毕业论文-电力变压器试验方法综述

1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文哈尔滨理工大学学士学位论文- PAGE II - PAGE II -电力变压器试验方法综述摘 要电力变压器是将某一数值的交流电压或电流变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压或电流的电气设备，特点是空载损耗值极低。电力变压器在电力系统中使用非常广泛，其运行状况直接影响电力系统正常运行，因此应当按照相关标准对其进行试验，以便于维护、维修，以便及时发现缺陷。本文对电力变压器试验进行了全面的论述，简介了电力变压器类型、中国电力变压器的状况、电力变压器试验前的必要信息；对部分电力变压器物理参数测量试验论述，侧重点为变压比测量、绕组直流电阻测量、三相变压器零序阻抗测量和部分

2、绝缘特性测量；电力变压器基本耐压试验类型：外施耐压试验、感应耐压试验、局部放电测量、雷电冲击电压试验、操作冲击电压试验；针对电力变压器极限运行状态和工作运行状态进行的试验： HYPERLINK l _Toc327876788 短路试验和 HYPERLINK l _Toc327876789 温升试验及相关的 HYPERLINK l _Toc327876790 损耗试验；部分电力变压器特殊部件、附属设备、对环境影响的试验： HYPERLINK l _Toc327876793 油流带电测量 HYPERLINK l _Toc327876794 、无线电干扰测量 HYPERLINK l _Toc3278

3、76795 、变压器声级测定 HYPERLINK l _Toc327876796 、 变压器油试验 HYPERLINK l _Toc327876797 、冷却装置试验、 HYPERLINK l _Toc327876798 分接开关试验；根据相关的国内外文献资料对电力变压器试验现今状况进行的总结。关键词: 变压器；电力变压器；电力变压器试验Summarize on Test Method of Electric Power TransformerAbstractPower transformer is a numerical communication will voltage or curre

4、nt into the same frequency of another or several numerical different voltage or current of electrical equipment, the characteristic is no-load loss value is extremely low. Power transformer in the power system using very extensive, its operation condition directly affect the normal operation of the

5、power system, so shall, in accordance with the standards of the test, in order to facilitate the maintenance, the maintenance, so that the timely discovery defects.In this paper, the electric power transformer testing discussed comprehensively, and described the power transformer type, China power t

6、ransformer, the status of power transformer before the test of the necessary information; Part of power transformer physical parameters measurement test, this paper focuses of variable pressure than measurement, winding dc resistance measurement, three-phase transformer zero sequence impedance measu

7、rement and part of the insulating properties measurement; Power transformer basic pressure test type: induced overvoltage withstand test, partial discharge measurement, lightning shock voltage test, operation of impulse voltage test; In the power transformer limit running state and working state of

8、the test: short circuit test and temperature rise test and related loss test; Part of the special parts power transformer, accessory equipment, the environmental impact of test: duct charged measurement, radio interference measurement, transformer testing, and come to the transformer oil test, cooli

9、ng device test, the lead switch test; According to relevant literatures on power transformer test current situation of summary.Keyword: Transformer; Power Transformer; Power Transformer TestingPAGE II- - PAGE IV -目录摘要 = 1 * ROMAN IAbstract = 2 * ROMAN II TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc328558282 第1章

10、 绪论 PAGEREF _Toc328558282 h 1 HYPERLINK l _Toc328558283 1.1 课题背景 PAGEREF _Toc328558283 h 1 HYPERLINK l _Toc328558284 1.2 电力变压器的类型 PAGEREF _Toc328558284 h 1 HYPERLINK l _Toc328558285 1.2.1 配电变压器 PAGEREF _Toc328558285 h 1 HYPERLINK l _Toc328558286 1.2.2 箱式变压器 PAGEREF _Toc328558286 h 3 HYPERLINK l _Toc

11、328558287 1.2.3 高压、超高压电力变压器 PAGEREF _Toc328558287 h 3 HYPERLINK l _Toc328558288 1.3 我国电力变压器的发展状况 PAGEREF _Toc328558288 h 3 HYPERLINK l _Toc328558289 1.3.1 铁心材料 PAGEREF _Toc328558289 h 4 HYPERLINK l _Toc328558290 1.3.2 工装设备 PAGEREF _Toc328558290 h 4 HYPERLINK l _Toc328558291 1.3.3 变压器工艺设计 PAGEREF _To

12、c328558291 h 4 HYPERLINK l _Toc328558292 1.3.4 生产能力 PAGEREF _Toc328558292 h 5 HYPERLINK l _Toc328558293 1.3.5 电力变压器试验标准 PAGEREF _Toc328558293 h 6 HYPERLINK l _Toc328558294 1.3.6 电力变压器试验项目 PAGEREF _Toc328558294 h 7 HYPERLINK l _Toc328558295 第2章 物理参数测量 PAGEREF _Toc328558295 h 8 HYPERLINK l _Toc3285582

13、96 2.1 电压比测量 PAGEREF _Toc328558296 h 8 HYPERLINK l _Toc328558297 2.2 绕组直流电阻测量 PAGEREF _Toc328558297 h 9 HYPERLINK l _Toc328558298 2.3 三相变压器零序阻抗测量 PAGEREF _Toc328558298 h 12 HYPERLINK l _Toc328558299 2.4 绝缘特性测量 PAGEREF _Toc328558299 h 14 HYPERLINK l _Toc328558300 第3章 耐压试验 PAGEREF _Toc328558300 h 16 H

14、YPERLINK l _Toc328558301 3.1 外施耐压试验 PAGEREF _Toc328558301 h 16 HYPERLINK l _Toc328558302 3.2 感应耐压试验 PAGEREF _Toc328558302 h 17 HYPERLINK l _Toc328558303 3.3 局部放电测量 PAGEREF _Toc328558303 h 18 HYPERLINK l _Toc328558304 3.4 雷电冲击电压试验 PAGEREF _Toc328558304 h 20 HYPERLINK l _Toc328558305 3.5 操作冲击电压试验 PAGE

15、REF _Toc328558305 h 23 HYPERLINK l _Toc328558306 第4章 短路和温升 PAGEREF _Toc328558306 h 25 HYPERLINK l _Toc328558307 4.1 短路试验 PAGEREF _Toc328558307 h 25 HYPERLINK l _Toc328558308 4.2 温升试验 PAGEREF _Toc328558308 h 27 HYPERLINK l _Toc328558309 4.3 负载损耗试验 PAGEREF _Toc328558309 h 32 HYPERLINK l _Toc328558310

16、4.4 空载损耗试验 PAGEREF _Toc328558310 h 33 HYPERLINK l _Toc328558311 第5章 特殊试验 PAGEREF _Toc328558311 h 37 HYPERLINK l _Toc328558312 5.1 油流带电测量 PAGEREF _Toc328558312 h 37 HYPERLINK l _Toc328558313 5.2 无线电干扰测量 PAGEREF _Toc328558313 h 38 HYPERLINK l _Toc328558314 5.3 变压器声级测定 PAGEREF _Toc328558314 h 39 HYPERL

17、INK l _Toc328558315 5.4 变压器油试验 PAGEREF _Toc328558315 h 39 HYPERLINK l _Toc328558316 5.5 冷却装置试验 PAGEREF _Toc328558316 h 41 HYPERLINK l _Toc328558317 5.6 分接开关试验 PAGEREF _Toc328558317 h 41 HYPERLINK l _Toc328558318 结论 PAGEREF _Toc328558318 h 43 HYPERLINK l _Toc328558319 致谢 PAGEREF _Toc328558319 h 45 HY

18、PERLINK l _Toc328558320 参考文献 PAGEREF _Toc328558320 h 46 HYPERLINK l _Toc328558321 附录I PAGEREF _Toc328558321 h 49 HYPERLINK l _Toc328558322 附录II PAGEREF _Toc328558322 h 52- PAGE 10 - PAGE 53 -绪论课题背景电力变压器是电力系统中重要的设备，现代随着生产生活对电力需求的增加，电力输送的要求提高，对电力变压器的功率及安全性能等要求日益升高，这些都提高需要设计新型电力变压器，新型电力变压器研发需要进行大量的试验，在

19、试验中收集的数据可以使我们更加了解电力变压器性能，可以及时修改电力变压器的设计方案；电力变压器设计、制造、出厂、运行、维护、维修甚至回收的每一个步骤都离不开试验，研究电力变压器的试验方法在某种意义上就是研究电力变压器这个整体。电力变压器的类型电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压或电流变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压或电流的设备。电力变压器是根据电磁感应的原理制造的，并经过多年来的不断完善、改进后，逐步形成现在的油浸电力变压器和干式电力变压器产品。我国中小电变压器最初是以绝缘油为绝缘介质发展起来的；进入20世纪90年代，干式变压器在我国才有了很快的发展1。配电变压器

20、干式电力变压器1885年发明和制作的变压器都是干式变压器。直到20世纪初，人们发明了高绝缘强度、高导热能力的变压器油，并以此作为变压器的绝缘介质，才解决了当时干式变压器由于绝缘和散热的限制而导致的电压上不去、容量上不去的问题，满足了当时工业化进程中用电量急剧增加和电压级次逐渐提高的需求，使油浸式变压器的发展得到长足的进步，与此相对的结果，干式变压器的发展几乎一度停滞不前。第二次世界大战以后，全球经济迅速恢复和发展，城市人口数量、高层建筑、地铁交通、大型商业中心和社会公共设施等等激增。由于油浸式变压器的安全性能不高、防火性能差而且容易对环境造成污染，因此需要一种抗燃性好的变压器来满足人口密集区和

21、特殊场所的安全供电需求。由于干式变压器没有变压器油的火灾隐患和污染，且采用了具有阻燃性的绝缘材料，安全性较高，是该类场所较理想的电力设备。早期应用的干式变压器是浸渍式结构，与油浸式变压器类似，用玻璃丝包线绕制的，浸绝缘漆。浸渍式变压器绕组的制造设备简单、制作容易，但承受短路的能力相对较差，系统的防潮与防尘能力均不够，往往变压器停用再投入使用时，可能因为周围的环境影响而产生受潮甚至凝露，使绝缘电阻大大降低，因此投运前必须进行清理和干燥处理。为了弥补干式变压器绕组防潮性能差的问题，国外研制生产了环氧树脂浇注干式变压器（ORDT）和Nomex纸绝缘的敞开式通风冷却干式变压器（OVDT）。如，1964

22、年，德国AEG公司研制IH第一台400kVA/20kV的环氧树脂浇注式干式变压器，其突出的优点是防火性能好，不污染环境，电气和机械性能都比较优越。这期间，美国西屋公司南波士顿变压器厂开发了敞开式通风冷却干式变压器，这种变压器采用了真空压力浸漆工艺VPD工艺（用固体含量100%的无溶剂树脂漆处理绕组工艺，包括预热、真空干燥、真空浸漆、保持真空、加压、滴干、固化等过程。处理后的绕组表而被一层牢固的树脂所包裹密封）防潮性能得到了较大的改善。为提高绕组抗短路电流的能力，对低压绕组采用连续式绕组，这种结构的绕组经VPI工艺处理后承受短路电流的能力得到了很大的挺高。与此同时，法国Transfix公司还采用

23、聚芳胶合成绝缘纸Nomex开发了VDT包封式通风冷却的H级绝缘干式变压器。Nomex是美国杜邦公司的专利技术，可制作H级干式变压器的绝缘材料。环氧树脂型和敞开式通风型干式变压器易于批量生产，使用和维护方便，与早期浸渍式变压器相比优点明显，尤其是机械强度高、绝缘强度高、运行稳定可靠，因此得到了迅猛的发展。目前，这两类干式变压器己成为国外干式电力变压器的主流类型产品，其中ORDT主要应用在欧洲市场，OVDT主要应用在美国市场。20世纪50至60年代，国内出现了非包封式绝缘带缠包铜导线绕制的B级绝缘敞开式通风冷却干式电力变压器，我国沈阳第二变压器厂曾是早期生产浸渍式变压器的知名企业。产品型号为SG3

24、系列，由于这种变压器容量和电压受到限制，且绝缘材料价格昂贵、绕组整体密封性差、技术性能不能满足要求、安全运行的可靠性低、故障率高、绝缘寿命短，所以推广应用受到了很大的限制。目前，这种结构的干式电力变压器已很少被选用，仅船用等小容量低压干式变压器还有一定的市场。20世纪80年代以来，随着我国城市基础设施建设规模的不断扩大和高层建筑的日益增多，对干式变压器的需求越来越大。国内有制造厂家开始从国外引进环氧树脂浇注式干式变压器制造技术并迅速投入生产。从20世纪80年代末起，我国陆续从欧洲引进了先进的薄绝缘环氧浇注式干式变压器技术，使环氧树脂浇注式干式变压器在我国得到了广泛的认同和应用，并成为我国干式变

25、压器市场中的主流产品。环氧树脂浇注干式变压器与国内原有的浸渍式变压器和环氧树脂加石英粉的厚绝缘干式变压器相比，无论是安全性、运行可靠性还是经济回报，都明显提高。20世纪90年代初期，国内的制造厂家看重环氧树脂浇注式干式变压器的潜力和经济利润，纷纷引进生产。全国已有百余家制造厂生产该类产品的变压器，据不完全统计，年产量已超过10000MVA。由浸渍式干式变压器的科技进步和采用杜邦公司Nomex纸为基础的绝缘系统，结合Reliatran技术而研发出的非包封H级干式变压器，是目前国内绝缘等级最高的干式电力变压器。由于它大量应用了真空压力浸渍工艺，具有防火性能良好、温升均匀、绝缘的寿命长等优点，使No

26、mex纸绝缘浸渍式干式变压器的运行可靠性和安全性得到显着提高，这类浸渍式干式变压器已在国内变压器市场得到高度推广应用2。油浸式电力变压器S9系列配电变压器，S11系列配电变压器，卷铁心配电变压器，非晶合金铁心变压器。为了使变压器的运行更加完全、可靠，维护更加简单，更广泛地满足用户的需要，近年来油浸式变压器采用了密封结构，使变压器油和周围空气完全隔绝，从而提高了变压器的可靠性。目前，主要密封形式有空气密封型、充氮密封型和全充油密封型。其中全充油密封型变压器的市场占有率越来越高，它在绝缘油体积发生变化时，使波纹油箱壁或膨胀式散热器的弹性形变做补偿。箱式变压器箱式变压器具有占地少，能伸入负荷中心，减

27、少线路损耗，提高供电质量，选位灵活，外形美观等特点，目前在城市10kV、35kV电网中大量应用。我国目前所使用的箱式变压器，主要是欧式箱式变压器和美式箱式变压器，前者变压器作为一个单独的部件，即高压受电部分、配电变压器、低压配电部分三位一体。后者结构分为前后两部分，前部分为接线柜，后部分为变压器油箱，绕组、铁心、高压负荷开关、插入式熔断器、后备限流熔断器等元器件均放置在油箱箱体内。目前有些厂家，已将卷铁心变压器移置到箱式变压器中，使箱式变压器体积和质量都有所减小，实现了高效、节能和低噪声。高压、超高压电力变压器目前，我国已具备了110kV、220kV、330kV和500kV高压、超高压变压器的

28、生产能力。超高压变压器的绝缘介质仍以绝缘油为主，根据电网发展的需要，变压器的生产技术正在不断提高。SF6气体绝缘高压、超高压变压器正在研究开发运行中。我国电力变压器的发展状况总体讲，我国电力变压器技术处于国际20世纪90年代初的水平，部分的处于世界20世纪90年代末的水平，与国外先进国家相比，还存在一定的差距。铁心材料20世纪70年代，武汉钢铁公司在引进消化吸收日本冷轧硅钢片制造技术生产冷轧硅钢片的基础上，于20世纪90年代又引进了日本高导磁晶粒向冷轧硅钢片制造技术，制造出了节能效果更好的电力变压器铁心材料。但是由于产品数量不能满足需求及生产工艺两方面的问题，仍然要从日本、俄罗斯以及西欧等国进

29、口部分冷轧硅钢片。在研制配电变压器铁心用非晶合金材料方面，我国于20世纪90年代初曾由原机械部、原冶金部、原电力部、国家计委、国家经贸委、原国家科委组成了专门工作组，对非晶合金铁心材料和非晶合金铁心变压器的设计和制造工艺开展了深入研究，研制的非晶合金铁心材料基本达到原计划指标的要求，并于1994年试制出电压10kV、容量160500kVA的配电变压器，经电力部门试用表明，基本满足实用化的要求。但对非晶合金材料制造工艺仍需进一步改进，才能达到批量生产的要求。1998年，上海置信公司引进了美国GE公司的制造技术，用美国非晶合金材料生产了非晶合金铁心变压器，目前已能生产电压10kV、容量502500

30、kVA、空载损耗34700W之间、负载损耗在87021500W之间的非晶合金铁心变压器，而且已将此种材料应用于环氧树脂浇注式干式变压器上，进一步促进了我国非晶合金铁心变压器制造水平的提高。我国已有一些变压器厂家应用引进非晶合金材料铁心制造出的产品投入电网运行。工装设备20世纪80年代以前，我国变压器专用设备技术水平整体上是比较低的，除绕线设备有专业生产厂生产外，其余绝大部分都是企业自制的比较简单的设备，只有少数几家有简易的铁心加工纵剪线。进入20世纪80年代后，变压器行业开始引进国外先进的专用关键设备，如铁心纵剪线、低频电热燥系统等。到20世纪90年代，由于干式变压器的大力推广，而引进了一批环

31、氧浇注设备和箔式绕线机，几个大型生产厂还引进了绝缘件加工中心，使我国变压器生产工装装备水平大大提高。国内一些专用设备厂家经过消化吸收，也开发了纵、横间生产线等专用设备，这些国产专用设备，其功能及主要技术参数基本达到或接近国际水平，对保证我国变压器产品量，提高变压器的技术性能，提高生产效率起到了至关重要的作用。变压器工艺设计近20年，对110kV及以下电压等级的油浸变压器进行了不少优化设计，已逐步取代了64、73、79、86等标准，目前推行的是20世纪90年代后期的99标准，形成了节能变压器的新系列，使各种损耗进一步降低，替代了高能耗产品的生产。1998年国家又进一步明确，在电网中运行的64系列

32、、73系列老旧变压器必须淘汰更新，按1979年标准生产的S7型变压器也必须停止生产。19982001年的城乡电网建设改造中大力推行的S9型配电变压器，符合1999年国家标准。2000年开始，在两网建设改造中还使用了卷铁心变压器。 在干式变压器中，在自主开发的基础上，引进了德国、瑞士、意大利、葡萄牙等国多家公司的有关10kV、35kV干式变压器系列的设计、制造等多种技术，并早已批量生产10kV、35kV干式变压器，目前可生产最高电压等级为110kV、单相容量为1.05105kVA的干式变压器，产品质量已达到引进的国外同类产品的技术水平。在高压、超高压设计方面，除开展了科技攻关、自主开发外，在进入

33、20世纪80年代以来还先后引进了日立、东芝、ABB、三菱、西门子等公司的制造技术。目前在超高压500kV变压器制造中，从最初的大部分依赖进口，发展到如今可与进口产品具有相当竞争能力的产品。随着三峡工程的建设需要，引进的西门子公司变压器制造技术，在三峡水电站左岸应用的84kVA三相变压器制造中，我国已同外商合作，每台承担30%左右的制造份额；对于西门子公司设计、制造技术的关键部分已能完全掌握，三峡右岸所用变压器的制造，应用西门子技术，要求做到由国内承制。这一切都表明，改革开放以后，在电力变压器的科技攻关、技术引进、消化吸收、科技创新等方面都取得了积极的成效；对掌握各种类型变压器的制造技术，提高产

34、品性能，提高产品质量，缩短产品开发周期，扩大产品产量，增加产品品种都发挥了积极作用。制造企业通过多年的基本建设和技术改造，使电力变压器行业有了较大改观，我国变压器制造业将逐步达到世界先进水平。生产能力随着电力工业的发展，国内电力变压器厂家按计划需求进行了相应建设和改造3。据不完全统计，全国电力变压器生产厂家约有2000多个，据“八五”计划末期，对900个较大规模的生产厂家统计，每年生产变压器的容量约1.5109kVA；2000年共生产各种变压器30多万台，容量约1.8109kVA（其中10kV、35kV电压等级的变压器占总台数的90%以上），相当于世界总产量是的20%以上。可以说，中国是世界上

35、电力变压器的生产大国，也是应用电力变压器的大国。国内有500kV级生产能力的厂家7家，其中能批量生产的有5家，年生产能力已超过3108kVA，最近两年大约每年生产2108kVA容量，占总产量的11%左右；能生产220kV级的厂家有25家左右，最近两年大约每年生产3108kVA，占总容量的近18%；能生产110kV级的厂家有100家左右，最近两年每年大约生产1000台，3108kVA容量，亦占总容量的近18%，其中年产100台以上的厂家有新疆特变电工、衡变、沈变、保变、华鹏5家；生产干式配电变压器的厂家约有100家，生产能力在100kVA以上的厂家有顺德、金乡、许继、华鹏4家。据2000年统计，

36、全国共生产干变1.6108kVA占电力变压器总产量的近9%（全国生产干变能力为3108kVA）；生产SF6绝缘介质变压器的厂家有3家，主要是生产10kV电压等级的产品，且产量很少，更高电压等级的正在开发。适应城网及住宅小区要求，地埋变压器也有一些厂家开始生产；生产箱式变压器的厂家很多，据不完全统计约有600个厂家，年生产约7000台，其中年生产量200台以上的约有20家。电力变压器试验标准为保证电力变压器能满足电力输送的质量和可靠性等要求，国家制订了电力变压器和电力变压器试验标准4：GB 1094.1-1996 电力变压器 第1部分 总则GB 1094.2-1996 电力变压器 第2部分 温升

37、GB 1094.3-85 电力变压器 第3部分 绝缘水平和绝缘试验GB 1094.5-85 电力变压器 第5部分 承受短路的能力GB 2536-90 变压器油GB 6450-86 干式电力变压器GB 7449-87 电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作试验导则GB 7354-87 局部放电测量GB 7328-87 变压器和电抗器的声级测定GB 10228-1997 三相空气自冷干式电力变压器技术条件GB 10238-1997 有载分接开关GB 10584-89 有载分接开关应用导则GB 311.1-1997 高压输变电设备的绝缘配合GB 311.6-83 高电压实验技术 第5部分 测量球隙GB

38、311.7-88 高压输变电设备的绝缘配合使用导则GB 813-89 冲击试验用高压示波器及峰值电压表GB/T 12720-91 工频电场测量GB/T 13499-92 电力变压器应用导则GB/T 15164-94 油浸式电力变压器负载导则GB/T 16274-1996 油浸式电力变压器技术参数和要求500kVGB/T 16927.1-1997 高电压试验技术 第1部分 一般实验要求GB/T 16927.2-1997 高低压试验技术 第2部分 测量系统GB/T 16896.1-1997 冲击试验用数字记录仪 第1部分 对数字记录仪的要求GB/T 17211-1998 干式电力变压器负载导则GB

39、/T 6451-1999 三相油浸式电力变压器技术参数和要求JB/T 501-91 电力变压器试验导则电力变压器试验项目在国家标准GB1094.1-1996电力变压器 第1部分 总则中，规定了变压器要进行的三种试验：例行试验、型式试验和特殊试验5。例行试验：绕组电阻测量、电压比测量和联结组标号检定、短路阻抗和负载损耗的测量、空载电流和空载损耗的测量、绕组对地绝缘电阻和绝缘系统电容介质损耗因数的测量、绝缘例行试验、有载分接开关试验、变压器油试验型式试验：温升试验、绝缘型式试验特殊试验：绝缘特殊试验 = 2 * GB3 、绕组对地和绕组间电容的测定、暂态电压传输特性的测定、三相变压器零序阻抗的测、

40、短路承受能力试验、声级测定、空载电流谐波测量、风扇和油泵电机所所吸取功率的测量、长时间空载试验、油流静电试验、转动油泵时局部放电测量物理参数测量物理参数测量是电力变压器的基本测试，是新式变压器研究过程中重要过程，也是运行中的变压器的必要项目。对于设计较成熟的变压器来说，物理参数测量一般是变压器例行试验，有些是变压器的出厂试验，且在变压器安装现场投入运行前也要进行。物理参数测量对于变压器来说，是对制造材料、制作工艺、产品整体状况的监督，可发现在制造过程中可能出现的整体或局部的缺陷，在运行中进行物理参数测量是为了方便对变压器进行维护和管理。国内测量数据相对较少，且部分没有相应的国家标准，地理位置、

41、运行环境、客户要求不同对变压器的要求也不同。由于是比较基础的变压器试验，试验方法大致相同，区别主要为国内外测试不同仪器普及率不同而产生的方法差异。电压比测量试验目的：保证绕组的各个分接开关的电压比在标准或者技术要求的范围内。确定并联线圈或线段的匝数相同。判断绕组各个分接的引线及分接开关是否连接正确。试验方法：电压比电桥测量电压比电桥法有两种工作原理，一种是电阻电桥，依照电阻线路，是被测量电力变压器的一次侧和二次侧电压和两个电阻组成电桥7，如图2-1a所示。图2-1 电压比电桥 当指零仪G指示中没有电流通过时，电桥平衡，一次侧电压和二次侧电压之比等于(R1+R2+R3+R4)/(R3+R4)，使

42、用时调节电阻使指零仪示数为零时电桥平衡，得到电阻比(R1+R2+R3+R4)/(R3+R4)，知道电阻比后就可以得到变压器的电压比。电阻式电压比电桥在交流50Hz下工作，所以其电阻原件皆要求无感电阻。对电桥的各个旋钮的质量要求较高，其接触电阻在各种工作条件下稳定不变。感应式电压比电桥原理如图2-1b所示，电桥内有标准电压互感器。当电桥平衡时变压器的电压比等于互感器的电压比，调节标准互感器的电压比，通过互感器的电压比就可以测得变压器的电压比。感应式电压比电桥对电桥的各个电阻组件和旋钮要求较低，因为感应式电压比电桥检测的是电压，而不是电阻。对其绕组和接触电阻的要求不像电阻式电压比电桥那样高，但对其

43、内部安装的标准互感器的精准度等级要求很高，而且要多触头类型的。由于感应式电压比电桥可容易自动计算并给出电压比，现在国内外的仪器制造商体已经开始提供自动的电压比电桥。此类电桥只需要按照说明书，在实验前调试旋钮到一定位置，通试验电压后电桥即自动给出结果，无需试验人员调节就可以得出电压比数值，或相对规定电压比的偏差，这一类电桥已被广泛采用。绕组直流电阻测量试验目的：绕组导线连接处焊接或者机械连接是否良好，有无焊接和机械连接不良现象。引线与套管、分接开关的连接是否良好。引线之间的焊接和机械连接是否良好。导线的规格及电阻率是否符合要求。各相绕组的电阻是否达到平衡。辅助电力变压器的温升试验测量试验前后的电

44、阻。试验方法：两种电桥法和伏-安表法8。电桥法电桥法测量变压器绕组直流电阻是常用方法，测量直流电阻采用直流电桥，直流电桥分为单臂（惠司登）电桥和双臂（凯尔文）电桥两种。 单臂（惠司登）电桥单臂电桥用来测量直流电阻值大的绕组电阻，其原理如图2-2。图2-2 电桥原理图-单臂图中r1、r2和r3是电桥电阻，rx是被测电阻，P是接在桥对角线的检流计，E是直流电源。i0是通过检流计的电流，i1和i2分别是电桥平衡时通过桥臂的电流。调整电桥的电阻，使检流计指零，此时有i0=0，于是有rx=(r2/r1)r3,此式中r2/r1经常作成比例臂，而r3使电桥平衡，测得电阻rx数值。 双臂（凯尔文）电桥双臂（凯

45、尔文）电桥用来测量电阻较小的绕组。原理如图2-3所示。图2-3 电桥原理图-双臂 对图2-3中双臂电桥中的三角形123进行-转换，可得到-转换后的双臂电桥，如图2 -4所示。图2-4 -转换后的双臂电桥这是一单臂电桥线路，根据平衡条件可以推导： (2-1)当R4/R3= R4/ R3时，上式变成： (2-2)伏-安表法伏-安表法测量变压器绕组直流的原理如图2-5所示。图2-5 伏-安表法原理图图2-5中伏特表和电流表均带来系统误差。因为电流表的指示I中包含有通过伏特表的电流 Iu，而测量结果需校正，Iu在伏特表的两端到变压器上的引线压降Uu，如测量时电流表指示I，则通过变压器的电流是I-Iu，

46、如在变压器套管上的电压在通过电流I-Iu下是U，这在伏特表端子上的电压是U-Uu，Uu是电流Iu在伏特表引线上的电压降9。三相变压器零序阻抗测量试验目的：测量电力变压器的零序阻抗，测得不对称状态下的电压和电流，计算电力变压器不对称运行状态，以便在故障时的保护线路10。试验方法：Yyn联结变压器的零序阻抗试验Yyn联结变压器的零序阻抗试验如图2-5所示。图2-5 Yyn联结变压器的零序阻抗试验原理图三相变压器的零序阻抗测量线路同单相变压器的空载或负载试验线路，其不同点有三相：中性点引线及中性点套管通过三倍的电流，当相电流等于额定电流时，中性点则通过三倍的额定电流，对大多数的变压器来说，这不是设计

47、时需要考虑的。因此试验时要注意试验电流在中性点引线和中性点套管所引起的发热。由于零序磁通部分磁路是铁磁材料，零序空载阻抗是非线性的，开始随铁磁材料磁导率的增大而增大，随后逐渐下降。由于零序磁通通过油箱和结构件，会产生相当大的涡流，导致发热，在试验要注意油箱和结构件的发热不超过最大允许值。YNd联结变压器的零序阻抗测量11YNd联结变压器的零序阻抗测量线路如图2-6。图2-6 YNd联结变压器的零序阻抗试验原理图试验相当于单向变压器的负载试验，区别在于：对绕组YNd联结、三相三柱铁心变压器的零序阻抗测量，零序磁通不能在铁心内闭合，d联结绕组内可以通过零序电流。此时所测量的零序阻抗要较短路阻抗稍小

48、一些，也需注意中性点引线及中性点套管的发热。对绕组YNd联结、三相三柱铁心变压器的零序阻抗测量，因为零序磁通在铁心内形成回路，变压器油中没有零序磁通，低压d联结绕组中会有零序电流，零序阻抗测量相当于单相变压器的负载试验。绝缘特性测量试验目的：确定电力变压器绝缘质量，发现生产过程中可能出现的缺陷。为电力变压器绝缘强度试验提供一个辅助判断。收集电力变压器绝缘特性测量实测数据，为防止以后运输、安装、运行中由于吸潮、老化等原因引起的绝缘劣化，使电力变压器的绝缘事故防患于未然，获得在日后维护上有价值的资料。试验方法：变压器的绝缘试验大致可分为绝缘特性试验和绝缘强度试验。绝缘特性试验是在较低的电压下，以较

49、简单的手段，从各种不同的角度鉴定绝缘性能。绝缘特性试验一般包括：绝缘电阻测量、吸收比测量、极化指数测量、介质损耗因数测量12。绝缘电阻、吸收比、极化指数的试验方法：试验仪器仪表：绝缘电阻试验一般采用绝缘电阻表法，它属于直流试验方法。直接读取15s和60s的绝缘电阻值，其中R60/R15作为吸收比，式中R60和R15分别是施加电压60s和15s时的绝缘电阻；或读取1min和10min的绝缘电阻值，其R10/R1称为极化指数，式中R10和R1分别是施加电压10min和1min时的绝缘电阻。按JB/T501-91电力变压器试验导则要求，35kV电压等级40000kVA以上和63kV电压等级以上所有被

50、试品均测量其绝缘电阻及吸收比；330kV电压等级以上产品还应增加极化指数的测量。35kV电压等级3150kVA以下和10kV电压等级的变压器均测量器60s的绝缘电阻值，测量时使用2500V指示量程限不低于10000M的绝缘电阻表。在并且产品的绝缘电阻实际测量中，由于其外表绝缘容易受到表面污秽或者测量时周围大气条件的影响，有时其表面绝缘电阻会使绝缘电阻降低很多。所以实际测量中对测量结果进行分析时，应充分考虑这些因素，必要时可在测量方法上采取外绝缘屏蔽措施。对试品施加一次直流电压以后，必须将电极短路接地10min以上，将剩余电荷尽量放完，然后在进行下一组合的试验。否则残存的电荷将对测量结果产生影响

51、，并且可能危及人身安全。绝缘电阻测量仪表：对绝缘电阻、吸收比、极化指数进行测量的绝缘电阻表有很多，较典型的基本原理是采用交流或者直流电源，经过高压发生器产生直流高压，一般设计有自动采样、自动计时等功能，一般设有2.5kV和5kV两档电压供不同试品选择，在显示屏上可以直接显示各种测量项目及结果，实现绝缘电阻、吸收比、极化指数的自动测量。介质损耗因数试验测量变压器的介质损耗因数tan一般采用平衡电桥法。西林电桥在实际测量中得到了广泛的应用。根据西林电桥的原理特点，它适用于变压器、电机、互感器等高压设备的tan及电容测量。在测量中可采用正接法，使用与两端绝缘的产品；也可采用反接法，适用于一端接地的产

52、品，接线原理图如2-7：图2-7 西林电桥基本原理图由于变压器产品在测量tan时，其油箱对地绝缘有一定困难，所以反接法应用广泛。但传统的西林电桥在反接法应用中，必须把事先将电压直接加载到桥体内，桥体内的部分组件需对地绝缘，因此对操作环境和操作人员需要较高的安全措施和技术要求，试验电压也受到了严格的限制，一般不超过10kV。西林电桥在采用正接法试验时，试验电压则是加在被试品上，电桥上的电压相对较低，使用安全。适用于高压电容式套管，高压电流互感器等的tan测量。近些年来，国内外的仪器制造商为了适应测量技术的发展，推出了不少新型号的tan测量仪器，它们共同的设计思想是：突破传统的电桥结构方式，采用单

53、板机和现代电子技术进行自动模/数转换盒数据运算，将矢量电流技术成功地应用于高压电气设备的介质损耗角，电容量等参数的测量中13。耐压试验为了保证出厂的电力变压器符合安全可靠运行的要求，除变压器的绝缘性能、电气性能等要符合国家标准外，还必须使变压器的绝缘电气强度符合要求。变压器的电气强度是考核变压器在正常工作电压和非正常状态下能安全可靠运行的必要条件。只有通过这些作用电压和局部电压的考核，才能说变压器已经具备了上网运行的基本条件。因此，每台电力变压器均应承受工频耐压、冲击耐压和局部放电测量等耐压试验的考核。外施耐压试验试验目的：考核电力变压器的电气强度，检测电力变压器在正常工作状态和非正常工作状态

54、的安全性和可靠性，主绝缘的电气强度和中性点的绝缘水平，是对变压器绝缘裕度的考核14。试验方法：工频交流耐压试验是绝缘预防性试验的一个重要项目，是检验电气设备绝缘裕度最有效、最直接的方法。工频交流耐压试验是对电气设备绝缘施加比它的额定电压高出一定倍数的试验电压，并持续一定的时间（一般为1min），观察绝缘是否发生击穿或者其它异常现象。在变压器工频耐压试验中，接线是否正确极为重要，不仅影响试验的准确性，也会危及被试变压器的绝缘。接线的标准是：被试绕组各端子具有同一外施电压；非被试绕组上各端子的电位为零，铁心和油箱应接地。单相双绕组变压器的工频耐压试验原理图如图3-1所示。图3-1 高压绕组短接、低

55、压绕组短接接地外施耐压是试验接线图图中T-试验变压器。对高压绕组进行外施耐压试验时，因高压绕组首、末端U1和U2联结在一起，在施加电压时U1端和U2端为同一电位，U1和U2有电容电流通过对地电容C1，经过C12有电容电流流过低压绕组的对地电容C2。在高压侧绕组中从U1和U2端流过的电流方向相反，此电流产生的磁通在铁心中的方向必相反，这样就变为通过空隙的漏磁，且在高压绕组上下各一半绕组中闭合，漏磁在绕组中会有感应电动势产生，因此绕组中点M的电位将和U1、U2端不同，但因电容电流很小，漏磁又通过空隙，漏磁链极小，M点的电位和U1及U2点的电位差别极小。此时低压绕组也有类似的情况，低压绕组中m点的电

56、位和u1点及u2点的地电位差别极小，故可以认为高压绕组近似处于同一电位，低压绕组均处于地电位。根据被试品的参数和工频耐压值来判断电源的容量，是按变压器的额定电压，额定电流是否满足试验要求，是否要用并联电抗器进行补偿。试验加压要在试验电压的1/3以下合闸，检查测量装置的指示是否正常，绕组要尽快升压，当电压高于75%额定耐压值U时，则应以2%U/s速率上升，这样既能避免被试样品在接近试验电压U时耐压时间过长，又能在仪表上准确读数。在试验电压下保持规定的时间后，应迅速降压，在降低到试验电压的1/3以下时才可以分闸。不能在较高的电压下突然切断，以避免可能出现瞬变过程而导致发生过电压损坏变压器或仪表以及

57、造成不正确的实验结果15。在试验过程中，如果发生放电或者击穿，则应立即切断电源，因为放电或者击穿以后会产生频率很高的过电压，可能会导致变压器其它部位的损坏。感应耐压试验试验目的：考核电力变压器的电气强度，是继外施耐压试验之后的又一重要项目，补充外施耐压试验没有涉及的纵绝缘的电气强度的考核，即：匝间、层间、段间以及绕组对地、对其它绕组和相间绝缘的电气强度16。试验方法: 按GB/T16927.2-1997标准第8.1条规定，交流高压峰值或有效值的总不确定度应在3%范围内。互感器、分压器的分压比或高值电阻的阻值应稳定，其误差应小于1%16。感应耐压试验一般通过电容分压器直接测量被试变压器高压绕组线

58、端对地电压，如图3-2所示。图3-2 电容分压器接线图图中TX标示被试变压器。电容分压器是由高压臂电容器C1和低压臂电容C2串联组成，低压臂C2上并联一个高阻值电阻R (R1/（C2）),用以消除C2上残存的电荷。分压器低压臂接交流峰值电压表，峰值电压表读数乘以分压器的分压比即被推测电压。有的交流峰值电压表将测得的电压能够分别以“峰值 EQ R(,2) ”、“有效值”、“平均值”等方式显示，且具有分压比设置功能。由于感应耐压试验电压以电压峰值除以 EQ R(,2) 为准，因此将交流峰值电压表至于“峰值 EQ R(,2) ”显示方式，同时设定分压比，则加了峰值电压表读数即为被测电压值。在没有高压

59、分压器的情况下，也可以利用低压分压器或者电压互感器在被试变压器低压侧进行电压测量17，分压器电压臂或电压互感器二次侧接以峰值电压表，然后将测得的低压侧电压按被试变压器变压比折算至高压侧。此方法常用于现场试验电压测量。局部放电测量试验目的： 考核电力变压器局部放电性能，是否能满足电力变压器在长期工作电压下安全可靠的运行。试验方法：局部放电测量方法大致分为电测法和非电测法，电测法主要有脉冲电流法（ERA法）和无线电干扰法（RIV法）。非电测法主要有声测法、光测法、红外摄像法和色谱分析法等18。非电测法局限较大，几乎没有标准的局部放电的定量方法，但存在电测法无法比拟的优势，部分技术已经大量应用。脉冲

60、电流法（ERA法）测试原理：脉冲电流法的测试原理如图3-3所示。图3-3 脉冲电流法（ERA法）测试原理图当试品Cx产生一次局部放电时，在Cx的两端会产生一个瞬间电压变化u，此时在试品Cx、耦合电容Ck和检测阻抗Zd组成的回路中产生一个脉冲电流i，脉冲电流i流经检测阻抗Zd，会在其两端产生脉冲电压，将此脉冲电压进行采集、放大和显示等处理，就可以测定局部放电的一些基本量，特别是视在放电量。脉冲电流法主要利用局部放电频谱中的较低频部分，一般为数kHz至数百kHz，以免无线电干扰。局部放电测试仪配有脉冲峰值表指示脉冲峰值，示波管显示脉冲的大小、个数和相位。放大器的增益很大，其测试的灵敏度很高，而且可