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变压器试验排版 品质保证部 第一章 概论 一试验目的1质量管理2新材料新工艺的适用3产品开发二工作范围1工序即半成品试验 铁心装配 绝缘装配 器身装配2成品试验 例型试验 型式试验 特殊试验 第一章 概论 三标准企业标准行业标准国家标准国际标准标准不是一成不变的 第二章 电压比 并联条件 电压比相等 联结组别相等 阻抗相等 测变比用平衡电桥法 利用电位差级原理 以被试变压器为一臂 标准互感器为另一臂 当指令仪平衡时 便可测出被测物的变比 第三章 绕组绝缘的特性试验 1 绝缘电阻 R 是指自加电压开始至60秒时读取的仪表的指示值 吸收比60秒与15秒的绝缘电阻值之比 极化指数10分钟与1分钟的绝缘电阻比值2 绝缘电阻 温度特性 温度上升绝缘电阻的绝对值减小 第三章 绕组绝缘的特性试验 3 绝缘电阻绝缘特性试验吸收比极化指数介质损耗冲击 雷电和操作 绝缘强度工频感应 第四章 外施耐压试验和局部放电测量 第一节 外施耐压试验一 外施耐压试验根据不同的电压等级幅值要求1外施电压要求 波形 正弦波加电压时间1分钟50HZ 第四章 外施耐压试验和局部放电测量 2试验结果的分析和判断 当试验电压达到规定值时 如果试验电流和电压不发生突然变化 产品内部没有可闻的放电声 试验声音平稳无异常 可认为试验通过 第四章 外施耐压试验和局部放电测量 二 局部放电测量1意义 符合标准 若超过标准 找出原因 排除放电点 起始电压和终止电压 2型式 内部放电 表面放电 电晕 3现象 热 光 声音 电流脉冲 现在一般的测量方法 第四章 外施耐压试验和局部放电测量 第二节感应耐压试验一 感应耐压试验的目的和意义 感应耐压试验是出厂试验的重要项目之一 对于全绝缘的变压器 通常用该项试验产品的纵绝缘 绕组的匝间 层间和段间以及相间的绝缘强度 对于分级绝缘的电力变压器和试验变压器 对其绕组线段的主绝缘和本身的纵绝缘 往往用感应耐压试验同时考核 第四章 外施耐压试验和局部放电测量 二 感应耐压试验的的有关标准1 感应耐压试验的倍数 对于电力变压器一般采用额定电压的两倍 2 对全绝缘变压器 加在不带分接开关的线圈两端的试验电压等于两倍的额定电压 但线端试验电压不超过限值 对于分级绝缘的单相变压器 通常在中性点端子接地的情况下作感应耐压试验 3 对试验电压波形的要求 操作方法 电压测量以及过压保护 均与外施耐压试验的要求 第四章 外施耐压试验和局部放电测量 三 全绝缘变压器的感应耐压试验根据电磁感应原理 感应电动势为 试验线路图 第四章 外施耐压试验和局部放电测量 四 分级绝缘变压器的感应耐压试验 我国现行生产的电力变压器 110kV级的绝大部分和220kV 330kV及500kV级都是分级绝缘的变压器 这种变压器的线端和中性点的绝缘水平不同 但是线端对地和相间的绝缘水平是相同的 如果按照线端的绝缘水平去试验 中性点就超过试验电压了 按照中性点的绝缘水平去试验 线端还没有达到试验电压 因此 就必需按照单相感应的方法来进行试验 第四章 外施耐压试验和局部放电测量 1 单相分级绝缘变压器的试验方法 采用支撑变压器的一侧与被试变压器的低压并联 在支撑变压器的另一侧获得与试品同相位的感应电动势 用支撑变压器的电压抬高中性点的点位 使线端达到试验电压 2 三相分级绝缘变压器的感应耐压试验方法 用支撑变压器将中性点的电位提高 从而使线端达到试验电压 三相分三次试验 可采用自支撑的方法 第四章 外施耐压试验和局部放电测量 第三节局部放电测量一 变压器局部放电试验的目的 实践表明 许多变压器的损坏不仅是由于过电压引起的 而是由于多次过电压的积累效应和长期在工频工作电压下局部放电造成的 绝缘介质中的局部放电能量很小 但由于它长时间存在 会对绝缘材料产生破坏作用 最终导致绝缘击穿 为保证变压器在规定寿命期间内 不致因局部放电而损坏 必须确定一个合理的允许放电量 第四章 外施耐压试验和局部放电测量 二 测量原理和基本测试回路1 局部放电试验采用的是测量视在放电量 而不是其实际放电量 用视在放电量来表征实际的放电情况 2 三相变压器局部放电测试回路3 试验电压施加时序 第四章 外施耐压试验和局部放电测量 4 根据GB1094 3 85变压器的局部放电允许值q规定 1 U1 Um 2 当时 q值不大于500pC 3 当时 q值不大于300pC 第四章 外施耐压试验和局部放电测量 三 结果分析 在试验观测过程中 试验电压不产生突然下降 并在施加电压30min的最后29min内 所有测量端子上视在电荷量的连续水平低于规定的限值 并没有明显地 不断地向接近接近这个方向增长的趋势时 则试验为合格 第五章空载试验与负载试验 第一节空载试验一 空载试验的目的和意义 空载损耗使变压器在运行中时刻都在产生能源损失 因此把它控制在一定范围内 对变压器的经济运行和节约能源都有重要意义 第五章空载试验与负载试验 二 空载试验的电源试验用同步发电机的容量为空载容量的5倍以上试验时一般用其额定电压 第五章空载试验与负载试验 三 空载试验原理及接线1 原理 空载试验以平均值电压表为准加额定电压 记录空载损耗和空载电流并同时记录有效电压表的读数 2 接线 第五章空载试验与负载试验 第二节负载试验一 负载试验的目的和意义 变压器的负载试验 是在变压器一侧将绕组的线端短路 在另一侧供给额定频率的额定电流 这时两侧的线圈中都流过额定电流 因而产生了漏磁通 绕组中除了有额定电流产生的电阻损耗外 漏磁通在绕组中和结构件中所产生的损耗叫做附近损耗 合在一起称为负载损耗 即负载试验时测得的损耗 负载试验时使短路绕组中产生额定电流所施加的电压为阻抗电压 一般以额定电压的百分数表示 第五章空载试验与负载试验 无论大小变压器 负载损耗都占总损耗的大部分 通过对负载损耗的分析可以检查出变压器在结构上和制造上的缺陷 阻抗电压也是变压器并联运行的重要条件之一 第五章空载试验与负载试验 二 负载试验的有关标准和要求1 阻抗电压和负载损耗都应符合GB1094 1的要求 2 负载试验应在主分接上进行 3 双绕组变压器从试品的一侧供给额定电流 另一侧短路 只测量一次 而三绕组变压器应在成对的绕组间进行 其他绕组开路 第五章空载试验与负载试验 三 负载试验方法 变压器的负载试验 通常是使较大额定电流的一侧绕组短路 另一侧绕组处于额定分接位置 施加额定频率的额定电流 此时 所测的损耗就是负载损耗 所测的电压占额定电压的百分数就是阻抗电压 标么值 单相变压器和三相变压器的两功率表测量和三功率表测量均与空载试验的接线图基本相同 第五章空载试验与负载试验 四 三相变压器的单相负载试验 三相变压器的单相负载试验是通过对各双相负载损耗的分析比较 观察负载损耗在各相的分布状况 以发现绕组在制造中的缺陷 它是查找故障的有效方法 当供电绕组为星形连接时 应分布从较高电压侧A B B C C A供给电源 施加额定频率的额定电流 测量A B相的损耗为PAB 电压为UAB B C相的损耗为PBC 电压为UBC C A相的负载损耗为PCA 电压为UCA 第五章空载试验与负载试验 三相的负载损耗按下列公式进行计算 校正参考温度的计算方法同三相试验方法 第五章空载试验与负载试验 当供电绕组为三角形接法时 除分双相施加电源外 还应依次短路一相 A相短路 BC相供电 B相短路 AC供电 C相短路 AB相供电 施加电流为 第五章空载试验与负载试验 此时 三相的负载损耗与阻抗电压按下列公式进行计算 校正参考温度同三相变压器 式中 三相的负载损耗 三相的阻抗电压百分数 第六章温升试验 第一节目的 温升试验的目的 1 验证变压器的冷却系统能否将最大总损耗产生的热散出去 达到热平衡时 油顶层高出环境温度的温升不超过规定的温升限值 2 验证在所有分接下 任一绕组高出环境温度的平均温升不超过规定的温升限值 第六章温升试验 3 验证除铁心 绕组以外的电气连接线或油箱中的结构件是否有局部过热 GB1094 2 96未规定这一温升限值 但要求温升不能过高 以免使与其相邻的部件受到热损坏或使油过快老化 通常要求温升不超过80K 可通过特殊试验进行探讨 见GB1094 2的附录B 第六章温升试验 第二节变压器冷却方式代号 ONAN 油浸自冷 ONAF 油浸风冷 OFAF 强油风冷 OFWF 强油水冷 第六章温升试验 第三节温升限值 油顶层温升 油不与大气直接接触的变压器为60K 油与大气直接接触的变压器为55K 绕组平均温升 65K 对于铁心 绕组外部的电气联接或油箱中的结构件 不规定温升限值 但仍然要求温升不能过高 以免使与其相邻的部件受到热损坏或使油过快老化 一般不大于80K 第六章温升试验 第四节温升的试验方法 国家标准GB1094 2 96规定 测定油浸式变压器的稳态温升的标准方法是短路接线的等效试验法 通常是将试品电压较低一侧的出线端子短接 从高电压一侧供给总损耗 测定顶层油温升和底部油温升 接着降低输入电流为额定电流 测定绕组的平均温升 球队绕组对周围油的铜油温差 加上总损耗下的油平均温升 通过计算得到额定电压和额定电流下绕组的平均温升 第六章温升试验 第五节温升试验中局部过热的分析判断方法 温升试验过程中 即使内部存在着局部过热 从测定顶层油温度 底部油温度和绕组平均温度 也不会显示出异常的温度值 变压器外部产生的局部过热可用红外扫描摄影技术对油箱表面和电气接线端子的局部温度进行监测 找出局部过热点 并进行处理 变压器内部的局部过热可通过温升试验前 试验过程中和试验结束后定时对变压器内部油中溶解气体的色谱分析结果来进行分析判断 从分析结果中的CO CO2 H2 CH4 C2H6 C2H4和C2H2的不同含量和产气速率来判定过热的温度范围及故障性质 第七章雷电冲击和操作冲击试验 1 变压器在运行中可能受到各种过电压袭击 通过试验考核产品绝缘强度 暂时过电压 工频耐压试验 操作过电压 操作冲击试验 雷电过电压 雷电冲击试验 第七章雷电冲击和操作冲击试验 2 试验标准和有关规定 1 绝缘配合 考虑系统中可能出现的各种过电压 保护装置特性和设备绝缘特性 确定输电系统中各种电气设备的绝缘水平 从而使设备绝缘故障率或停电事故降低到经济上和运行上都可以接受的水平 2 适用于变压器的绝缘配合方法 惯用法 三次耐压法 在预期的最大过电压与冲击耐受电压间根据设备绝缘性能与运行经验 选取合适安全裕度系数 第七章雷电冲击和操作冲击试验 3 标准中规定举例 标准雷电全波波形 波前时间T1 1 2 s允许偏差 30 半峰值时间 T2 50 s允许偏差 20 第七章雷电冲击和操作冲击试验 3 冲击电压的测定 1 测定方法 测量球隙 分压器 峰值表电压表 分压器 示波器 记录波形用高压示波器 第七章雷电冲击和操作冲击试验 2 测量系统 分压器 电阻式阻容式和电容式 高压引线 阻尼电阻 测量电缆及测量仪器 冲击峰值电压表 指示冲击电压峰值 高压示波器 测量电压幅值和波形变化 第七章雷电冲击和操作冲击试验 4 雷电冲击试验 1 试验前准备检查试品仪器设备和系统 试验回路 试验回路包含主回路 测量回路和截断波回路 高压引线布置 对接地物和油箱的距离足够大 接地 试品接线除被试端子外均应直接接地 第七章雷电冲击和操作冲击试验 2 波形调节 全波波头时间调节 估算波头时间公式 调节波头时间T1 主要是调节波头电阻阻值 全波波尾时间调节 高阻抗试品 同理调节波尾电阻阻值来调节波尾时间T2 第七章雷电冲击和操作冲击试验 5 故障探伤 示伤 信号引取示伤元件 电阻元件示伤波形图中性点电流波形图电容传递电流 第七章雷电冲击和操作冲击试验 6 试验结果分析 1 产品合格主要依据 若全电压下所记录的电压和电流瞬变波形图与降低电压下所记录相应波形图无明显差异 则试验通过 2 回路中影响示伤图变化的因素同步系统影响接地部分放电高压部分放电其他影响 第七章雷电冲击和操作冲击试验 3 示伤波形图分析全波试验的电压波波形图分析主绝缘对地故障 电压波将突然下降沿绕组一部分闪络时 将使T2减小全波试验的电流波形图分析中性点电流 明显增大表明绕组内部故障 变小表明绕组对地或对相邻绕组故障电容传递电流 被试绕组内部或对地故障时会突变 频率变化 幅值可能降低 对相邻绕组故障时 幅值突然增高 频率变化畸变可能由局部击穿或严重放电引起 应区分内部故障和外部影响 第七章雷电冲击和操作冲击试验 4 示伤波形图分析截波试验示伤波形图分析若截断前畸变 故障分析与全波相同若截断后畸变 应根据情况判断试品是否故障较大故障 变化严重 频率变化 容易判断 较小变化比较复杂 应考虑截断时间不同对示伤图的影响 第七章雷电冲击和操作冲击试验 采取的措施 1 加超声波示伤手段 2 降低电压 反复查找原因或人为改变截断时间 记录示伤图变化 3 分析在全试验电压下 不同次数波形情况 做必要复试 4 注意回路各环节 消除放电影响 第七章雷电冲击和操作冲击试验 7 操作冲击试验 1 试品接线加压方法 高压入波和低压 中压 感应入波采用冲击电压发生器产生操作冲击波 2 调波波头时间调节估算波头时间公式波尾时间估算操作波试验时 在试验电压下 铁心往往达到饱和 使试