干式变压器试验指导.doc

键入公司名称变压器实验指导丛书键入文档副标题目录1、编制说明-32、变压器试验项目的性质和程序-32.1、变压器测量和联结组别标号检定-42.2、绕组电阻测定规程-42.3、绝缘例行试验-62.4、外施耐压试验-72.5、短路阻抗和负载损耗测量规程-82.6、空载试验和空载损耗测量规程-102.7、感应耐压试验-122.8、局部放电测量规程-132.9、声级测量规程-132.10、变压器零序阻抗测定规程-142.11、雷电冲击试验-162.12、温升试验-193、附录-20 1、编制说明 试验工作指导书是根据GB1094.11-2007、GB1094.1,21996、GB1094.3，5-2003、GB/T10228-1996、JB/T501-2006等标准的要求,按照公司现有的试验设备的具体情况及试验经验编制的，是我公司干式变压器试验操作方法的依据。特殊变压器试验也可以参照进行。它规定了变压器试验项目的性质和程序，制订了所做试验项目的试验规程。因本规程是根据我公司现有的试验设备、仪器具体情况制订的，故添置新型设备仪器时，须经修订，方可实施。因短路承受能力试验需委托外单位试验，故未制订试验规程，待委托时，提出试验技术要求。在实际执行中，如遇不当之处，可随时提出，加以修订。2、变压器试验项目的性质和程序本程序未注明的试验项目属例行试验。1、 电压比测量2、 联结组标号检定3、 绕组电阻测量4、 绝缘电阻测量5、 外施耐压试验6、 阻抗电压及负载损耗测量7、 感应耐压试验8、 局部放电测量9、 空载损耗及空载电流测量10、雷电冲击试验（型式试验）11、三相变压器零序阻抗测量（特殊试验）12、温升试验（型式试验）13、声级测量（特殊试验）2.1、电压比测量和联接组别标号检定1、适用范围 适用于各种变压器成品或半成品各对绕组，所有分接位置电压比联结组的测定。电压比测定有“电桥法”、“双电压表法”和“标准互感器”三种，本规程采用“标准互感器”法进行测量。2、使用仪器仪表 变压器匝比测试仪ZB3A智能型（山西机电设计研究院自动化所） 变压器匝比测试仪SR2000（河北保定斯锐）3、根据GB1094.1-1996，电压比允许误差范围如下： 主分接：a:规定电压比的0.5%； b:实际阻抗百分数的1/10；取a,b的最小者，对于目前我公司情况，阻抗电压为6%时，偏差小于0.5%；阻抗电压为4%时，偏差小于0.4%。其他分接；按协议，但不低于a,b中的较小者。4、具体操作规程见使用说明书；2.2、 绕组直流电阻测定规程1、适用范围 所有变压器成品或半成品电阻测定。2、应用仪器仪表变压器直流电阻测试仪JD2510、JD2520、（金迪科学仪器有限公司）JYR-20D(金源科学仪器有限公司)。3、测量过程3.1采用电桥法测量线圈直流电阻，电流档位选择见F2.2-1。电阻范围100m-401m81m-31m1.5采用档位1A5A10A20A F2.2-13.2测量时，应准确记录当时环境温度（摄氏）。3.2.1、对测量半成品电阻时，应以当时室温作为试验温度。3.2.2、当产品温度较高时，应停放一段时间，待温度降至室温时再进行测量。3.2.3、当被使变压器长时间静放，且不受外来热源的影响，其周围温度亦可以作为线圈温度。3.3、测量时，非被使线圈均应开路，所施加的直流电源应不大于线圈额定电流的1/5。3.4、根据线圈直流的设计值，按F2.2-1选择合适的电流档位。按JD2520B使用说明书正确接线和操作。3.5、带有分接的线圈，应在所有分接下测量直流电阻。3.6、不论线圈是D接或Y接，均测定其线电阻；当发现线圈有故障时，加测相电阻。4、试验结果处理4.1计算三相（包括各相应分接）的直流电阻不平衡率，以三相中实测最大值减去最小值作分子，三相平均值作分母进行计算。4.2国家标准规定绕组电阻不平衡率：对于2500kVA及以下的配电变压器，其不平衡率相为4%，线为2%，630kVA及以上的电力变压器，其不平衡率相（有中性点引出时）为2%,线（无中性点引出时）为2%,注：如果三相变压器的直流电阻值，由于线材及引线结构等原因超过规定时，除应在例行试验记录实测值外，还应写明引起这一偏差的原因，使用部门应将直流电阻值与出厂实测值进行比较，并且与同温度下出厂实测值的相应变化不大于2%。4.3根据国家标准我们厂制定了相应的内控标准，直流电阻三相不平衡率相为4%，线为2%，低压电阻不平衡率线按F2.2-2控制。容量1000kVA1250kVA1600kVA2000kVA2500kVA线电阻不平衡率22.32.62.83.0F2.2-24.4如遇三相电阻不平衡率超过F2.2-2中规定，应重测，查明原因，详细记录，应通知技术部门，进一步查明原因，采取措施；如确属线材或引线结构原因引起，应在出厂试验报告中注明原因，按合格出厂。2.3、绝缘例行试验1、适用范围变压器成品及半成品的绝缘电阻测定。2、应用仪器仪表JD2705A数字兆欧表（金迪科学仪器有限公司）。3、试验过程3.1成品测试部位详见下表序号被测绕组（火线）接地部位（地线）1高压低压、铁心、接地螺栓2低压高压、铁心、接地螺栓3铁心接地螺栓注：同一电压侧的所有线端均连接在一起。3.2绝缘电阻用JD2705A数字兆欧表测量，具体操作规程见JD2705A使用说明书。3.3绝缘试验要求35kV、4000kVA及以上和66kV及以上应提供绝缘电阻(R60)和吸收比（R60/R15），330kV及以上应提供绝缘电阻、吸收比及极化指数(R10min/R1min)，测量时使用5000V、指示量程不低于100000 M的绝缘电阻表；其他中小型变压器只提供绝缘电阻，测量时使用2500V、指示量程不低于10000 M的绝缘电阻表。绝缘电阻表的精度不应低于1.5%。5. 试验结果处理电压等级400V6kV10kV35kV铁心对地绕组绝缘电阻（M）50200300100010若测得数值不符合相应标准，应慎重复试，查找原因，复试仍不合格，则判定该产品绝缘特性不合格。2.4、外施耐压试验1、适用范围 电压等级35KV及以下干式变压器。2、 试验设备、仪器、仪表：2.1、外施耐压试验设备：外施耐压试验设备1套： AG2000。试验变压器的额定高压，应大于试品的最大试验电压；其额定电流应大于试验时的最大电容电流。即试验容量 SX2fCXU2*10-3其中： CX-试品的最大电容，F U-最大试验电压，V并且要求输出波形尽可能为正弦波。2.2、仪表： 电压表、电流表都采用有效值表，其准确度不低于0.5级，最好用峰值电压表。2.3、高压测量装置（即分压器）3、外施耐压试验部位及其接线方法：被试部位（火线）接地部位（地线）高压线端低压线端、接地螺栓低压线端高压线端、接地螺栓注：1、各侧线端均应用导线封起来。2、外壳必须可靠接地。4、试验过程：4.1、外施耐压试验电压时，必须有3人以上，方可进行试验。4.2、试验接线：选择适当的试验设备，将其高压端与被试品牢固连接，其低压端和外壳与被试品外壳牢固连接，即可进行外施耐压试验。4.3、在升压的过程中，当升至40% 试验电压及以上时，应按每秒3% 的应试电压匀速上升，当升压至75% 时，应按每秒2% 的速度升压至应试电压。4.4、仔细观察指示仪表和试验装置，如无异常现象（仪表无摆动、被试品物异常响声），持续时间（60S）后，应快速降压至最低值，然后跳闸，切断电源，被试端挂上接地杆后，再拆换试品。4.5、 如在升压或持续试验过程中，出现异常现象，应立即降压或跳闸，待排除故障后再复试。5、试验现象的判断：5.1、 在试验过程中，如属下列情况者，均判断为试品合格。试验装置无异常现象（表针不摆动），试品无异常响声；试品有放电声，但试验装置无异常，没有放电火花及灼痕，都判定为合格。5.2、 在试验过程中，若出现下列情况之一者，则判断为试验不合格，需要反馈有关部门返工。5.2.1、若试品内有放电声并伴有火花，试验装置出现异常现象，复试时，电压下降明显。5.2.2、试品内有放电声，表针很稳，有放电火花及灼痕，复试后仍如此。5.3、 返工产品修后复试达到5.1 条要求后，仍可判定为试品合格。2.5、短路阻抗和负载损耗测量规程1、适用范围：干式变压器负载试验。2、试验设备：2.1、供电设备：250kVA调压器。2.2、 测量仪器：电压互感器、电流互感器精度不低于0.2 级；电压表，电流表、低功率因数瓦特表精度不低于0.5 级。3、试验方法：3.1、采取三相电源供电，电源波形应近似正弦波。3.2、根据电源满足被试品电压、电流的程度，选择高压或低压端子供电（相应地将低压或高压端子短路）。3.3、测量回路采用两（或三）互感器，两（或三）瓦特表法。如果试品电压较低而电流较大则电压表和功率表的电压值应直接从试品端子上测量。3.4、负载试验应在每对绕组之间进行，直至试完所有各对绕组为止。4、准备工作：4.1、将电源线和电压测量线连接到受电端子（其接触面积不小于绕组端子的横截面积，以使接触电阻引起的损耗足够小），另一绕组端子短路，短路用铜板的横截面积应大于端子的横截面积，并可靠坚固。4.2、检查电流和电压互感器的倍数选择是否合适，连线是否正确，电压、电流互感器的倍数选择，应使电压、电流达到需要值时电压、电流、功率表指示值在2/3量程左右；电压互感器二次不能短路电流互感器二次不能开路。配电盘、试验台及开关柜的各个开关位置正确，待一切无误后方可进行试验。4.3、 记录填写各仪表倍数、试品温度t,并计算试品的直流电阻损耗，以备换算75 的负载损耗。5、 试验过程：5.1、仪表校正：送电前应校正电压表、电流表、功率表，使其指示为零。5.2、送电试验：首先合闸试送电，无异常现象后，将电流升值试品受电端子额定电流的1/2以上（最好是额定电流），迅速读取瓦特表示值和电流、电压示值。然后降压至零位、切断电源。5.3、若试品为三绕组变压器，此时应换接另一对绕组，按6.2条的方法进行负载试验，如此，直至三对绕组试完为止。6、 计算 按GB1094.1-1996和JB/T501-2006有关规定进行计算与校正75 时的负载损耗PK75和阻抗电压UK75。7、 结果判断：根据GB1094.11-2007技术参数和要求进行判断：若实测75 负载损耗PK75小于标准负载损耗（1+15%），实测75阻抗电压UK75在标准（或合同）阻抗电压（1+10%）范围内，为合格。否则为不合格。找出原因后，以反馈单通知有关部门返工。2.6、空载试验和空载损耗测量规程1、适用范围：适用于干式变压器和各种特种变压器的空载试验。2、试验设备：2.1、供电设备：250kVA调压器。2.2、 测量仪器：电压互感器、电流互感器精度不低于0.2 级；电压表，电流表、低功率因数瓦特表精度不低于0.5 级。3、试验设备的选用：3.1、电源设备的选择： 试验电源的选择：应有足够的容量（大于试验室及容量的2倍以上），保持电压稳定并为实际上的工频正弦波形；三相对称。3.2、仪器、仪表的选择： 互感器、电流表、电压表、瓦特表量程应根据产品来选择。尽量达到读数准确方便，并保证测量线路电压、电流不得超过仪表所承受的电压、电流。4、 试验方法：一种是单相空载试验，另一种是三相空载试验；三相空载试验一般采用两只互感器，两只瓦特表法测量，也可采用三只互感器，三只瓦特表法测量。试验电压采用平均值电压表和有效值电压表同时测量，当试验电流、电压不超过表的量限时，可不采用电流、电压互感器。4.1、 单相空载试验4.1.1、对于单相变压器，可在低压侧a，x 端单相送电，施加电压为：U=UND（UND为低压侧额定电压或应试电压）。4.1.2、对于三相变压器，当低压线圈为Y或YN联结时，施加电压为：U=2UND/3从a-b侧供电，c-o端或c相上的其他线圈短路，测POab和IOab；从b-c侧供电，a-o端或a相上的其他线圈短路，测PObc和IObc；从a-c侧供电，b-o端或b相上的其他线圈短路，测POac和IOac；4.1.3、对于三相变压器，当低压线圈为D或DN联结时，施加电压为：U=UND从a-b侧供电，b-c端或c相上的其他线圈短路，测POab和IOab；从b-c侧供电，a-c端或a相上的其他线圈短路，测PObc和IObc；从a-c侧供电，a-b端或b相上的其他线圈短路，测POac和IOac；4.2、三相空载试验对于三相变压器，低压侧三相送电，其余均开路，处于地电位的铁心、外壳均应接地。开口三角联结的绕组在试验时应闭合。5、注意事项：5.1、瓦特表的接线必须注意电流线圈和电压线圈的极性，并使其两点之间电位差最小。5.2、电压互感器一次侧要与负载并联，测量端子不准短路。其一端子和外壳必须接地，对于分级绝缘电压互感器，必须将分级绝缘端点接地。电流互感器一次线圈与负载串联，测量端子不准开路，一端和外壳必须接地。6、试验过程：6.1、 空载试验必须要有2人以上方可进行试验，须严格检查线路，确认无误后开始送电，首先慢慢升高试验电压，观察仪表指示是否正常，然后升到试验电压，特别是作为检查性空载试验时，更应注意，发现异常，立即断电。6.2、 应试电压要以平均值电压表为准，三相空载试验时，应试电压应以三相线电压的算术平均值为准。批量试验中小型变压器时。允许以a、c（A、C）的线电压为准6.3、 应试电压以平均值电压表为准，调准后，立即由两人读取瓦特表指示数值P0 ，再读取电流表指示数值I0 ，然后降压，跳闸。根据JB/T501-2006中的有关公式对6.3条中测得的数据进行校正。6、 结果处理：被试品的空载损耗、空载电流符合国家标准（GB/T6450-86），各相空载损耗关系合理；试验过程中无异常现象，即为合格。否则，为不合格。分析判断原因后，以反馈单通知有关部门返工。2.7、感应耐压试验1、适合产品：干式变压器的感应试验，是考核纵绝缘的电气强度。2、 试验原则2.1、 感应倍数变压器感应试验电压倍数，为额定电压的2倍。2.2、感应耐压试验持续时间t（秒S），用下式计算:t=120fN/fS(S);式中： fN-试品的额定频率Hz；FS-试验电源频率Hz；如fN=50Hz，fS=100Hz，则t=60s；如fN=50Hz，fS=200Hz，则t=30s；但试验电源频率再高，试验持续时间t也不得小于15s；3、 试验设备：中频发电机组：BPZ50-28及感应试验控制台。4、 试验过程接线完毕后，所有人员远离试验区；试验员鸣笛后合发电机启动、运行开关；调节发电机励磁，给试品升高励磁电压。当电压升至75%应试电压时，应按2%的速率；升至100%应试电压时，应立即用秒表计时。在其持续时间过程中，如果电压波动在3%范围内，可不再调整电压，待持续时间达到预定时间，立即开始降压，迅速降至最小。电动灭磁，跳闸，鸣笛，该变压器试验完毕。5、 试验现象的判断;5.1、 试品无放电声，试验装置无异常现象（表针无突然波动，感应耐压后复试空载数据正常）。5.2、试验装置出现异常现象，复试空载，空载电流大。则判断试品不合格，需反馈有关部门返工。5.3、 修后，复试达到5.1条要求后，仍可判断为试品合格。2.8、局部放电测量1、试品范围：16000KVA/35KV级及以下的干式变压器。2、 仪器：2.1、 测量仪器用LDD-5/C局放测试仪。2.2、 方波发生器用LDC-5校准器。2.3、 输入单元用LDM-5/U检测阻抗，配50电缆线。3、试验过程：按国家标准GB1094.11-2007第5.10条进行接线和试验；按LDD-5/C局放测试仪的操作说明书进行操作。4、结果判断：4.1、当测得的局放量值大于国家标准时，应根据放电波形确定造成的原因。4.2、当测得的局放量值大于国家标准很多时，说明试品内部有异常现象或试品外部环境放电干扰引起，应对测量回路进行检查和清理环境后再试。4.3、当测得的局放量值符合国家标准时为合格。4.4、当测得的局放量值大于国家标准40%以下，并有下降的趋势，无必要再进行处理。这时，可与用户协商经确认后出厂。2.9、声级测定规程1、适用范围：16000KVA/35KV级及以下的干式变压器。2、 测量仪器设备HS5660型脉冲声级计及变压器空载试验设备仪器。3、试验过程：根据国家标准GB1094.10-2003中的有关规定作试验前的准备并进行试验。测量设备操作按使用说明书中的有关规定进行。4、测量结果处理：如果试验前后、背景的平均声压级之差大于3dB，且较高者与未修正的平均A计权声压级之差小于8dB，则本次测量无效，应重新进行试验。但是，当未修正的平均A计权声压级小于保证值时除外。此时，应认为试品符合声级保证值的要求。这种情况应在试验报告中予以记录。如果这两个背景噪声平均A计权声压级中的较高者，与未修正的平均A计权声压级之差小于3dB，则本次试验无效，应重新进行试验。但是，当未修正的平均A计权声压级小于保证值时除外。此时，应认为试品符合声级保证值的要求。这种情况应在试验报告中予以记录。注：1、虽然标准允许试品与背景的合成声级同背景声级之间有小的差值，但仍需尽力使其差值不小于6dB。 2、当背景声级与合成声级之差小于3dB时，应考虑用其他的测量方法进行测量。试验接受准则未修正声压级与较高的背景声压级之差试验前的背景声压级与试验后的背景声压级之差结论8dB-接受8 dB3 dB接受8 dB3 dB重新试验3 dB-重新试验注：如果未修正声压级小于保证值，则认为试品符合声级保证值的要求。这种情况应在试验报告中予以记录2.10、变压器零序阻抗测定规程1、适用范围： 零序阻抗测定，是三相电力变压器成品的特殊试验项目，只有在新产品鉴定或用户要求时，才进行测定。2、试验中的注意事项：2.1、 在额定频率下，测定在三相星型连接或曲折型联结中，联接在一起的线路端子与中性点端子之间的以每相欧姆数表示的零序阻抗。2.2、零序阻抗Z0，以每相欧姆数表示，其值等于3U0/I0,即Z0=3U0/I0式中U0、I0分别为试验电压和试验电流。2.3、在失去安匝平衡时，电压U0与电流I0之间的关系，通常不是线形的，亦即零序阻抗往往与电流有关。据此，试验电流I0值越来越近似额定电流值In值，零序阻抗越接近真实值。但也许考虑以下几个方面的因素，来确定施加电流I0值。2.3.1、试验电流I0不得超过中性线的设计电流（In/4），即I0In 。2.3.2、当变压器带有辅助三角形联结的绕组时，试验电流I0值保证该三角形联结绕组中的电流不要过大。2.3.3、自耦变压器的串连线圈与公共线圈一起构成一个测量回路，公共线圈自己构成一个测量回路。因此，在零序阻抗测量时，所施加的试验电流I0不得大于自耦两侧额定电流之差。2.3.4、全为星型连接的绕组，施加电压U0不得超过正常运行的相电压。2.3.5、测量零序阻抗的送电时间，应当尽量短，以避免金属构件过热。2.4、带有分接的绕组，应在额定分接测量零序阻抗。2.5、零序阻抗，取决于绕组和导磁元件的结构布置。因此，在不同绕组上测量时，可能有差异。3、仪器仪表设备：250kVA调压器，单相电源。4、试验过程：根据国家标准JB/501-91中的有关规定进行试验接线和试验并计算出试验结果。2.11、雷电冲击试验1.适用范围适用于电压等级35kV，容量16000kVA及以下的干式变压器。2.试验电压的选择：线端雷电冲击电压值，按G311.1-83表5查取。全绝缘三相中性点不引出的试验电压值，即施加于三相并联线端全波电压值，应等于该线端应试冲击电压值的70；但对电压为20kV及以下的变压器，加到线端上的电压，应等于该线端冲击电压值减去1/2额定电压。2.1、雷电冲击电压波形2.1.1、标准波形雷电冲击电压波形，应是平滑无振荡的，标准波形如下：雷电冲击全波电压波形：1.230/5020S。确定波形的方法：见GB311.3-83第4.1.24.1.4款。2.1.2、允许的波形当由于绕组的电感小或地电容大，不能合理的得到标准波形时，允许波形有振荡；允许波前时间较长或半峰值时间较短，允许较大偏差，可于用户协商，但不得超过以下偏差。2.1.2.1、允许的波形振荡对峰值附近的过冲和振荡，只要其单个波峰的幅值不超过峰值的10，是允许的。2.1.2.2、允许的全波波形若要得到标准的雷电冲击全波波形时间，往往引起振荡（或过冲），幅值超限；若要保证振荡（或过冲）幅值，将使T1/T2时间超限。因此二者必须兼顾：在振荡幅值不超过施加电压峰值10的前提下，应尽量拉长T2时间，缩短T1。直接施加于中性点端子上的冲击全波波前时间T1允许较长，但不得大于13S。3、试验仪器设备SJTU-450冲击电压发生器一套；TCF450-0.0003电容分压器一台；BX-96冲击电压发生器控制装置一台；4、试验接线及过程按GB7449-87及GB1094.3-2003、GB311.3-83中的有关规定进行试验。5、试验结果的分析及判断5.1、试验合格与否的判断雷电冲击电压试验结果的分析判断，主要是靠全试验电压与半试验电压下，或几次全试验电压下，所记录的“三种示伤波形”分别比较有无畸变来判断。若100试验电压下与50应试电压下，或几次100应试电压下，所记录的“三种示伤波形”，分别比较，无明显差异，试品无异常响声，并复试空载试验合格的产品应判断为该试品雷电冲击试验合格。若上述“三种示伤波形”分别比较，有明显畸变或试品有异常响声或复试某相不合格，并通过分析或查找验证，试品之外无异常，即确系试品本身故障引起，则判断为该试品雷电冲击不合格。但应尽量分析和查找出试品的故障原因和部位，以“反馈单”通知有关部门返工。修复后复试。5.2、示伤波形畸变原因的分析5.2.1、试品之外的原因发现示伤波形变化后，仔细检查试验电路，测量电路，接地方式和铁心接地情况，确定它们是否会产生干扰，如发现疑点，应加以消除或尽量减小其影响。例如，多级冲击电压发生器中，由于各级点火时间不同，可能使电流示伤波形的高频振荡部分（波前时间为峰值的50以下的时间范围内）的幅值稍有变化，但其基波频率不便。5.2.2、全波电压波形畸变的原因分析：用电压示伤波形来判断故障是不够灵敏的，如发现电压波形畸变时，则说明试品绝缘中出现了较大的故障。引起全波电压波形畸变有以下几种原因：A、 被试绕组加压端部的主绝缘对地或中性点击穿时，将使电压波形突然下跌（中性点电流示伤波形幅值突然增大），低压电容电流示伤波形突然下跌。B、 沿被试绕组发生爬电逐渐发展成完全闪烙时，电压波形一般呈阶梯状逐渐下跌。C、 沿被试绕组的某一部分闪烙时，将使试品阻抗降低，因而半峰值时间T2减小，并且波形上还可能出现高频振荡（两种电流示伤波形出现明显的高频振荡，中性点电流示伤波形幅值也突然增大）。D、 范围不太大的故障，如段间、匝间击穿时，一般电压示伤波形很难看出变化，有时也可能在基波上出现附加的高频振荡。在高压端部出现局部故障时，电压波形上可能出现不相符的变化特征（这些故障在两种电流示伤波形图上可以看出明显变化）。5.2.3、全波两种电流示伤波形畸变的原因分析：两种电流（中性点电流和电压电容电流）示伤波形图，反映故障比较灵敏，是判断故障性质及部位的主要依据。A、 中性点电流：若电流明显增大，则表明被试绕组内部出现故障；若电流便小时，则表明被试绕组