及感应耐压。 测量绝缘电阻、吸收比，是检查变压器绝缘状态简便而通用的办法。一般对绝缘受潮及局部缺陷，如瓷件破裂、引出线接
2、地等，均能有效查出。经验表明，变压器的绝缘在干燥前后，其绝缘电阻的变化倍数，比介质损耗的变化倍数大得多。,试验目的 1.学习并掌握变压器绝缘电阻和吸收比的测量方法 2.了解影响绝缘电阻及吸收比测量值的因素及减少测量误差的方法 试验内容 1.测量油浸式三相电力变压器15和60的绝缘电阻R15和R60 2.计算变压器的吸收比KR60/ R15 试验设备 1. 50kVA，105%/0.4kV，三相电力变压器2台 2. 3124型绝缘电阻表一只,试 验 接 线,根据电气设备交接试验规程和预防性试验规程的规定，需要测量变压器绕组连同套管的绝缘电阻和吸收比。测量时，按“标准”规定使用兆欧表，依次测量各线
3、圈对地及线圈间的绝缘电阻。测量线圈和接地部位如表1-1。 测量时被测绕组引出端三相短路用绝缘电阻表的专用绝缘导线（红线）与 L（LINE）端子联接。非被测绕组三相短路用接地线与变压器外壳联接，并用绝缘电阻表的绿线与表E端子联接。如图1-1所示。,表1-1测量线圈和接地部位,表4和5两项，只对16000千伏安及以上的变压器进行测定,图1-1 三相变压器高压绕组绝缘电阻测试接线图,试验步骤,1、了解3124型绝缘电阻表的使用方法，检查仪表是否已充好电（“BATTALARM”指示灯显示绿色时表示电量充足，为黄色或红色时，表示需要充电），如电量不足，需立即充电。试验接线前仪表功能选择开关在“OFF”位
4、置。“PRESSTOTEST”15旋纽确认不在“LOCK”位置,调压旋纽17在最小位置时方可接线。 2、测量高压线绕组连同套管对低压绕组及外壳的绝缘电阻： （1）高压绕组三相短路用仪表红色绝缘线与表L端子联接，低压绕组a、b、c三相及中性点用接地线短接，并与外壳联接，然后，用仪表绿色绝缘线与仪表E端子联接。 （2）将功能选择开关由“OFF”位置转至H.V.SET档，再调节右边的调压旋纽17，将试验电压升至2500伏。,（3）将功能选择开关切换至H.V.OVT档，并按下“PRESSTOTEST”按钮，进行绝缘电阻测量，应注意在按下“PRESSTOTEST”按钮同时，立即开始计时，读取15s的绝缘
5、电阻值R15和60s绝缘电阻值R60。试验时应指派1人持秒表（或手表）计时，1人读仪表测量值。当测量开始时，如果绝缘电阻值指示为0，应立即松开“PRESSTOTEST”按钮，并将功能开关切换至“OFF”档，然后检查加压测量回路是否有接地点（如接地线或放电棒），如有则排除。 （4）确认测量结果正常，并记录下R15、R60后，松开“PRESSTOTEST”按钮，待显示屏显示测量电压已降至0，确认试品充电电荷已完全放尽，再将功能选择开关切换至“OFF”档。计算吸收比KR60/R15。,3、测量低压绕组连同套管对高压绕组及外壳的绝缘电阻：,（1）拆除低压绕组与外壳联接的接地线（保留a、b、c、o短接线
6、），并将仪表红色绝缘线改接到低压绕组，绿色绝缘线及与外壳联接的接地线接高压绕组。 （2）将功能选择开关由“OFF”档切换至1kV，100M档，按下“PRESSTOTEST”按钮，同时开始计时并读取R15、R60值。 （3）松开“PRESSTOTEST”按钮，待显示屏指示电压降至0伏，将功能选择开关切换至“OFF”档，计算KR60/R15值。 在表1-2中记录所测量的数据并将试验数据交指导教师检查，如无问题，可断开试验电源，拆除试验接线，结束试验。,表12变压器绝缘电阻测试记录表,变压器铭牌数据,测试数据,注意事项,1、试验过程中不允许接触试品，以防止电击，只有仪表功能选择开关在“OFF”，且确
7、认显示屏电压已降至0后，才允许接触试品。 2、由于检测中心的试品变压器容量小，电压等级低，绕组匝数少，因此绕组的电感量和绕组间及绕组与铁芯、外壳间的电容量均较小。因此，加压测量时试品充电时间短，很可能达不到KR60/R151.3的要求。本试验对K值不作要求，只要掌握测量方法并且R60的值合格即可。（电气设备交接试验标准GB5015091中规定变压器电压等级在35KV及以上且容量在4000KVA及以上者，才必须测量吸收比），关于绝缘电阻值的标准，GB5015091中未作具体规定，只要求不低于产品出厂试验值的70%，当测量温度与产品出厂试验时的温度不符合时，可按表13换算到同一温度时的数字值进行比
8、较。,表13油浸电力变压器绝缘电阻的温度换算系数,表中K为实测温度减去20的绝对值。 当测量绝缘电阻的温度差不是表中所列数值时,其换算系数可用插入法确定，也可按下述公式计算:A=1.5K/10. 校正到20时的绝缘电阻值可用下列公式计算:当实测温度为20以上时, R20ARt,当实测温度为20以下时, R20Rt/A.式中: R20为20时的绝缘电阻值, Rt为测量温度时的绝缘电阻值。 3、在测试绝缘电阻前应使用干净、干燥的棉纱或棉布擦掉变压器套管表面的灰尘和潮气，如果表面泄漏仍较大致使绝缘电阻值较低时，可以用软铜裸线在套管上部第一个瓷裙下面紧绕一圈并用绝缘导线（黑色）与绝缘电阻表“G”端子联
9、接，以消除变压器表面泄漏电流对绝缘电阻测量值的影响。,思考题,1 、测量绝缘电阻时为什么同时要记录温度? 2 、为什么额定电压在35kV及以上,容量在4000kVA及以上的变压器才必须测量吸收比?哪些因素会影响变压器的吸收比? 3、L端子和E端子能否对调？为什么？,第二章 变压器直流电阻测量试验,检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路；电压分接开关的各个位置接触是否良好及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。变压器绕组的直流电阻是变压器在交接、大修和改变分接开关后，必不可少的试验项目，也是故障后的重要检查项目。对于带负载调压的电力变压器，需用
10、电动操作机构来改变分接开关的位置。,一、试验目的 1、掌握变压器直流电阻测量方法； 2、掌握变压器直流电阻测量的原理和作用。 二、试验设备 1、金源JYR-05N直流电阻测量仪； 三、测量的物理过程 变压器绕组可视为被测绕组的电感L与其电阻R串联的等值电路。如图1-2所示，当直流电压EN加于被测绕组，由于电感中的电流不能突变，所以直流电源刚接通的瞬间，也即t0时，L中的电流为零，电阻中也无电流，因此，电阻上没有压降，此时全部外施电压加在电感的两端。测量回路(忽略回路引线电阻)的过渡过程应满足,电路达到稳定时间的长短，取决于L与R的比值，即该电路的时间常数。由于大型变压器的值比小变压器的大得多，
11、所以大型变压器达到稳定的时间相当长，即越大，达到稳定时间越长，反之，则时间越短。回路中电流i为 当时间t为零时，I0，当时间达到无穷大时，IEN/R，达到稳定.理论上i达到稳定的时间无限长，实际上。当t5时，电流已达稳定值的99.3这时可认为电路已经稳定。 由于变压器绕组的电感较大、电阻较小，电感可达到数百亨，时间常数较大。一般当t5时可认为过渡过程基本结束，但电流与稳态值仍可能差0.6，会造成电阻测量附加误差。因此，充电时间应大于5 ，测量结果才能准确。,对于高压大容量变压器，测量一个电阻数值的稳定时间需要几分钟、几十分钟甚至数小时，所以选用适当的测量手段和测量设备是保证测量准确度的关键。
12、测量大型变压器的直流电阻需要很长的时间，因此，缩短测量时间(即减小值)，对提高试验工效很有意义。要使减小可用减小L或增加R(即增加附加电阻)的方法来达到。减小L可用增加测量电流，提高铁芯的饱和程度，即减小铁芯的导磁系数，增大R，可用在回路中串入适当的附加电阻来达到，一般附加电阻可为被测电阻的4-6倍，此时测量电压也应相应提高，以免电流过小而影响测量的灵敏度。,四、测量方法,（一)电流电压表法 电流电压表法又称电压降法。电压降法的测量原理是在被测绕组中通以直流电流，因而在绕组的电阻上产生电压降，测量出通过绕组的电流及绕组上的电压降，根据欧姆定律，即可算出绕组的直流电阻，测量接线如图所示（a）：测
13、量大电阻； （b）：测量小电阻。,测量时，应先接通电流回路，待测量回路的电流稳定后再合开关S2，接入电压表。当测量结束，切断电源之前，应先断S2，后断S1，以免感应电动势损坏电压表。测量用仪表淮确度应不低于0.5级，电流表应选用内阻小的,电压表应尽量选内阻大的4位高精度数字万用表。当试验采用恒流源，数字式万用表内阻又很大时，一般来讲，都可使用图（b）的接线。,被测电阻的直流电阻为： 其中：U-被测电阻两端的电压（V）。 IU通过被测电阻的电流（A）。 电流表的导线应有足够的截面，并应尽量地短，且接触良好，以减小引线和接触电阻带来的测量误差。当测量电感量大的电阻时，要有足够的充电时间。 （二)平
14、衡电桥法 应用电桥平衡的原理来测量绕组直流电阻的方法称为电桥法。常用的直流电桥有单臂电桥及双臂电桥两种。 2单臀电桥 单臂电桥测量原理接线如图 电桥平衡时：,若将R1换成被测电阻Rx，井将只R2和R4作成一定比例的可调电阻，R3为平滑的可调电阻，调节R3可使电桥达到平衡，则RXR3.R2/R4=mR3,可见，Rx(R1)包括引线电阻RL在内故实际电阻等于只Rx减去引线电阻。当被测电阻越小，则引线电阻造成的测量误差越大。因此，应尽量减小引线电阻的影响。单臂电桥常用于测量l以上的电阻。 2双臂电桥 双臂电桥测量原理接线如图，电桥平衡时，C、D两点的电位相等。,由于双臂电桥能满足R3 R3； R4
15、R4 ；因此,式中R3及 R3 包含了被测电阻的电压引线电阻，R4及 R4 包括标准电阻的电压引线电阻。要满足R4 R3 R3 R4，必须使被测电阻的引线和标准电阻引线的电阻相等(即采用四根截面相同、长度相等的相同导线)，否则，会引起一定的测量误差。从式还可看出，误差的大小是由 R4 R3 和 R3 R4 的差值与电阻RAB共同决定的所以 RAB 也应尽量减小，即Rx和只RN的电流引线要尽量短。可见双臂电桥能够消除引线和接触电阻带来的测量误差，适宜测量准确度要求高的小电阻。,（三)微机辅助测量法,计算机辅助测量(数字式直流电阻测量仪)用于直流电阻测量尤其是测量带有电感的线圈电阻，整个测试过程由
16、单片机控制，自动完成自检、过渡过程判断、数据采集及分析，它与传统的电桥测试方法比较，具有操作简便、测试速度快、消除人为测量误差等优点。 微机辅助测量原理如图所示10-5，,回路电流与时间变化关系曲线如图106所示。,如图10-5中合上S1，稳压电源EN向被测试绕组充电，充电过程如图10-6中曲线i1。 当电流达到恒流源电流值IN时，S2合上，S1断开，回路转入稳流状态，见图106 i3曲线所示，回路电流由恒流电源IN强制供给。当测试回路过渡过程结束后，变压器绕组和回路串联的标推电阻都通过同一电流IN ，在变压器绕组两端产生的电压降UXRx IN ；在标准电阻两端产生的压降为UN IN RN，则绕组电阻 Rx= RN .UX/ UN 通过高精度放大器和AD转换器测出绕组和标准电阻两端电压，即可换算得到绕组的电阻Rx 。,缩短变压器绕组直流电阻测量时间的方法,一、电路突变法 二、恒流充电法 全压恒流电源是由一恒压电压源和一恒流源及控制回路
