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1、电气专业培训课程电气专业培训课程第四部分第四部分 电力变压器试验电力变压器试验 第第1页页课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第2页页目目 录录1、责任和权限2、依据标准3、试验环境条件4、试验方法课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第3页页一、责任和权限一、责任和权限 1、负责试验技术的主管施工员应在试验工作前负责编写试验技术方案；并依据经批准的试验方案进行试验；负责对试验报告中数据的正确性进行审核；对试验数据中的疑点进行复核；必要时，通知该项试验人员重新复试。对试验报告中的试验项目、数据是否符合规范要求负责。2、参加试验的人员应该熟知试验工作内容、标准规范；依据试验方案
2、中确定的方法进行试验；认真填写试验记录；维护试验仪器设备。对试验结果的真实性、正确性和有效性负责。课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第4页页二、依据标准二、依据标准 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 GB501502006电力设备交接和预防性试验规程华北电力集团公司2000年课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第5页页三、试验环境条件及准备工作三、试验环境条件及准备工作 1、试验环境a、试验环境温度不低于5；相对湿度：80%；b、试验区域内无交叉施工、无振动、无强电、磁场干扰等妨碍试验的工作。C、高压试验时，在试验区域内不得有造成其他人危险的因素。d|、电源电压波动幅
3、度不超过5%；电源电压的畸变率不超过5%，试验电源 频率与额定频率之差应在额定频率的1%以内。2）试验前的准备工作）试验前的准备工作a、制定试验技术方案，进行技术交底。b、布置试验场地，对正常试验和特殊性试验必须有试验接线图。c、试验接线后需经第二人按结线图复查，以保证接线正确。d、试验前应检查工作电源及接地是否可靠。课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第6页页1、测量绕组连同套管的直流电阻 测量应在各分接头所有位置上进行；2、对1600kVA及以下三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的4%，线间测得值的相互差值应小于平均值的2%；1600kVA以上的三相变压器，各相测得值的
4、相互差值应小于平均值的2%，线间测得值的相互差值应小于平均值的1%； 三相电阻不平衡率计算：四、试验方法四、试验方法课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第7页页3、直阻测量方法a) 用感性负载速测欧姆计测量绕组直流电阻时，其接线及测量方法应符 合测试仪器的技术要求。b) 用双臂电桥测量时，双臂电桥其测量引线的接线如下：c) 若用单臂电桥测量阻值较大的变压器绕组，则注意测量的数据应减去 电桥引线的电阻值。课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第8页页 4、变压器的直流电阻，与同温下产品出厂实测数值比较，相应变化 不应大于2%；将不同温度下的绕组直流电阻温度换算到同一温度：(式中
5、：Rx 换算至温度为tx时的电阻； Ra-温度为ta时所测得的电 阻； T-温度换算系数，铜线为235，铝线为225； tx-需要换算Rx的温度； ta-测量Ra时的温度)5)由于变压器结构等原因，差值超过本条第(2)款时，可只按本条第(4)款进行比较。 课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第9页页 5、检查三相变压器的结线组别和单相变压器引出线的极性可采用三种方法：1)采用直流法 2)双电压表法是将变压器的一次侧A端与二次侧a端短接，并测量 UBb、UBc、UCb并测量两侧线电压UAB、UBC、UCA、Uab、 Ubc、Uca；并根据所测电压值按如下三种方法来判断组别： 计算法 电
6、压比较法 相量法。3)相位表法：相位表法就是用相位表测量一次侧电源与二次侧电源 之间的相位角，相位表电流线圈通过一个电阻接在二次侧；当变 压器通入三相交流电源时，接在二次侧回路的电压与接在一次侧 电压的相位即变压器一、二次的相位。课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第10页页 6、测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比1)35kV变压器且容量在4000kVA及以上时，使用2500V兆欧表测量 绝缘电阻和收比R60/R15，吸收比与产品出厂值相比应无明显差 别，在常温下不应小于1.3。2)绝缘电阻值不应低于出厂试验值的70%。3)当测量温度与产品出厂试验时温度不符合时，可按下表换算到同 一
7、温度时的数值进行比较。温度差K51015202530354045505560换算系数A1.21.51.82.32.83.44.25.16.259.211.2（注：表中K为实测温度减去20的绝对值）课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第11页页 当测量绝缘电阻的温度差不是表中所列数值时，其换算系数按下列公式计算：A=1.5K/10当实测温度为20以上时：R20=ARt当实测温度为20以下时：R20=Rt/A式中：R20-校正到20时的绝缘电阻值（M）； Rt-在测量温度下的绝缘电阻值（M）； 课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第12页页 7、测量绕组连同套管的介质损失角正切
8、值tg 1)35kV变压器且容量在8000kVA及以上时,应测量介质损耗角正切值tg；测量接线图：(以测量一次绕组对二次绕组及地的tg为例)课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第13页页 2)试验电压不超过线圈的额定电压，35 kV变压器绕组，试验电压为 10kV。以双线圈电力变压器为例，根据现场条件一般采用反接法进 行4次测量：一次对二次及地；一次对地；二次对一次及地；二次对地。并用4次测量得到的电容量来校验测量数据及接线的正确性。3)被测绕组的tg值不应大于产品出厂值的130%；4)当测量时的温度与产品出厂试验温度不符合时，可按下表换算到同一温度时的数值进行比较。课程名称：电气设
9、备试验课程名称：电气设备试验第第14页页 温度差K5101520253035404550换算系数A1.151.31.51.71.92.22.52.93.33.7(表中K为实测温度减去20的绝对值)当测量时的温度差不是表中所列数值时，其换算系数A可按下述公式计算：A=1.3K/10校正到20时的介质损耗角正切值可用下述公式计算:当测量温度在20以上时：tg20 =tgt /A当测量温度在20以下时：tg20 = A tgt （式中：tg20 校正到20时的介质损失角正切值；tgt 在测量温度下的介质损失角正切值）课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第15页页 8、测量绕组连同套管的直流
10、泄漏电流1) 35kV变压器且容量在10000kVA及以上时，应测量直流泄漏电流。试验前首先对被试品充分放电。2)直流试验电压为20kV。当施加电压达1min时，在高压端读取泄漏电流。泄漏电流不应超过下表规定：课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第16页页（7） 变压器的极性和组别试验 1） 极性试验 1、试验方法：如图所示，测量时，用一个电池，将“+”极接于变压器一次绕组A端，“”极接于X端；将毫安极电流表或毫伏级电压表“”端接于二次绕组a端，“”级接于x端。若将开关S合上，毫安表向正方向偏转，而拉开开关时指针向反方向偏转，说明变压器绕组A ,a端同级性，为减极性。如指针摆动与上述
11、相反，说明变压器绕组A，a端反极性，变压器为加极性。课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第17页页 2）变压器组别试验 组别试验常用方法主要有直流法、相位表法、变比电桥法三种课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第18页页（8） 空载试验 1） 空载试验的目的和意义 空载试验的主要目的是发现磁路中的铁心硅钢片的局部绝缘不良或整体缺陷，如铁芯多点接地，铁心硅钢片整体老化等；根据交流试验前后两次空载试验测得的空载损耗比较，判断绕组是否有匝间击穿情况。 2） 三相变压器的空载试验 三相变压器空载试验多用两功率表和三功率表法，试验接线如图 课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验
12、第第19页页 3）空载试验的注意事项 1、为测量准确，变压器空载试验使用的测量互感器、仪器仪表的准确度不应低于0.5级。 2、空载试验中使用的功率表应选用功率因数等于0.1，准确度不低于0.5级的低功率因数功率表。 3、接线时必须使功率表电流、电压线圈两端子间电位差最小，并注意电流、电压线圈的极性。 4、试验使用的测量互感器极性必须正确连接。 5、精度要求较高的空载试验或对小容量变压器进行试验时，应考虑排除附加损耗的影响。 课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第20页页（9） 变压器绕组变形测试 变压器在运输过程中受到机械力的作用或是在运行中外部短路使绕组内部遭受到巨大的、不均匀的轴
13、向和径向电动力冲击，从而产生绕组扭曲、鼓包、位移等变形，应此，对变压器进行变形测试是十分必要的。 1） 变压器变形检测方法 主要有：三相测量法、单项测量法、专用仪器法、频响测试法等 变压器在安装完成后，其特征参数电容、电感基本保持不变。当遭受巨大的外力如地震、出口短路等，整体绕组或局部绕组会出现不同程度的位移，而引起特征参数发生改变。检测变压器绕组变形的基本方法就是通过对其特征参数的测量和比较，判断变压器的损伤程度。课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第21页页 1) 三相法测量。 仅适合发电厂所装变压器的试验，高压侧短路，低压侧加压。低压侧所需电源由发电机出口供给试验电源，而且可调
14、。接线如图所示。 在试验时，高压绕组达到额定电流为宜。课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第22页页 2 ) 单相测量法。 如果没有三相可调电源，则可单相测试。一般试验时，低压绕组短路，高压绕组加压。高压绕组为星形接线时，则分三次加压（加压于AB、BC、CA）；高压绕组为三角形接线，则两相加压，一相短接，如AB加压，短接BC；AC加压，短接AB;BC加压，短接AC。计算出75下的短路阻抗值。 上述试验，可以在低于额定电压下进行，也就是试验电压降低，再换算到高压。 国家变压器质检中心强电流试验室先后对66台油浸式电力变压器进行短路阻抗试验，其中有11台短路阻抗试验后的短路阻抗比试验前相
15、差2以上，最大的相差71。吊芯检查发现，这11台变压器的绕组、连接线和支撑件均有不同程度的位移和变形。所以，理论和实践均说明，测量变压器短路阻抗是判断变压器变形的一个有效手段。苏联也采用此法，判断变压器绕组变形很有效果。 课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第23页页 用阻抗法判断变压器绕组变形是一种传统方法，将所测的短路阻抗，与原始值或初始值进行比较，根据其变化大小判断绕组是否变形及变形程度，作为被试变压器是否合格的主要依据之一。这种方法的优点是：测试方法简单，并经过多年的实践，已得出判断定量标准，并引人标准之中。国外（如意大利）和国内（如江苏省）对该方法已有成熟经验；重复性好，对
16、变形评估可靠性高。经多次验证，绕组无变形者，1020年测试结果相差不到0.2；当相差达到2.5时，需缩短测试周期并做绝缘检查；当相差大于5时，应立即停运，进行吊芯检查（或吊罩）；受测量技术影响小一些。但该方法存在以下缺点：当绕组变形较小时，短路阻抗值变化太小，难以确认；为了试验结果有可比性，最好每次试验都采用同样手段和仪器仪表。课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第24页页 3 ) 专用仪器法。 为了提高检测变压器集中参数的灵敏度，以判断变形，天水长城电力仪器设备厂生产的专门仪器GD9882型变压器动稳定状态参数测试仪，解决了灵敏度问题。 该仪器可用低电压(220V/380V)法在现
17、场测取变压器阻抗电压Uk、短路阻抗Zk、短路电抗xL、漏电感Lk等参数，这些参数能够灵敏反映变压器绕组动稳定状态；同时还能测取空载电流10、空载损耗P0、空载等值阻抗Z0等能反映铁芯动稳定状态参数。测量准确度均在0.1级和0.2级。单相和三相都可测量，配有专用线，使用很方便。另外，测量结果都可打印。 该仪器用户通过历次测得结果从纵向比较和各相间的横向比较，诊断变压器遭受短路电流冲击后的动稳定状态有无发展（绕组变形、移位；铁芯松动、移位等）和强度，评估变压器的可靠性，判断是否进行大修和更新。经过10500kV百余台变压器检测，均获得满意效果，检测个别有问题的变压器经吊罩验证，检测结果正确。目前完
18、全达到国家标准GB 1074-5规定的所有电抗测量达到的复验性0.2的要求。课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第25页页(10) 交流耐压试验 1） 试验接线 试验接线时被试绕组的引出端头均应短接，非被试绕组引出端头应短路接地，接线不正确时，可能使变压器的绝缘受到损害。 接线图如图所示课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第26页页 2） 试验电压 交流耐压试验电压标准如下表： 课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第27页页 （8） 空载试验 1） 空载试验的目的和意义 空载试验的主要目的是发现磁路中的铁心硅钢片的局部绝缘不良或整体缺 陷，如铁芯多点接地，铁心硅钢
19、片整体老化等；根据交流试验前后两次空 载试验测得的空载损耗比较，判断绕组是否有匝间击穿情况。 2） 三相变压器的空载试验 三相变压器空载试验多用两功率表和三功率表法，试验接线如图:课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第28页页 3）空载试验的注意事项 1、为测量准确，变压器空载试验使用的测量互感器、仪器仪表的准确度不应低于0.5级。 2、空载试验中使用的功率表应选用功率因数等于0.1，准确度不低于0.5级的低功率因数功率表。 3、接线时必须使功率表电流、电压线圈两端子间电位差最小，并注意电流、电压线圈的极性。 4、试验使用的测量互感器极性必须正确连接。 5、精度要求较高的空载试验或对
20、小容量变压器进行试验时，应考虑排除附加损耗的影响。 课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第29页页 （9） 变压器绕组变形测试 变压器在运输过程中受到机械力的作用或是在运行中外部短路使绕组内部遭受到巨大的、不均匀的轴向和径向电动力冲击，从而产生绕组扭曲、鼓包、位移等变形，应此，对变压器进行变形测试是十分必要的。 1） 变压器变形检测方法 主要有：三相测量法、单项测量法、专用仪器法、频响测试法等 变压器在安装完成后，其特征参数电容、电感基本保持不变。当遭受巨大的外力如地震、出口短路等，整体绕组或局部绕组会出现不同程度的位移，而引起特征参数发生改变。检测变压器绕组变形的基本方法就是通过对
21、其特征参数的测量和比较，判断变压器的损伤程度。课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第30页页 1) 三相法测量。 仅适合发电厂所装变压器的试验，高压侧短路，低压侧加压。低压侧所需电源由发电机出口供给试验电源，而且可调。接线如图所示。课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第31页页 2 ) 单相测量法。 如果没有三相可调电源，则可单相测试。一般试验时，低压绕组短路，高压绕组加压。高压绕组为星形接线时，则分三次加压（加压于AB、BC、CA）；高压绕组为三角形接线，则两相加压，一相短接，如AB加压，短接BC；AC加压，短接AB;BC加压，短接AC。计算出75下的短路阻抗值。 上述试
22、验，可以在低于额定电压下进行，也就是试验电压降低，再换算到高压。 国家变压器质检中心强电流试验室先后对66台油浸式电力变压器进行短路阻抗试验，其中有11台短路阻抗试验后的短路阻抗比试验前相差2以上，最大的相差71。吊芯检查发现，这11台变压器的绕组、连接线和支撑件均有不同程度的位移和变形。所以，理论和实践均说明，测量变压器短路阻抗是判断变压器变形的一个有效手段。苏联也采用此法，判断变压器绕组变形很有效果。课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第32页页 用阻抗法判断变压器绕组变形是一种传统方法，将所测的短路阻抗，与原始值或初始值进行比较，根据其变化大小判断绕组是否变形及变形程度，作为被
23、试变压器是否合格的主要依据之一。这种方法的优点是：测试方法简单，并经过多年的实践，已得出判断定量标准，并引人标准之中。国外（如意大利）和国内（如江苏省）对该方法已有成熟经验；重复性好，对变形评估可靠性高。经多次验证，绕组无变形者，1020年测试结果相差不到0.2；当相差达到2.5时，需缩短测试周期并做绝缘检查；当相差大于5时，应立即停运，进行吊芯检查（或吊罩）；受测量技术影响小一些。但该方法存在以下缺点：当绕组变形较小时，短路阻抗值变化太小，难以确认；为了试验结果有可比性，最好每次试验都采用同样手段和仪器仪表。课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第33页页 (10)交流耐压试验(11) 1） 试验接线试验接线时被试绕组的引出端头均应短接，非被试绕组引出端头应短路接地，接线不正确时，可能使变压器的绝缘受到损害。接线图如图所示课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第34页页 2） 试验电压 交流耐压试验电压标准如下表： 课程名称：电气设备试验课程名称：电气设备试验第第35页页
