《变压器试验》PPT课件.ppt

变压器试验,第七章至第十一章,概述,E2=4.44fW210-8在空载时U1=E1U2=E2K=U1/U2=W1/W2,变压器基本工作原理E1=4.44fW110-8,目录,第七章变压器绝缘试验第八章变压器变压比试验第九章变压器的极性和组别试验第十章变压器绕组的直流电阻测量第十一章变压器的空载及负载试验,第七章变压器绝缘试验第一节绝缘特性试验,一、测量绝缘电阻和吸收比1、目的测量绝缘电阻和吸收比是检查变压器绝缘状态最简便而通用的方法。一般对绝缘受潮及局部缺陷较为有效。2、测量设备用2500V兆欧表。,3、测量接线与方法依次测量各绕组对地及绕组间的绝缘电阻。被测绕组引线端短接后接火，非被测绕组引线端均短路接地。测量部位和顺序见下表。,4、吸收比和极化指数吸收比系指用兆欧表对变压器绝缘加压时间为60秒和15秒时测得绝缘电阻的比值，即K=R60”/R15”一般规定K1.3。绝缘受潮或有局部缺陷的变压器的吸收比接近于1.0。对于高压大容量变压器，需用极化指数判断其绝缘状况，即K=R10/R1。一般规定K1.5。,5、绝缘电阻的判断标准主要依靠各绕组历次测量结果相互比较进行判断。(1)交接时，不低于出厂试验值的70%（相同温度下）。(2)予试时，不低于交接或大修后试验值的50%（相同温度下）。(3)当无资料可查时，可参考下表数据：,6、测量时的注意事项测量过程中，在读取变压器绝缘电阻的数据后，应首先将测量引线与变压器被试线圈脱离，再停止兆欧表工作，然后对被测线圈封地，进行充分放电。,7、绝缘电阻的温度换算比较绝缘电阻的数值时,应换算到同一温度（一般为20）下进行。不同测试温度换算至同一温度（20）时的绝阻值比较。换算公式为:R20=Rt1.5（t-20）/10式中R20温度为20绝缘电阻值（）；Rt温度为t时绝缘电阻值（）；举例：t=30时测得Rt=500,换算至t=20时,R20为多少?R20=5001.5(30-20)/10=5001.5=750（）,二、泄漏电流试验1、目的泄漏电流试验和测量绝阻相似，但因施加电压较高，能发现某些绝阻试验不能发现的绝缘缺陷。如部分穿透性缺陷和引线套管缺陷等。适用35kV及以上电压等级变压器。2、测量设备使用直流电压发生器。一般选用100kV电压等级的直流电压发生器即可。,3、测量接线与方法依次将各绕组对地及绕组间施加直流电压。被测绕组引线端短接后接火，非被测绕组引线端均短路接地。测量部位和顺序见下表。,4、试验电压标准,将电压升至试验电压后，读取1分钟时通过绕组的泄漏电流。5、判断(1)20时变压器泄漏电流不大于50A。(2)与历年数据相比不应有明显变化。6、注意事项试验完毕后，将直流电压发生器电压降至“0”，切断电源，用地线对测量线圈充分放电，再拆除引线。,三、测量介质损失角的正切值1、目的该项目主要用于检查变压器是否受潮、绝缘老化、油质劣化、绝缘上附着油泥及严重局部缺陷等。适用于35kV及以上电压等级的变压器。2、测量设备,使用QS1电桥及各种自动电桥。3、测量接线(1)对于双绕组和三绕组变压器，其tg%测量部位如下：,（2）由于变压器的外壳直接接地，所以tg%测量应采用电桥的反接线法，试验电压为10kV。（3）被测绕组引线端短接，非被测绕组引线端均短路接地。,4、QS1电桥的使用（1）测试参数：通过QS1电桥的使用，可以准确的测量和计算被试变压器的介质损耗角的正切值tg%和电容量Cx。（2）有关计算：对于试品的tg%可以直接从QS1电桥读取。对于试品的电容量Cx，通过下式计算：式中滑线电阻值；Cn标准电容器的电容量，50PF；n分流器选择位置所对应的电阻值,（PF）,(3)分流器位置的选择：用QS1电桥测量变压器绕组tg%和电容量Cx时，应注意选择合适的分流器位置。分流器位置取决于被试变压器测量绕组对接地绕组及地的电容量。QS1电桥分流器位置与被试变压器容量的关系见下表：,5、标准要求(1)不同温度下tg值的换算公式为：tg2=tg11.3（t2-t1）/10(2)20时，tg值不应大于下表所列数据。(3)tg值与历次测量数据比较，不应有显著变化（一般不大于30%）。,6计算举例一台35/10kV16000kVA主变，测得介质损值校验测量步骤及接线正确后，用电容量核对：-=-解：-=C1+C12-C1=7141.9-3594.5=3547.4-=C2+C21-C2=11693-8145.6=3547.4即：C1+C12-C1=C2+C21-C2C12=C21,第二节外施工频交流耐压试验1、目的工频交流耐压试验对考核变压器主绝缘强度、检查局部缺陷，具有决定作用。该项目在油及绝缘试验等项目合格后方可进行。工频交流耐压具有破坏性。2、测量接线依次对各绕组对地及各绕组之间进行交流耐压试验。试验时被测绕组的端头均应短接，非被测绕组应短路接地。变压器交流耐压试验接线见下图：,R1=0.5/V限流电阻R2=1/V阻尼电阻Q：静电表,3、试验电压标准,10kV干式变压器：一次24kV，二次DC2.5kV，耐压时间约为一分钟。,4、分析判断在交流耐压试验过程中，主要根据仪表的指示和监听变压器内部的放电声等异常情况进行分析判断。,（1）从仪表指示情况来分析、判断a)在试验过程中，若仪表指示不抖动，说明被试变压器能承受所施加的试验电压而无异常。b)在试验过程中，若电流表指示值突然上升或下降，说明被试变压器内部绝缘击穿。（2）从放电或击穿的声音来分析、判断a)油隙击穿放电；b)油中气体间隙放电；c)带悬浮电位的金属件放电；d)固体绝缘爬电；e)外部试验回路放电。,第八章变压器电压比测量1、目的(1)检查变压器的绕组匝数比的正确性；(2)检查分接开关的状况；(3)判断变压器内是否存在匝间短路（变压器内部故障后）；(4)判断变压器是否可以并列运行。2、测量原理变压器的电压比是指变压器空载运行时原边电压与副边电压的比值，简称电压比，即,原边输入电压，则在绕组中产生的磁通在绕组原、副边产生电势E1及E2。变压器在空载时U1E1，U2E2（因内部压降和漏抗很小），根据电动势平衡关系，则：（V）（V）因此，变压器的电压比为：电压比就等于匝数比。,3、电压比误差标准按国标规定：电压比小于3的变压器，允许电压偏差为1%；其它所有变压器为0.5%（在额定分接位置）。电压比的测量方法一般有双电压表法和变比电桥法。第一节用双电压表测量变比三相变压器的电压比可以用三相或单相电源测量。用单相电源测量时使用的表计少，比用三相电源更容易发现故障相。,对于连接组为Yyn0的变压器：由单相电源加压三次，即加压端子为ab、bc、ca，对应的测量端子为AB、BC、CA。根据测量数据计算如下：,电压比误差百分数,对于连接组为Ynd11的变压器：由单相电源加压三次，即加压端子为ab、bc、ca，非被测相应短接，对应的测量端子为B0、C0、A0。根据测量数据计算如下：,：,电压比误差百分数,第二节变比电桥利用变比电桥能很方便地测出被试变压器的电压比。在被试变压器原边（高压侧）加电压U1则在变压器的副边感应出U2。调整电阻R1，使检流计指零，然后测量和计算得到变比K。目前，国产变比电桥有QJ-35型（指针式），测量变比范围为1.02111.2，准确度0.2%。,第九章变压器的极性和组别试验第一节变压器的极性试验一、极性试验的意义当一个通电绕组中有磁通变化时，就会产生感应电动势。感应电动势为正（驱使电流流出）的一端，称为正极性端，用A（或a）表示；感应电动势为负的一端，称为负极性端，用X（或x）表示。,两绕组绕向相同（左绕）有同一磁通穿过。两绕组内的感应电势在同名端间任何瞬时都有相同的极性。原、副边电压和相位相同，称为“减极性”。如将副边绕组端子标号交换，则同名端子的电势就变成方向相反，电压相位相差1800，和相连后，是和的和，称为“加极性”。,二、试验方法,第二节变压器接线组别试验一、组别试验的意义变压器接线组别是并列运行的重要条件之一。因此，在变压器出厂、交接和大修后都应测量绕组的接线组别是否与铭牌相符。一台三相变压器,高、低压绕组间除了有变比关系外，因三相绕组的连接方式和引出端子标号的不同，其一次绕组和二次绕组对应的线电压间的相位差也会改变。因此不同的相位差代表不同的接线组别。通常用时钟法来确定。变压器接线组别有12组，1组为300电气角。12组300=3600。我国变压器接线组别最常用有Yyn0、YNd11。,二、试验方法确定变压器绕组接线组别的试验方法常用的有直流法和双电压表法（交流法）两种，另外还可以使用各种测量仪器。其中采用直流试验方法如下：用甲电池（1.53.0V）轮流加入变压器的高压侧AB、BC、AC端子，并用万用表记录在低压端子ab、bc、ac上表头的指针指示方向。如图接法，如指针正起，记为“+”；负起记为“-”。,第十章变压器绕组的直流电阻测量测量目的：1、检查绕组接头的焊接质量和有无匝间短路；2、电压分接开关的各位置接触是否良好以及开关实际位置与指示位置是否相符等；3、引出线有无断裂；4、多股并绕的绕组有无断股。直流电阻测量是变压器出厂、交接、大修和予试中必不可少的试验项目。,第一节测量的物理过程变压器绕组可看作被试的电感与电阻串联等值电路。当K1开关合下时，由于电感作用（反电势）电路有充电过程。此时，回路中电流i为：,式中:-测量回路的时间常数t-从加压到测量的时间（s）e-自然对数底e=2.7183,当时，；当时，,电路达到稳定的时间的长短取决于L与R的比值。,主变容量越大，其电感量L越大，R越小。所以，测大容量主变的测量时间t较长。第二节测量方法一、电流电压表法电流电压表法又称电压降法。其原理是被测绕组中通以直流电流，在绕组上测电压降。仪表准确度不应低于0.5级。电流充电稳定后读电压值：,二、平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“电桥法”。常用的直流电桥有单臂电桥、双臂电桥两种。电桥法的基本工作原理如图所示，当R1上的电压降等于R3上的电压降时（UCA=UCB），则A、B两点间没有电位差，即检流计中没有电流，此时i1流经R1和R2，i2流经R3和R4，电桥平衡。被测电阻与桥臂电阻的关系为：,1、单臂电桥准确级：不低于0.2级。测量范围：10106当被测电阻较小时，由引线电阻造成的测量差较大，所以单臂电桥适用于被测电阻大于10的试品。2、双臂电桥准确级：QJ44型，0.2级。测量范围：1011当被测电阻较小时，可以有效减少引线接触电阻的影响，所以双臂电桥适用于被测电阻小于10的试品。,四根导线引出，接到被测电阻RX上。其中C1、C2为电流引线；P1、P2为电压引线。接线时，电压引出线P1、P2应比电流引出线C1、C2更靠近被测电阻R，位置不能互换。,使用方法：双臂电桥上有C1、C2、P1、P2,第三节测量中的注意事项及结果判断一、注意事项1、测量仪表的准确度不低于0.5级。2、连接导线应有足够的截面，且接触必须良好。3、记下变压器器温及周围环境温度。4、为了与以前数据比较，应将不同温度下测得的直阻接下式换算到同一温度，以便比较。换算方法为：式中：Rx换算至温度为时的电阻（）Ra温度ta为时所测得的电阻（）T温度换算系数。铜线为235；铝线为225tx需换算Rx的温度ta测量Ra时的温度,5、测量过程中，不能随意切断电源及拉掉测量引线，否则变压器绕组所具有的较大的电感将产生很高的反电势，对试验人员和设备有一定危险。二、测量结果的判断1、三相电阻不平衡率计算,2、按照交接、予试规程要求如下：（1）1600kVA以上的变压器，相间的差别不大于三相平均值的2%；无中性点引出时，线间差别应不大于三相平均值的1%。（2）1600kVA及以下的变压器，相间的差别不大于三相平均值的4%；无中性点引出时，线间差别应不大于三相平均值的2%。（3）测量值与以前（出厂或交接时）相同部位测量值比较，其变化不应大于2%。,例1：如SFZ7-16000/35主变，A0：0.1285B0：0.1274C0：0.1296,例2：如：S7200配变,AB=7.30BC=7.32CA=7.34Rcp=7.32,三、三相直阻不平衡原因1、分接开关接触不良；2、焊接不良；3、三角形连接绕组其中一相断线；4、多股并绕的绕组断股。实例：今年6月12日，由天津市电科院电气室对北孙庄站#1主变（110kV)进行预防性试验过程中，发现#1主变10KV侧直流电阻三相严重不平衡，三相不平衡率已达8%。,2002年2003年#1主变10KV线圈直流电阻测量数据如下：,色谱分析发现，乙炔含量由去年的0.15变化到6.88。有明显增长,判断主变内部存在金属性放电。,6月23日，由供修厂对该主变进行解体后发现，其10KV线圈C相有三颗断股，且由于匝间绝缘破损，有明显放电痕迹，见照片。,第十一章变压器的短路和空载试验第一节变压器空载试验一、目的1、发现磁路的整体和局部缺陷，检查铁芯的制造工艺和硅钢片的质量。2、可以发现线圈是否存在匝间短路。,二、试验方法1、定义：变压器的空载试验，是从变压器的任一侧绕组（通常是低压侧）施加正弦波额定频率的额定电压，其他绕组开路，测量变压器的空载损耗P0和空载电流I0。,2、使用设备：3只电压表、3只电流表、2只功率表、2只电流互感器及三相调压器。仪表测量精度为0.50.2级，电流互感器为0.2级。3、试验接线：一般采用双功率表法测量三相变压器的空载损耗。接线图如下：,三、空载试验的有关计算1、空载电流：空载电流以实测电流I0占额定电流的百分数来表示,其中：,式中：空载电流百分值空载电流（A）变压器额定电流（A）测量CT电流比,2、空载损耗：变压器的损耗P0等于两个功率表读数的代数和，即P0=P1P2,式中：P0空载损耗（瓦）;P1W1表读数;P2W2表读数。四、注意事项1、量程选择：试验开始前，应首先正确选择测量仪表的量程。对于电压表，按额定电压Ue值选择；对于电流互感器，按5%Ie估算值选择；对于电流表，选5A挡；对于功率表，电压线圈按额定电压Ue值选择；电流线圈选5A挡。,2、功率表的选用在空载试验时，需选用低功率因数功率表（COS=0.10.2）。在交流电路中，有功功率为P=UICOS，变压器感性分量占主要成分，其功率因数COS很低（一般为0.010.2）。3、功率表的读取在测量中，指针式功率表读取的为格数PG，需换算为实际功率数。换算方法为：P=KWPG其中功率常数KW为：KW=KCTUNINCOSW/N(瓦/格)式中UN功率表所选电压量程（V）；IN功率表所选电流量程（A）；COSW功率表额定功率因数；N功率表的满刻度格数；KCT电流互感器倍率。,4、试验电源容量的确定kVA式中：试验所需电源容量kVA变压器额定容量kVA空载电流百分数五、测量结果的判断1、应与出厂值进行比较，不应有较大偏差。2、应与国标中规定的标准值进行比较，应符合国标所规定的范围。（可把国标、规定值再增加I0：+30%P0：+15%）见电力变压器GB1094.11094.5。,第二节变压器负载试验一、目的1、测量短路损耗（PK）和阻抗电压（UK）以便确定变压器能否并列运行。2、计算变压器的效率、热稳定和动稳定，计算变压器二次侧的电压变动率及确定变压器温升。3、可以发现变压器各结构件(屏蔽、压环、轭铁梁等)或油箱壁由于漏磁所至的附加损耗过大和局部过热。4、油箱箱盖或套管法兰等附件，损耗过大并发热。,二、试验方法1、定义：将变压器任一侧绕组（通常为低压绕组）短路，而从另一侧绕组加入额定频率的交流电压，使变压器绕组内的电流为额定值，测量所加的电压和功率。2、使用设备：3只电压表、3只电流表、2只功率表、2只电流互感器及三相调压器。仪表测量精度为0.50.2级，电流互感器为0.2级。3、试验接线：一般采用双功率表法测量三相变压器的负载损耗。试验接线如下图：,三、负载试验的有关计算1、试验温度下阻抗电压：阻抗电压以实测电压UK占加压绕组额定电压的百分数表示：额定电压2、试验温度下负载损耗：变压器的负载损耗PK等于两个功率表读数的代数和，即PK=P1P23、温度系数：Q试验时器温铜T=235铝T=2254、换算至75下负载损耗：5、换算至75下阻抗压降：,四、降低电流时的负载试验有关计算由于负载试验所需容量较大，尤其对容量较大的变压器，在现场试验时，试验电源和调压器的容量很难满足要求。但负载试验中，所加电流与测量电压和损耗呈线性关系，因此规程允许降低电流进行负载试验，并对所测量的数据作以下换算：I试验电流；Ie额定电流；UK在电流I下测得的阻抗电压值；PK在电流I下测得的负载损耗值；,五、测量结果的判断1、应与出厂值进行比较，不应有较大偏差。2、应与国标中规定的标准值进行比较，应符合国标所规定的范围。（可把国标UK75、PK75规定值再增加UK75：10%PK75：+15%）见电力变压器GB1094.11094.5。,六、举例：型式：S7-200200kVAUK%：3.94%额定电压：100005%/400V组别：额定电流：11.55/288.7A1、空载试验：二次加压，一次开路，额定分头。,（1）空载电流百分数（2）空载损耗W标准I0=3.5P0=540W结论：合格。,2、负载试验：从一次加压，二次三相短路,额定分头。器温：12铜线,（1）温度系数：（2）试验温度下负载损耗：PK=P1-P2=2902.5W（3）试验温度下阻抗电压：%,（4）换算至75下负载损耗：Pk75=KQPK=1.2552902.5=3642.6W,（5）换算至75阻抗压降%：,复习题一、填空题1、变压器在进行工频交流耐压试验时，应在及合格后方可进行。2、在使用双臂电桥测量变压器直流电阻时，电压引线P1、P2应比电流引线C1、C2更被测电阻。二、问答题35kV主变作交流耐压试验时，试验电压应为多少?试验过程中有可能发生哪几种放电声?,一、计算题1、一只低功率因数瓦特表额定电压Ue为150V，额定电流Ie为5A，功率因数COS=0.2，满刻度为150格，用此表测量时，指针在100格上，问此表指示的功率值是多少?2、一台SJ-30/10变压器，测得12时的负载损耗