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设备电气验收试验 基础知识 本次学习计划 1 知道主要试验项目的意义 也就是说每一项试验项目是什么 有什么局限性 2 懂得基本的数据判定 能做出基本判定结果 预计要讲的内容主要有 1 标准的选择 2 常规试验项目的意义 与基本接线与标准值 3 试验数据的基本判断 4 试验报告的审核 5 油色谱数据基础分析知识 附加 一 交接验收试验标准的选择供电公司电气试验验收常用的标准有两个 国标GB50150一2006 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 行标DL T596 1996 电力设备预防性试验规程 或各省公司自定的 试验规程 国标规定的试验项目比较多 全 行标规定的试验值有的比前一个高 比如10kV变压器交流耐压试验 一次对二次及地的试验值 交接验收标准是28kV 预防性试验规程是30kV 二 常规试验项目的意义与接线以变压器为例 国标GB50150中规定的试验项目有 1绝缘油试验或SF6气体试验 2测量绕组连同套管的直流电阻 3检查所有分接头的电压比 4检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性 5测量与铁芯绝缘的各紧固件 连接片可拆开 及铁芯 有外引接地线 绝缘电阻 6非纯瓷套管的试验 7有载调压切换装置的检查和试验 8测量绕组连同套管的绝缘电阻 吸收比或极化指数 9测量绕组连同套管的介质损耗角正切值tan 10测量绕组连同套管的直流泄漏电流 11变压器绕组变形试验 12绕组连同套管的交流耐压试验 13绕组连同套管的长时感应电压试验带局部放电试验 14额定电压下的冲击合闸试验 15检查相位 16测量噪音 容量为1600kV A及以下油浸式电力变压器的试验 可按本条第1 2 3 4 5 6 7 8 12 14 15款的规定进行 干式变压器的试验 可按本条第2 3 4 5 7 8 12 14 15款的规定进行 电气设备的验收试验包括油务试验和电气试验 电力设备在投运前电气试验主要有型式试验 出厂试验和验收试验 用途各不同 型式试验主要考察制造厂的设计能力 这在招标订货时用 出厂试验考察制造厂的制造过程 验收试验考察设备在运输 安装的情况 后两种在验收中使用 验收的电气试验主要包括三种 绝缘试验 性能试验 符合性检查绝缘试验是验收试验中的基本试验 是验收电气试验的重要内容 试验目的是检验电气设备的绝缘性能 保证电气设备具有良好的运行水平 以变压器为例说明绝缘试验的项目和意义 了解变压器的绝缘结构分类 变压器绝缘分为主绝缘和纵绝缘 主绝缘包括 1 高 低压线圈间绝缘 线圈对地 铁心 油箱 绝缘 2 引出线对地和其他线圈的绝缘 3 分接开关对地和其他线圈的绝缘 纵绝缘包括 1 同一线圈的不同线饼间 层间 线匝间及线圈对静电环间的绝缘 匝间绝缘 2 同一线圈各引出线间绝缘 3 分接开关各部分间的绝缘 1 测量绕组连同套管的直流电阻 试验意义 绕组直流电阻是为了检查变压器绕组的质量及回路的完整性 具体的就是检查发现因制造或运行中由于振动和机械应力 故障等原因造成的导线断股 断裂 接头开焊 接触不良 匝间短路等缺陷 还可检查分接开关指示位置是否正确 如无载分接开关位置乱 没有到位等 还能计算绕组温度 施加部位 变压器绕组回路 具体位置 见图试验方法 使用直流电桥 常用标准 1 6MVA以上变压器 相间的差别不应大于三相平均值的2 线间差别不应1 1 6MVA及以下的相间差别不大4 线间差别不大于2 与以前比较变化不大于2 试验常见异常 因充电时间短 测量接线处赃 氧化 分接开关触头处氧化等原因 可造成测量数据不准确 不平衡系数增大甚至超标的现象 试验接线不正确如电压和电流端子接错 将测量线接至螺母上 测量线连接不良等引起测量结果误差增大 处理 分接开关动静触头氧化最常见 尤其在不常用的档位进行测试常遇到 在试验前可将分接开关上下调节几次 靠触头间的摩擦破坏氧化膜后再进行试验 一般缺陷反映 大多数为接触不良 也有绕组存在断股或短路 但在验收时不常见 注意 无载分接开关调节后必须测量直流电阻后方可投运 知识点 1 直流电阻测试的作用 2 为什么无载开关变换分接后需要测试直流电阻 能用变比代替吗 2 检查所有分接头的电压比 试验意义 检查变比与铭牌相符 保证其正确性 检查变压器是否存在匝间短路 检查分接开关位置是否正确 判断变压器是否满足并列运行的条件之一 用直流电阻检查分接开关位置是否正确 花费的时间很长 用电压比就比较方便 因此在测试直流电阻之前 可先用电压比确定分接开关的位置正确 基本试验方法 如图接线或使用变比电桥 这是单相变压器电压比试验接线 常用标准 各相应接头的电压比与铭牌值相比 不应有显著差别 且符合规律 电压35kV以下 电压比小于3的变压器电压比允许偏差为 1 其它所有变压器 额定分接电压比允许偏差为 0 5 其它分接的电压比应在变压器阻抗电压值 的1 10以内 但不得超过 1 一般缺陷反映 分接开关位置不正确 3 检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性 试验意义 判断变压器是否满足并列运行的条件之一 一般缺陷反映 绕组连接不正确 但出现的情况极少 4 测量铁芯的绝缘电阻 有外引线 试验意义 铁心只允许一点接地 如果有两点或多点接地 在接地点之间便形成了闭合回路 当变压器磁通穿过此闭合回路时就会产生环流 环流将会造成铁心局部过热故障 甚至烧毁某个金属部件及其绝缘 测量穿心螺栓 铁轭夹件 绑扎钢带 铁心 线圈压环及其屏蔽等绝缘电阻 吊芯时 试验意义 与铁芯绝缘电阻相同 当上述部件两点接地后 通过接地形成闭合环 在交变磁场中就会产生环流而造成过热 常用标准 与以前测试结果相比无显著差别 使用1000V兆欧表一般不低于1000兆欧 一般缺陷反映 箱底部绝缘不良 可能原因有箱底部积水使绝缘纸板受潮 箱底有异物或污物等 试验常见异常 试验时将绝缘击穿 检查使用的兆欧表的电压是否过高 建议一般使用1000伏的兆欧表 知识点 1 为什么要测铁心对地绝缘 2 测试变压器铁心绝缘时对兆欧表有什么要求 5 有载调压切换装置的检查和试验主要项目 测量切换时间试验意义 切换开关动作的快慢 影响断弧和过渡电阻工作 动作慢 就断不了弧并烧毁过渡电阻 通过测量切换开关有单到双或由双到单的切换时间和过渡波形 可以发现触头烧损情况如何 触头动作是否灵活 过渡电阻是否开路 阻值变化 切换时间有无变化 主弹簧是否疲劳变形 各紧固部件是否牢靠 动力矩和负荷力矩的配合是否有变化 检查动作顺序 动作角度 测量过渡电阻的阻值试验意义 检查过渡电阻是断裂或老化 接触否良好 切换开关油室绝缘油试验试验意义 检查油的电气强度 其他试验 略 知识点 知道录波和切换时间测试的意义 试验常见异常 测量切换时间时 波图上过程清晰但常有较多的毛刺 多是由于动 静触头氧化膜造成过渡过程中接触不好所致 可以将开关多切换几次或增大试验电源的容量 用较大的电流冲破氧化膜 带绕组测试 测试仪面板测试线插座引出的测试线 根据测试线颜色的不同 按黄 绿 红 全部分别接于变压器有载开关侧绕组引出套管的A B C相 黑色线接到变压器有载开关侧绕组的中性点上 6 测量绕组连同套管的绝缘电阻 吸收比绝缘电阻就是介质两端加上直流电压 介质中就会有电流流过 然后根据欧姆定律计算出的值 通过的电流在绝缘专业中叫做泄漏电流 试验意义 绝缘电阻是最简单的测量方法 可以发现影响绝缘的异物 绝缘受潮和脏污 绝缘油严重劣化 绝缘击穿和严重热老化等缺陷 施加部位 主绝缘 测量表为兆欧表 分手动和电动两种 基本试验方法 被试绕组短路后接兆欧表的 L 端 其他绕组短路接地 兆欧表 E 端接地 必要时 如设备表面潮湿 赃污 G 端接屏蔽 常用标准 绝缘电阻换算至同一温度下 与前一次测试结果相比应无明显变化 吸收比 10 30 范围 不低于1 3一般缺陷反映 吸收比或极化指数不合格反映绕组受潮 绝缘阻值显著降低一般反映较严重的进水性受潮 绝缘临近击穿时绝缘阻值下降更为显著 吸收比 电气设备大多不是单一绝缘 单一绝缘如支柱瓷瓶 绝缘棒等 是由多种绝缘材料组成 如纸 油 漆等等 这种结构叫做夹层绝缘 当加有直流电源时 夹层绝缘会有三种电流 电导电流 泄露电流 电容电流 充电电流 吸收电流 极化电流 充电电流 吸收电流一般不超过1分钟 最后都降为零 泄漏电流始终存在 当直流电压不变时 是一个恒定值 所以绝缘测试一开始电流较大 以后逐渐衰减 1分钟左右稳定在泄漏电流上 用60秒与15秒绝缘电阻的比值称为吸收比k 吸收比k是 1的数 吸收比是判断绝缘状况的一种方法 绝缘良好者k 1 3如绝缘受潮 泄漏增大 k值会减小 大容量设备 吸收过程较长 用吸收比不能反映介质电流吸收全过程 也就是说 1分钟时 吸收过程尚未结束 公式中除 泄漏外还有一部分的 吸收 因此吸收比值可能较小 易出现误判断 为更好地判断绝缘是否受潮 需要测极化指数 K2 10分钟 1分钟一般大于1 5吸收比和极化指数不进行温度换算 试验常见异常 绝缘电阻测试常见的异常是绝缘阻值高低变化比较大 除温度影响外 油质的影响也比较大 如验收值比出厂值大很多 多是油的影响 验收值低于出厂值 有的下降很多 超过规程的规定 这时要首先核对测试条件 如温度 然后将绝缘值折算到统一温度下进行比较 但折算温度差一般不要超过5 超过这个温度差 折算的准确率会下降较多 然后检查油质 有时配给的新油也会发生油质低劣的现象 如果发生吸收比较高 但绝缘值较低的现象 一般都是油质不好 这时检测的油介损也较高 试品表面赃污或环境湿度较大 处理 清扫设备 试验时加屏蔽消除试品表面影响 试验仪表保证良好 试验时放置平 稳 知识点 1 什么是绝缘电阻 2 吸收比的意义 7 绕组连同套管的交流耐压试验试验意义 用超过试品额定电压一定倍数的工频高电压 代替设备运行时可能承受的内部操作过电压 加压1分钟的试验 可以有效地发现绝缘集中性缺陷 主绝缘受潮 开裂 绕组移位 松动 引线距离不够 绝缘附着污物 变压器存在气隙等 施加部位 主绝缘 标准 按规定试验值加压1分钟 一般缺陷反映 大多数是因为引线位置移位 距离改变或内部有残存气体 交流耐压时的电压按电容分布 符合实际运行情况 因施加的电压较高 缺陷容易暴露 更容易发现绝缘薄弱点 交流耐压试验时 被试绕组要端头短接 非被试绕组必须短路接地 试验常见异常 内部有放电声 变压器安装时气体未放净 内部留有异物 基本试验方法 使用升压器直接加压 8 额定电压下的冲击合闸试验试验意义 投入空载变压器时 会产生励磁涌流 其值可达6 8倍额定电流 产生很大的电动力 为了考察变压器的机械强度 同时考察励磁涌流能否造成继电保护误动 需做冲击试验 拉开空载变压器时 有可能产生操作过电压 为了检查变压器绝缘强度能否承受全电压 或操作过电压 需做冲击试验 常用标准 新装变压器进行冲击合闸时 中性点必须接地 一般由高压侧空载投入全电压冲击 冲击次数 5次 冲击合闸的时间间隔一般按 变压器第一次受电后持续时间应不少于10分钟 以后间隔时间分别为5分钟 即受电时间和停电时间各为5分钟 全电压下空载合闸时必须保证变压器中三角形接线已封角和分接开关位置正确 直流电阻测试必须合格 否则在合闸过程中极易造成分接开关或绕组放电故障 9 检查相位检查意义 变压器需与其他变压器或不同电源线路并列运行时 必须先做好检查相位工作 两者相序相同才能并列 否则会造成相间短路 其他试验项目 了解 大容量或35kV及以上电压等级的变压器需要加做的试验项目 1 测量绕组连同套管的介质损耗角正切值tan 或称介质损耗因数 试验意义 绝缘受潮 油劣化变质 绝缘中有气隙放电等 主要检测整体普遍性缺陷 难以反映局部缺陷 施加部位 主绝缘 等值电路 tan 为介质损耗角的正切值 由于是比值因此数值与材料几何尺寸无关 复合绝缘介损公式 tan C1tan 1 C2tan 2 C1 C2 所以试品容量越大 tan 反映缺陷越不灵敏 所以变压器tan 测量检出缺陷的灵敏度较低 而套管 互感器等小容量设备tan 效果较好 介质损耗因数的基本试验方法简介介质损耗因数试验要使用交流电桥 交流电桥的基本原理图如图 当直流电桥平衡时 有RX R2 R3 R4 R2 R3 R4都是固定值 因此可以求得RX值 交流电桥平衡时 有ZX Z3 ZN Z4 有Z3 ZN Z4也是固定值 因此可以求得ZX 交流电桥平衡与直流电桥平衡的不同点是 直流电桥是电阻成比例平衡 而交流电桥是阻抗成比例平衡 除阻抗值成比例达到平衡以外 阻抗角也要达到平衡 交流电桥平衡时 ZX Z3 ZN Z4 具体见高压试验教材 当电桥平衡时 有 1 RXCX R4C4 因为tan IRX ICX U RR U CX 1 RXCX 所以 tan R4C4 为便于计算 当电桥在生产时 取R4 1000 而 2 f 100 代入 则tan 100 1000 C4 106C4若C4以微法为单位 则tan C4所以 被试品的tan 可由C4的数值直接反映出来 将C4的数以百分数表示 则可直接读取tan 的百分值 而CX R4CX R3 R4 CX都是固定值 因此从R3数值可以反映出CX的大小 电桥平衡 只要调节R3和C4即可 知识点 1 什么是介质损耗因数 2 介质损失因数试验的局限性是什么 3 介质损失因数试验的正 反节线各适合怎样结构的设备 2 测量绕组连同套管的直流泄漏电流试验意义 原理与作用同绝缘电阻一样 但试验电压较高 灵敏度和准确度大于绝缘电阻 电压调节比较灵活 直流试验对绝缘的损伤较小 直流耐压与泄漏电流试验的试验方法相同 但作用不同 前者考察耐电强度 电压较高 时间也较长 后者用于绝缘检查 施加部位 主绝缘 常用标准 与前一次测试结果相比应无明显变化 试验常见异常 主要因测试环境原因 如天气潮湿 使泄露电流无故障偏大等 此时需要加屏蔽试验 屏蔽一般加到套管上端第二个瓷裙处 靠近高压端 如果加的位置不正确 会影响到测试数据的准确性 一般缺陷反映 绝缘受潮 常与绝缘电阻对应分析 基本试验方法 使用直流发生器 直流发生器由倍压箱和操作箱组成 知识点 1 泄漏电流试验与绝缘电阻试验有什么相同点 2 泄漏电流试验的优点 性能试验性能试验主要目的是检验设备制造和大修的水平 如变压器损耗试验 温升试验 变比试验 互感器的角差试验 开关同期 动作特性试验 如测速试验 等 3 空载电流和空载损耗 短路阻抗和负载损耗试验 1 空载电流和空载损耗试验意义 检查铁心质量 片间绝缘不良 硅钢片短路等都会使空载电流和空载损耗增大 2 短路阻抗和负载损耗试验意义 短路阻抗是判断变压器是否满足并列运行的条件之一 查找故障 漏磁通所引起的附加损耗过大 绕组匝间短路 大型变压器低压绕组中并联导线短路或换位错误 现在通过低压阻抗测量来检查变压器绕组是否出现严重的失圆变形 4 绝缘油试验或SF6气体试验油中溶解气体色谱分析项目意义 当变压器内部出现异常过热时 会引起变压器油的分解 并产生气体 所以产生气体的源头是油 原因是热 电流引起的异常发热和绝缘不良引起的放电的结果都是热 油中的一氧化碳和二氧化碳的源头是纸 所以油色谱分析可以依据一氧化碳和二氧化碳的变化判断故障是发生在裸金属部分还是由纸包裹的线圈内部 油色谱是变压器最重要的检测项目 常用标准 特征气体为氢气 乙炔和由甲烷 乙烷 乙烯 乙炔相加后的总烃 验收时 氢气小于10 L L 乙炔为0 总烃小于20 L L 运行时 氢气小于150 L L 乙炔为5 L L 总烃小于150 L L 常用分析方法 三比值分析法 一般缺陷反映 氢气超标为受潮 乙炔为内部放电 总烃超标一般反映内部过热 油的电气强度试验影响电气强度的主要原因是油中的水分和杂质 尤其是后者 当它与高含量的溶解水结合时 对耐用水平降低十分显著 故障 缺陷 诊断试验故障试验主要是进行故障诊断 如果出现下面三种情况下的试验就属于故障诊断试验 要求要找出故障大致部位 判明故障类型 成因 严重程度等 最后得出是否能继续运行的结论 1 正常停电状态下进行的交接 检修验收或预防性试验中一项或几项指标超过标准 2 运行中出现异常被迫停电进行检修和试验 3 运行中出现其它异常造成事故停电 但变压器尚未解体 吊罩 三 试验数据的基本判断 基本判断方法 1 数据规程比较 与试验规程 试验标准比较 2 数据纵向比较 与历史数据比较 验收时与出厂试验数据比 3 数据横向比较 与同类设备比较 上述三个分析法中的重点是与规程比较和数据纵向比较 实际应用中往往是先与规程相比 在数据没有超出规程值后再与历史数据相比 检查其是否有显著的变化 国网公司新颁布的 状态检修试验规程 中特别增加了对历史数据比较的要求 横向比较主要应用于对测量值产生怀疑时 需要用同类设备测量值进行验证性比较 比如查找缺陷时 对A相电流互感器介损的测量值有怀疑时 可以通过对相同类型的B相和C相互感器的测量值进行比较 以确认A相电流互感器介损值是否确实有问题 四 试验报告的审核见分类课件 DL T596 1996 电力设备预防性试验规程 主要试验数据规程要求值汇总 1 油中溶解气体色谱分析总烃大于150 L L 氢气大于150 L L 乙炔大于5 L L 为注意值 2 绕组直流电阻不平衡系数 1600kVA以上 相间2 线间1 1600kVA及以下 相间4 线间2 变化不大于2 3 绕组绝缘电阻 吸收比或极化指数绝缘电阻无显著降低 必要时换算至同一温度下 吸收比 大于1 3极化指数大于1 5 4 绕组的tan 介质损耗因数 66 220kV 0 8 35kV及以下 1 5 5 电容型套管的tan 和电容值110kV及以下 1 0 220kV以上 0 8 电容量 5 6 绝缘油试验110 220kV击穿电压 35kV 35