变压器试验教材

PAGEPAGE52变压器试验第一章概论1、变压器试验任务1.1对产品进行质量管理，指在提高产品质量试验工作穿插在产品的整个生产过程中，不但要对变压器装配完工之后进行全面试验鉴定其质量。而且要在各个组装工序间（铁心装配、绝缘装配和引线装配）进行必要的试验，以提前发现问题进行处理，控制和保证产品完工之后的质量符合标准要求，并减少由于质量问题而造成的经济损失。除了变压器本身要进行试验之外，还要对组件进行质量监督检验。组件包括有：高低压出线套管，有载和无载分接开关，散热器和冷却器，气体继电器，压力释放阀等等。1.2对成品逐台进行质量鉴定所有产品出厂之前必须逐台进行试验，测量各项性能数据，判定其是否符合国家标准、行业标准、企业标准及技术协议要求。1.3考核新产品结构考核新产品结构，采取的工艺，材料和操作技术质量是否保证技术性能符合标准要求。设计新产品时，由于考虑不周和对某些因素尚未认识，出现某部分结构的不合理，新材料材质的不良，使用不当或工艺措施不当等等原因，使产品产生缺陷。必须通过试验才能发现（有的甚至要通过使用才能发现）。如局部过热，负载损耗或阻抗超过标准，绝缘强度试验不合格等等。1.4为开发新产品提供数据改进结构对产品试验中发现的问题进行分析，各对不同结构产品的大量试验数据的统计、分析、比较可以从中发现各种结构的优缺点，从而找出某种规律，为改进结构提高产品性能质量和设计开发新产品提供可靠的依据。2、试验分类在整个生产过程中，变压器主体的试验分为两个阶段来监督和控制质量。2.1工序之间的试验也叫半成品试验，因为这些试验是安排在某一工序的加工装配之后，在此之后不有一个或几个加工工序，其目的是为了提前发现问题，避免把问题带到下工序以至成品时才发现，这样可以把处理问题的工作量及经济损失减少至最小。2.1.1铁必叠装之后的试验此试验对新设计的第一台产品和铁心硅钢片和来源不稳定时尤为必要，另外在改变加工工艺时必须进行试验。试验内容包括有：各部夹紧件对铁心之间的绝缘试验；绕临时线圈的铁心空载试验。2.1.2绝缘装配完工后的试验也叫做插板试验。是按昭图样将绝缘和绕组在铁心柱上装配好之后，重新插好上铁轭硅钢片和装好夹件等夹紧件之后进行试验。其目的是：检验绕组的匝数与绕向是否正确；各绕组的出线端的标识是否正确；绕组并联回路之间的匝数是否相等。试验内容包括有：每一个绕组（或称一相）并联回路之间的差电压试验；所有绕组的匝数试验（电压比试验）；绕组之间的联结组别（即向量关系的校定）；铁心夹件之间的绝缘试验。2.1.3引线完工之后的试验又叫做器身试验。是在按引线装配图配制并焊接好所有绕组的引线之后，其目的是要检验分接开关与绕组的联结组标号是否正确。试验内容包括有：每个绕组各个分接上的变压比试验；绕组之间的联结组校定（即向量关系的校定）；每个绕组各个接上的电阻测定；低电压空载试验。2.2成品试验变压器器身经过干燥处理之后进行总装配，此时除了外部不影响试验结果的附件可以不装之外，其他必须和正式投入运行时同样装配在大规定的部位。然后经过抽真空、注油、静放等工艺进程之后送交试验站进行试验。成品试验除了按国标、行业标准、企业标准规定的项目进行全面试验来鉴定其是否能符合要求之外，还必须遵照合同技术协议书中要求的项目进行试验。2.2.1例行试验所有变压器都必须接受的试验称为例行试验，也称出厂试验，它对检验与控制每一台变压器质量至关重要，其试验项目包括：a、绕组电阻测量在所有引出端的所有分接位置上进行测量。绕组电阻测量是检查线圈内部导线、引线与线圈的焊接质量，线圈所用导线的规格是否符合设计，以及分接开关、套管等载流部分的接触是否良好。b、电压比测量和联结组标号检定电压比测量是验证变压器能否达到预期的电压变换效果。c、短路阻抗和负载损耗测量通过短路阻抗和负载损耗的测量，可以验证这两项指标是否在国家标准及用户要求范围内，同时可经通过试验发现绕组设计与制造及载流回路和结构的缺陷。d、空载电流和空载损耗测量通过空载电流和空载损耗的测量，可以验证这两项指标是否在国家标准及用户要求范围内，同时可经通过试验发现试品磁路中的局部和整体的缺陷。e、绕组对地绝缘电阻和（或）绝缘系统电容的介质损耗因数的测量绝缘特性测量用来确定变压器绝缘的质量状态，发现生产中可能出现的局部或整体缺陷。试验项目包括有：绝缘电阻测量、吸收比测量、极化指数测量、绝缘系统电容的介质损耗因数的测量。电压为35kV、容量为4000kVA和66kV及以上的变压器应提供绝缘电阻值、吸收比；电压为330kV及以上的变压器应提供绝缘电阻值、吸收比和极化指数；电压为35kV、容量为8000kVA和66kV及以上的变压器应提供绝缘系统电容的介质损耗因数；f、绝缘例行试验见表一。g、有载分接开关试验在所有带有有载分接开关的变压器上需进行。h、绝缘油试验绝缘油试验的例行试验项目有：介质损耗因数测量、含气量的测定。含水量的测定、击穿电压的测定、溶解气体气相色谱分析。2.2.2型式试验型式试验是在有代表性的变压器产品上进行的试验，用以验证变压器是否满足标准所规定的要求，从而证明同类产品或同系列产品是否达到了标准的要求，这些要求是例行试验所有包括的。型式试验项目包括：a、温升试验温升试验是验证试品在额定工作状态下，主体所产生的总损耗（空载损耗与负载损耗）与散热装置热平衡的温度是否符合有关标准的规定，并验证产品结构的合理性，发现油箱（或外壳）和结构件上的局部过热的程度。b、绝缘型式试验见表一。2.2.3特殊试验特殊试验不同于例行试验和型式试验，是制造厂和用户通过协商而决定做的试验，有的只要求提供一个测量数据，而不规定判断标准，有的因特别困难，需花费巨大人力财力，只好作为特殊试验项目。特殊试验项目包括：a、绝缘特殊试验见表一。b、绕组对地和绕组间的电容测定c、暂态电压传输特性测量d、三相变压器零序阻抗测量零序阻抗是三相电流当相序为零时绕组中的阻抗。向用户提供该数据是为了准确地计算事故状态下短路电流的零序分量，以便调整继电保护。e、短路承受能力试验短路承受能力试验是模拟运行中最严酷的短路故障，即网络容量足够大、而且在电压过零时获得最大的非对称电流。变压器绕组、分接开关、套管、引线及各机械紧固部件将承受来自电流所产生的巨大的动稳定效应与热稳定效应的考核。从而验证结构的合理性与运行的可靠性。f、声级测定测量变压器发出的噪声能否满足用户要求。g、空载电流谐波测量通过测量空载电流的谐波构成及数值以检查铁心的饱和程度，验证设计的合理性。h、风扇和油泵电机所吸取功率测量测量被试品冷却（散热）装置风扇和油泵电机在工作状态下所吸取的功率，向用户提供实测数据。2.2.4其他试验标准中没有规定，是需方出于某一技术上的需要而提出的试验项目，可能有控制数据要求，也可能没有控制数据要求，只要求提供参数。比较常见的有：a、绕组变形试验b、长时间空载试验c、过电流试验d、无线电干扰试验e、空载励磁曲线测量f、低电压空载试验g、低电压负载试验h、开关过渡波形试验表一绝缘试验绕组类型设备最高电压Um/kV试验雷电冲击操作冲击（SI）长时AC(ACLD)短时AC(ACSD)外施AC线端全波（LI）线端截波（LIC）中性点全波（LI）全绝缘Um≤72.5型式型式型式（1）不适用不适用例行例行全绝缘和分级绝缘72.5＜Um≤170例行型式型式（1）不适用特殊例行例行分级绝缘170＜Um＜300例行型式型式例行（2）例行特殊（2）例行Um≥300例行型式型式例行例行特殊例行（1）对全绝缘的三相变压器，当中性点不引出时，中性点的雷电全波冲击试验为特殊试验（2）如果规定了ACSD试验，则不要求SI试验，这应在询价定贷时说明3、试验常用标准GB1094.1-1996电力变压器第1部分总则GB1094.2-1996电力变压器第2部分温升GB1094.3-2003电力变压器第3部分绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙GB1094.4-2005电力变压器第4部分电力变压器和电抗品的雷电冲击和操作冲击试验导则GB1094.5-2003电力变压器第5部分承受短路的能力GB/T1094.10-2003电力变压器第10部分声级测定GB/T6451-1999三相油浸式电力变压器技术参数和要求GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合GB/T16927.1-1997高电压试验技术第1部分一般试验要求GB/T16927.2-1997高电压试验技术第2部分测量系统GB311.6-83高电压试验技术第5部分测量球隙GB/T311.7-88高压输变电设备的绝缘配合使用导则GB/T15164-94油浸式电力变压器负载导则GB/T13499-92电力变压器应用导则GB2536-90变压器油JB/T501-91电力变压器试验导则4、试验的一般要求试验应在10℃--40℃环境温度，冷却水（如果有）温度不超过25试验时，变压器的外部组件和装置（指可能影响变压器运行的）均应安装在规定的位置上。试验应在主分接上进行（除非有关试验条文另有规定或制造厂与用户另有协议）。除绝缘试验外，所有性能试验，均应以额定条件为基准（除非试验条文另有规定）。第二章绕组电阻测量1、试验目的1.1检查绕组导线连接处的焊接或机械连接是否良好，有无焊接或连接不良的现象；1.2检查引线与套管、引线与分接开关的连接是否良好；1.3检查引线与引线的焊接或机械连接是否良好；1.4检查导线的规格，电阻率是否符合要求；1.5检查各相绕组的电阻是否平衡；2、试验要求2.1变压器各绕组的电阻应分别在各绕组的线端上测量；三相变压器绕组为Y联结无中性点引出时应测量其线电阻，例如AB、BC、CA；如有中性点引出时，应测量其相电阻，例如AO、BO、CO；但对中性点引线电阻所占比重大的yn联结且低压为400V的配电变压器，应测量其线电阻（ab、bc、ca）及中性点对一个线端的电阻，如ao。绕组为D联结时，首末端均引出的应测量其相电阻；封闭三角形的试品应测量其线电阻。2.2带有分接的绕组，应在所有分接下测量其绕组电阻。有载调压变压器如有正反励磁开关（极性选择器）时，应在一个方向上测量甩有分接的绕组电阻，在另一个方向上可以只测量1—2个分接。测量绕组时，无励磁分接开关应使定位装置进入指定位置；有载分接开头应采用电动操作。2.3绕组电阻测量时，必须准确记录绕组温度；变压器引线装配完工后测量绕组电阻时，器身不应停放在空气流动较快和周围空气温度变化较大的场所，此时记录环境温度；总装配完工后，对于干式变压器，绕组温度应取绕组表面不少于3点温度的平均值；对于油浸式变压器，在油温度已经稳定后，向被试麻醉品温度计座内注入至少2/3深度以上的变压器油，并插入温度计；此时可将油顶层温度作为绕组温度，对于大型变压器应取油平均温度作为绕组温度。2.4根据产品技术数据中绕组电阻计算值，合理选择直流电阻测试仪或专用电桥（精确度应不低于0.2级）；其要求如下：a、检查仪器，根据仪器使用说明书和绕组电阻大小选择直流电阻测试仪的测试电流b、各绕组引出端子必须全部处于开路状态工：如有开中三角形联结的绕组应将其开路处不得连接。c、测量带有分接的变压器绕组电阻时，有载调压变压器不须切断测量电路，只须重新启动仪器。d、对无励磁调压变压器在变换分接位置时，必须切断电源；对D/D联结的变压器，可以逐相变换分接而不切断电源。e、当被试品为容量较大的五柱变压器且低压为D接时，直流电阻测量应采用助磁法，以缩短测量时间；试验后，应注意消磁。f、测量时一定要等待绕组自感效应影响降至最小程度，再读取数据，否则将会造成较大的误差。g、每次测量完毕，必须对测量回路彻底放电并加以确认后，才可进行下一步操作。2.4变压器绕组直流电阻不平衡率表二变压器绕组直流电阻不平衡率电压等级/kV容量/kVA相电阻不平衡率线电阻不平衡率6,101600以下4%2%35636,102000-63002%（有中点）1%（无中点）352000-31500632000-63000110120000及以下2%（有中点）1%（无中点）220360000及以下330360000及以下2%（有中点）1%（角接）500720000及以下2%（有中点）2（角接）3、试验方法变压器绕组直流电阻测量有两种方法：电桥法和伏安法3.1电桥法3.1.1单臂（惠司登）电桥单臂电桥有来测量直流电阻值大的绕组电阻，其原理如图3-1，图中r1、r2和r3是桥臂电阻，rx是被测电阻，P是接在电桥对角线的检流计，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,于是有图一单臂电桥原理图i1rx=i2r3(3-1)i1r2=i2r1(3-2)两式相除，有=由此得到rx=×r3(3-3)式中为电桥的量程倍率，也叫比率臂，一般做成0.01、0.1、1、10、100。根据rx的范围，选择好的量程倍率，调节r3就可以求得rx。单臂电桥通常测大于10欧姆的电阻。单臂电桥的缺点是rx包括测量导线的电阻和试验接线的接触电阻，因此不能用来测量小电阻。3.1.2双臂电桥（凯尔文电桥）双臂电桥的原理见图二。其接线特点是连接Rx及RN的试验用连线分成电流线和电压线，使通过电流的引线及其接线的接触电阻上压降不引入桥内，而是利用电压线把Rx及RN上的压降引到桥内平衡，这样就消除了接触电阻及引线电阻的影响，所以在测10以下的电阻时可保证准确性。图二双臂电桥原理图图中Rx是被测电阻，RN是标准电阻。当电桥平衡时，Rx为：Rx=RN(R2/R1)。电桥有两组比率臂(R2/R1)，所以被称为双臂电桥。其特点：一是在改变桥臂电阻R1与比率臂电阻时，两组比率臂的比率相等；二是无论怎样调节，R1与R2的数值总是大于10，因而消除了连线和接触电阻的影响。另一种双臂电桥是把内部两组比率臂之比固定，把图的RN变成可调电阻R，见图三图三双臂电桥原理图当电阻平衡时，Rx为：Rx=R(R1/R2),R1与R2可做成固定值，电桥比率臂之比为0.0001—10倍。这种电桥不需另备标准电阻RN，使用方便，选好R1/R2，调节电阻R得到平衡时，用R乘比率臂即为Rx。3.2伏安表法这种方法是最原始的，也是最简便的方法。它是根据欧姆定律R=U/I，只要测量出电路中的电流I和负载两端的电压降，就可以计算出电阻R。关键是电流表及电压表要具有足够的精度，才能保证电阻的测量精度。由于压降法准确度不高，灵敏度低，需要换算和消耗电能多等原因，一般很少采用，大多采用电桥法。图四伏安表法原理图随着电子技术和微处理器处理技术的飞速发展，国内外将微处理机应用到麻醉品直流电阻测量试验中，出现了多种基于伏安表法的自动测量仪器，使变压器绕组直流电阻测量提高到一个新的水平。这类仪器主要由稳压稳流电源、放电线路、放大滤波电路、模数变换、微处理器及显示器、打印机和接口组成。整机由微处理器控制，自动完成自校、稳流判断、数据处理、测量结果显示及打印。稳压稳流电源的电压一般为20V—60V或更高；电流一般为多档可选，最大输出电流已达到100A，以适应特大容量变压器绕组直流电阻的测量。4、测量结果计算4.1三相电电阻不率计算按标准取三相直流电阻最大值减最小值做分子，三相实测平均值做分母算出三相电阻不平衡率。计算出的不平衡率应满足表的规定。电阻不平衡率％＝（（R最大-R最小）/R平均）×100％4.2环境温度下测量结果换算到其他温度绕组直流电阻在某些情况下需要进行绝对值的比较，如GB50150规定：变压器的现场验收试验实测的电阻值与工厂的出厂试验的电阻值相比不得超过2％。由于温度的原因，电阻值会有很大的区别，因而比较时需将电阻值换算到同一温度下进行比较。R1=R2（235+T1）/(235+T2)（铜绕组）R1=R2（225+T1）/(225+T2)（铝绕组）式中R1温度为T1时直流电阻值（Ω）R2温度为T2时直流电阻值（Ω）T1、T2测量时的绕组温度铜绕组换算到温度75℃时按下式R75℃=R2×310/(235+T2铝绕组换算到温度75℃时按下式R75℃=R2×300/(235+T24.3相电阻和线电阻的计算变压器绕组无中性点引出时测量三相变压器的线电阻RAB、RBC和RCA。有中性点引出时通常测量三相变压器的相电阻RAO、RBO和RCO，对中性点引线电阻较大，则测量线电阻RAB、RBC、RCA及任意一相的相电阻如RAO。绕组Y联结时测量线电阻为RAB、RBC和RCA，三相的相电阻是RA=(RAB+RCA-RBC)RB=(RAB+RBC-RCA)RC=(RBC+RCA-RAB)绕组为D联结,且绕组联结是a—y、b—z、cx时，测量线电阻为Rab、Rbc和Rca三相的相电阻是Ra=(Rac-Rp)-(Rab×Rbc)/(Rac-Rp)Rb=(Rab-Rp)-(Rac×Rbc)/(Rab-Rp)Rc=(Rbc-Rp)-(Rab×Rac)/(Rbc-Rp)式中Rp=(Rab+Rac+Rbc)是三相线电阻之和的二分之一。4.4直流电阻的计算R=ρρ材料的电阻率，铜在75℃时电阻率为0.02135Ω·mm2/mL导线长度（m）S导线截面积（mm2）5、注意事项5.1测试直流电阻所用的电流应取2％--10％额定电流，不要大于20％额定电流，避免因电流引起的绕组发热温度升高带来的误差。5.2直流回路中有电流I时，变压器铁心磁场中有能量LI2/2，断开时会产生高电压，可能危及人身安全和损坏仪表，所以需要用放电回路使电流由I通过电阻上的损耗逐渐下降，待电流很小时再断开线路。在成套的测试仪器中均设有放电回路，相应的还有放电指示，在电流降到很小时，根据放电指示再断开线路。由于电源断开时线路中仍有电流I，以后逐渐衰减。放电回路中的电阻R愈大，电阻R上消耗的功率I2R愈大、放电时间愈短、放电回路两端的电压IR愈高。因此放电回路中电阻R的选择既要控制放电电压值是安全的，又要使放电时间尽可能短。5.3变压器在测量电阻时，不得切换无励磁分接开关来改变分接。无励磁分接开关改变分接时将在触头间发生电弧，引起油的分解，并形成可燃气体和碳，使变压器油质变坏。决不允许在安装现场无油时使用分接开关改变变压器的分接。因变压器油箱中的变压器油放出后，在变压器的器身周围有变压器油的气体，其闪点是比较低的，在有直流电流下改变分接，产生的电弧或火花，会引起变压器油气体点燃，发生火灾，烧毁变压器。第三章电压比测量和联结组标号检定1、电压比测量1.1、试验目的电压比测量的目的：（1）验证变压器能否达到预期的电压变换效果。（2）保证绕组各个分接的电压比在标准或合同技术要求的电压比允许范围之内。（3）判定绕组各分接的引线和分接开关的连接是否正确。电压比是变压器的一个重要性能指标。电压比测量电压较低、操作简单，变压器在生产制造过程中，要进行不止一次电压比测量，以保证产品的电压比满足要求。一般在制造过程中进行以下几次测量：（1）对未进行过匝数测量的线圈，在装到铁心上以后，进行一次电压比测量，以确定装上的线圈匝数是否正确，所有并联线圈的匝数是否相等。（2）在引线装配完以后，进行一次电压比测量，以确定引线装配是否正确。（3）在变压器总装配后，进行最后一次电压比测量，确定绕组和开关的连接是否正确，变压器的其他连接是否正确。1.2试验要求1.2.1测量应分别在各分接上进行；有正、反励磁的有载调压变压器，转换选择器正向连接时，如在所有分接选择器位置进行了电压比测量，反向连接时，允许只抽试1—2个分接。1.2.2三绕组变压器至少在包括第一绕组在内的两对绕组上分别进行电压比测量。1.2.3电压比的允许偏差表三空载电压比的允许偏差规定的第一对绕组主分接a、规定电压比的±0.5％取其中低者b、实际阻抗百分数的±1/10其他分接按协议，但不低于a和b中较小者其他绕组对按协议，但不低于a和b中较小者1.3、试验方法电压比测量常用两种方法：双电压表法和变比电桥法。不论使用双电压表法或变比电桥法测量，试验中均使用单相电源。这是因为用单相电源对一个铁心柱上的绕组的电压是和匝数成比例的。使用三相电源时，由于三相电压可能不对称，相电压和线电压的关系可能不等于。因为电压比允许的偏差很小，因此可能得出不正确的结果。1.3一般向较高电压绕组输入一适当幅度的单相电压，同时测量高、低绕组的电压计算出图五双电压表测变比原理电压比。原理如图五。K=UAC/2Uac按JB/T501-91电力变压器试验导则规定，试验用仪表的准确度应不底于0.2％。按此要求，不考虑其他因素，如接入电压互感器的误差、仪表接线电阻的误差、现场电磁场的干扰等，使用两块0.2级电压表时测量的不确定度是（0.22+0.22）1/2＝0.28％即测量的不确定度约为电压比允许偏差的一半，用这一测量方法给出的结果的不确定度是相当大。1.3电压比电桥有两种工作原理：一种是电阻式的，一种是感应式的。感应式电压比电桥的各个电阻元件和旋钮的要求较低，因而比较实用。感应式电桥原理如图六所示，电桥内有标准电压互感器PT。当电桥平衡时变压器的电压比应等于互感器的电压比，调节标准互感器的电压比，由互感器PT的电压比就可以得到变压器的电压比。图六感应式电桥原理1.3.3电压比自动测量仪电压比自动测量仪的基本测量原理还是前面所述的电压测量法和电桥法一样。它一般采用单片机作为微处理器，接收面板键盘和开关量的输入，对量程、电桥平衡进行自动跟踪控制，并对测量结果进行数据处理，最后，将测量结果存贮、打印，快速完成电压比的测量。1.4并联绕组的匝数测量大中型变压器由于高压绕组的绝缘结构以及为了保证绕组机械强度，220kV及以上的高压绕组和部分110kV的高压绕组和中压绕组都设计成中部出线，在每相铁心柱上的绕组分为上下对称的线圈，上部线圈和下部线圈是并联的。若每个并联部分匝数不等，并联部分的电压也不相等，并联后在并联回路中会有不平衡电压，产生循环电流，引起损耗增加，并可能引起绕组过热损坏。因此绕组的每一并联部分在电压比测量时，都要测量并联部分的匝数是否相等。变压器的调压绕组也经常是上下并联的，在试验时也需要测量并联部分的匝数相等。图七表示无载变压器一相绕组测量并联线段匝数的线路图，图中u1u2是低压绕组，试验时由低压绕组励磁，图中U1/U2/和U1U2分别是高压绕组的上半段和下半段，图中表示测量绕组U1/--1/部分和绕组U1-1部分的匝数是否相等的接线。试验时上部和下部的出头U1与U1/图七并联线段匝数测量表四绕组并联绕段测量连接测量U1-U1/1-1/3-3/5-5/U2-U2/6-6/4-4/2-2/相连接，电压表V接在分接线1和1/之间，若两部分匝数相等，电压等于零，电压表没有指示，反之电压表有指示，表示两部分的匝数不等。1.5电压比试验时的不正常现象的简单分析1.5.1三绕组变压器高压—低压不合格高压—低压不合格中低—低压合格则可以由三组测量数据确定高压绕组的匝数不正确，并可由高压—低压、高压—中压的测量数据计算高压绕组的匝数错了多少匝。1.5.2同一档位的测量AB—ab不合格AC—ac不合格BC—bc合格则可以由三组测量数据确定A相匝数有误。1.5.3测量过程中仪器报警测量过程中仪器报警，则表示试验回路有短路现象。如确定试验接线回路无问题，则需要进行变压器的空载试验，以确定哪一相有问题。2、联结组别标号检定2.1概述三相变压器采用不同的绕组联结方式，最普遍的是采用（Y）、三角形（D）、曲折形(Z)。联结方式Y、D、Z右以随着线电势的相位移由00起，每隔300到3300分别构成12种不同的联结组，对应于时钟字盘的12个数字。联结方式Yy、Dd、Dz可以构成偶数联结组0、2、4、6、8、10。而联结方式Yd、Dy、Yz则构成奇数联结组1、3、5、7、9、11。变压器高压、中压、低压绕组联结字母标志应按额定电压递减的次序标注，在中压及低压绕组联结字母后，紧接着标出其相位移钟时序数。相位移以正序电压为准，两个绕组中各相应端子和中性点连线表示的相电压相量的角度差，就是相位移。高压绕组联结图应以A相指向12点钟为基准，低压绕组a相的相量按感应电压关系确定。相量图的旋转方向按逆时针方向旋转，相序为A-B-C。2.2试验目的联结组别标号校定（又称电压矢量关系校定）是检验绕组的绕向、绕组的联结组及线端的标志是否正确。联结组标号是变压器并联运行的条件之一。图八图九图十3、试验方法3.1单相变压器的联结组试验我国变压器厂生产的变压器绕组一般均采用左绕向，而且两绕组的绕向相同，又均以上端为起头，因此两绕组中感应电压相同，这就是所谓减极性变压器。在高压侧接一电池，低压侧接一直流毫安表。电池的“+”极，电流表的“+”端接在绕组的起端。试验时先接好电流表，然后再合电源。根据电磁感应原理，当一次合上电源时，二次就产生感应电势。若电流表指针指向正方向偏转，则说明两绕组绕向及标志是相同的，联结组为Ii0；若电流表指针反方向偏转，则为Ii6。3.2三相变压器3.2.1电压比电桥法这种方法是目前较常用而简便的方法：电桥本身有常见的联结组标号（0、6、11、5）的接收回路，在进行电压比测量的同时，也验证了联结组标号、检查了绕组电压的矢量关系；对于电压比电桥没有联结组标号的产品，只要适当的改变产品与电桥的连接，就可以有电桥上的联结组标号去进行GB1094中所规定的各种联结组标号产品的试验。3.2.2双电压表法当电压比测量时所用电桥没有确定联结组标号的功能或采用其它方法无法验证产品高、低压间的电压矢量关系时，需用双电压表法验证。3.2.3测试仪法测试仪法是一种自动化程度高、测量准确、功能齐全的目前采用较为常见的方法。测试验仪是以微处理器为核心对整机进行控制，可实现自动加压、测试、计算和显示等功能；可自动对产品进行产品进行绕组电压矢量关系及联结组标号的识别检定，并能进行电压比测量。接线方法:三相变压器的高压侧A、B、C、O分别接H插座的黄、绿、红、黑四个夹子，低压侧对应接L插座的四个夹子，接相应测试仪的使用说明书进行操作即可。第四章短路阻抗和负载损耗测量1、概述在一对绕组中，当额定电流（分接电流）流经一个绕组的线路端子，且另一绕组短路时，在额定频率及参考温度下所吸取的有功功率称为负载损耗。负载损耗由几部分组成：（1）绕组中的直流电阻损耗I2R，这是负载损耗中的主要部分。（2）还有因绕组电流产生的漏磁场引起的附加损耗，其中包括：漏磁场在绕组导线内的涡流损耗；漏磁场在绕组并联导线内的不平衡电流损耗；磁场在铁心内引起的涡流损耗，及漏磁场使铁心内磁通分布不均引起的损耗增加；漏磁场在油箱、油箱屏蔽内的损耗；漏磁场在夹件、拉板等结构件内的损耗。负载损耗是一个参数，它对于变压器的经济运行以及变压器本身的使用寿命，都有着极其重要的意义。负载损耗中绕组的直流电阻损耗占大部分，因此也称负载损耗为铜损。对于双绕组变压器，只有一对绕组组合和一个负载损耗值。对于多绕组变压器，具有与多对绕组组合相应的多个负载损耗值。整台变压器的总负载损耗值与某一指定的绕组负载组合相对应。当绕组组合对中，两个绕组的额定容量不同时，其负载损耗以额定容量小的那个绕组中的额定电流为基础，而且应指出参考容量。短路阻抗（一对绕组的）是在额定频率和参考温度下，一对绕组中某一绕组端子之间的等效串联阻抗Z=R+jX（Ω）。确定此值时，另一绕组的端子短路，而其他绕组（如果有）开路。短路阻抗决定了变压器在电力系统运行时对电网电压波动的影响，以及变压器发生出中短路事故时电动力的大小，同时短路阻抗还是决定变压器能否并联运行的一个必要条件。对于三相变压器，表示为每相的阻抗（等值星形联结）。对于带分接的绕组的变压器，是指指定分接位置上的，如无另外的规定，是指主分接。此参数可用无量纲的相对值来表示，即表示为该对绕组中同一绕组的参考阻抗的百分数。此相对值也等于短路试验中为产生相应额定电流（或分接电流）时所施加的电压与额定电压（或分接电压）之比。此电压称为该对绕组的短路电压，通常用百分数表示。2、试验目的制造厂进行负载试验的目的是测量变压器的负载损耗和短路阻抗。确定这两个重要性能参数是否满足标准、技术协议的要求，以及变压器绕组内是否存在缺陷。3、试验要求3.1在分接范围超过±5％时，短路阻抗应分别在主分接和两个极限分接进行测量。3.2在三绕组变压器中，应在三对不同的绕组中进行测量。并计算出各绕组的短路阻抗和负载损耗。3.3测量应在50％-100％额定电流下进行，为避免绕组发热对试验结果产生明显误差，试验应迅速进行。3.4应准确记录试验时绕组的温度。3.5试验偏差项目偏差负载损耗+15％短路阻抗有两个独立绕组的变压器，或多绕组变压器中规定的第一对独立绕组主分接当阻抗值≥10％时，±7.5％当阻抗值＜10％时，±10％其他分接当阻抗值≥10％时，±10％当阻抗值＜10％时，±15％自耦联结的一对绕组，或多绕组变压器中规定的第二对独立绕组主分接±10％其他分接±15％其他绕组对±15％按协议正偏差可加大4、加压方法在变压器一侧绕组中通过额定频率、正弦波形的额定电流，另一侧绕组短路时的损耗是负载损耗。5、测量方法图十一单相变压器负载试验测量原理图图十一三相变压器二瓦特表法负载试验测量原理图图十二三相变压器三瓦特表法负载试验测量原理图6、试验数据计算6.1电流校正当试验电流不等于变压器绕组的额定电流时，应将试验电流下实测的负载损耗校正到额定电流，校正公式为：PK=Pt*(IN/It)2式中PK校正到额定电流时的负载损耗，kWPt—试验电流下实测的负载损耗，kWIN变压器的额定电流。AIt试验时施加的试验电流，A6.2绕组电阻损耗的计算6.2.1线电阻时损耗的计算PKR=1.5IN2RxnPKR变压器三相的电阻损耗，kWRxn变压器绕组的线电阻，Ω6.2.2相电阻时损耗的计算PKR=3IN2RxgPKR变压器三相的电阻损耗，kWRxg变压器绕组的相电阻，Ω6.3参考温度系数的计算当试验时绕组温度与其参考温度不同时，损耗和短路阻抗需要校正到参考温度下，温度系数K的计算公式为：K=(235+tK)/(235+t)铜绕组K=(225+tK)/(225+t)铝绕组tK变压器的参考温度，油浸式变压器为310t试验时绕组温度6.3损耗校正在任一温度下实测的负载损耗应校正到参考温度下的负载损耗，校正公式为：PK75=(PK+(K2-1)ΣIN2R)/KPK75校正到参考温度下的负载损耗，kW6.4短路阻抗的校正6.4.1非额定电流下阻抗的校正当试验电流不等于额定电流时，应将阻抗电压校正到额定电流下的阻抗电压，校正公式为：UK=UKt*(IN/It)uk=(UK/UN)×100%UKt试验电流下阻抗电压，kVUK额定电流下阻抗电压，kVuk额定电流下阻抗电压，％校下到参考下的短路阻抗为：uk75＝(uk2+(PK/10SN)2(K2-1))1/2uk75参考温度下阻抗电压，％SN变压器的额定容量6.5短路阻抗的计算变压器的短路阻抗Z以每相欧姆表示，可用下式计算Z=(uk75/100)×(UN2/SN)7、实例分析型号为SFP9-120000/220，电压为242×（1±2×2.5％）/13.8kV，联结组别为YNd11。绕组温度为20℃时，三档负载损耗及电阻实测数据如下：高压绕组OA（Ω）OB（Ω）OC（Ω）平均值（Ω）0.54890.54950.55040.5496低压绕组ab（Ω）bc（Ω）ca（Ω）平均值（Ω）0.0027450.0027420.0027480.002745电压电流损耗200×1平均值（V）40×0.05平均值（A）200×40×0.1损耗和（W）UABUBCUCAIAIBICW1W2W38585851700072.572.572.514538.53234836007.1额定电流下损耗PK=Pt*(IN/It)2＝83600×（286.29/145）2＝325898.7W6.2绕组电阻损耗的计算6.2.1低压电阻损耗的计算PKR=1.5IN2Rxn＝1.5×5020.442×0.002745＝103780.84W6.2.2高压电阻损耗的计算PKR=3IN2Rxg＝3×286.292×0.5496＝135138.88W6.2.3电阻损耗的计算ΣIN2R＝103780.84+135138.88＝238919.73W6.3参考温度系数的计算K=(235+tK)/(235+t)＝（235+75）/（235+20）＝1.2166.3参考温度下的损耗PK75=(PK+(K2-1)ΣIN2R)/K＝（325898.7+（1.2162-1）×238919.73）＝361926.26W6.4短路阻抗的校正6.4.1非额定电流下阻抗的校正UK=UKt*(IN/It)＝17000×（286.29/145）＝33565.03Vuk=(UK/UN)×100%＝（33.56503/242）×100%＝13.87％6.5短路阻抗的计算Z=(uk75/100)×(UN2/SN)＝67.64Ω/相第五章空载电流和空载损耗测量1、概述当额定频率的额定电压（分接电压），施加到一个绕组的端子，其他绕组开路时，所吸取的有功功率称为变压器的空载损耗。空载损耗主要由电工钢带的磁地损耗和涡流损耗组成，空载损耗中也包括有附加损耗。附加损耗主要有：（1）由于剪切加工是电工钢带晶粒琦变引起的损耗。（2）在铁心的接逢处，由于磁通分布改变。单位损耗和励磁电流增加，特别是三相贴心的中柱T接缝处，产生旋转磁通，单电流增加很多。（3）漏磁通在油箱和结构件中的损耗，空载时的零序磁通和三次偕波磁通在三柱铁心中只能通过油箱和结构件成为回路，在其中引起的损耗。（4）空载电流通过绕组，在绕组中产生的电阻损耗。所有上列附加损耗在正常的变压器中都可以忽略不计。因此变压器的空载损耗也称为变压器的铁损。当额定频率的额定电压（分接电压），施加到一个绕组的端子，其他绕组开路时流经该绕组线路端子的电流的方均根值称为变压器的空载电流。对于三相变压器是流经三相端子电流的算术平均值。空载电流通常用占有该绕组额定电流百分数来表示，对于多绕组变压器，是以具有最大额定容量的那个绕组为基准的。图十三单相变压器空载试验测量原理图2、试验目的进行空载试验的目的是：测量变压器的空载损耗和空载电流；验证变压器铁心的设计计算、工艺制造是否满足标准和技术条件的要求；检查变压器铁心是否存在缺陷，如局部过热、局部绝缘不良等。3试验要求项目偏差空载损耗+15％空载电流+30％4、加压方法变压器空载试验应从试品各绕组中的一侧绕组（一般为低压绕组）线端施加额定频率的额定电压（应尽可能为对称的正弦波电压），其他绕组开路。如果施加电压的绕组是带有分接的则应使分接开关处于主分接的位置；如果试品中有开口三角形联结绕组，应使其闭合。运行中的地电位处（分级绝缘变压器其中性点、铁心、拉带等）和油箱或外壳应可靠接地。5、测量方法图十四三相变压器二瓦特表法空载试验原理图图十五三相变压器三瓦特表法空载试验原理图6、试验数据计算空载电流的计算：IO=((Ia+Ib+Ic)/3IN)×100%Ia、Ib、Ica、b、c三相实测空载电流，AIN励磁绕组额定电流，A。7、实例分析型号为SFP9-120000/220，电压为242×（1±2×2.5％）/13.8kV，联结组别为YNd11。空载损耗实测数据如下：电压电流损耗200×1平均值（V）2×0.05平均值（A）200×2×1损耗和（W）UABUBCUCAIAIBICW1W2W3696969138004853595.3356497270800IO=((Ia+Ib+Ic)/3IN)×100%＝0.11％8、铁心绕临时绕组的试验铁心在叠装完成后，进行在铁心上绕临时绕组的空载试验。铁心临时绕组空载试验的目的，是在绝缘装配前，确定铁心的空载特性、空载损耗和空载电流是否满足设计、标准及技术条件的要求；确认铁心中没有局部缺陷。铁心叠装完成后的空载试验应根据变压器电压等级、绕组结构，选择适当的电压进行空载试验，其试验电压应满足每匝电压等于绕组的匝电压，而试验电压又方便进行试验。铁心绕临时绕组的空载试验要注意以下几个问题：（1）临时绕组在铁心柱上的高度对漏磁分布是有影响的。所以临时绕组在铁心柱上一定要均匀分布，其高度应和实际绕组的高度基本一致，以减少试验的误差，和成品试验结果具有可比性。（2）三相双绕组变压器的临时绕组的联结，要和变压器成品试验时的绕组联结一样。对于多绕组变压器，如果几个绕组中有一个绕组联结为D联结，则临时绕组在试验时要联结成D联结。（3）临时绕组对铁心要有足够的绝缘强度，线匝的绝缘良好。导线截面的大小要合理选择，保证空载电流在临时绕组导线内的电阻损耗不影响空载试验的结果。在计算空载电流时，要按安匝不变的原则，即匝数减少时，空载电流增加。第六章绕组对地绝缘电阻和（或）绝缘系统电容的介质损耗因数的测量1、概述绝缘特性试验在制造厂是对产品的绝缘材料、制作工艺，产品整体状态进行质量监督，而在运行中是为了对绝缘进行维护管理。即绝缘特性试验的主要目的是：在变压器制造过程中，用来确定绝缘的质量状态及发现生产中可能出现的局部或整体缺陷，并作为产品是否可以继续进行绝缘强度试验的一个辅助判断手段。同时向用户提供产品出厂前的绝缘特性测量实测数据。用户由此可以对比运输、安装、运行中由于吸潮、老化及其他原因引起的绝缘略化，使变压器及其他电器设备的绝缘事故防患于未然，从而获得在维护上有价值的历史资料。其试验内容包括：（1）绝缘电阻、吸收比、极化指数（2）介质损耗因数测量测量部位见下表：试验顺序双绕组变压器三绕组变压器施加电压线端接地线端施加电压线端接地线端1低压高压及油箱低压高压、中压及油箱2高压低压及油箱中压高压、低压及油箱3高压及低压油箱高压中压、低压及油箱4高压及中压低压及油箱5高压、中压、低压油箱2、绝缘电阻、吸收比、极化指数直流电压作用下绝缘内部的电流变化变压器的绝缘电阻是表征变压器高压对低压及地、低压对高压及地、高压和低压对地等绝缘结构在直流电压作用下的绝缘特性。它与上述绝缘结构在直流电压作用下所产生的充电电流、吸收电流和泄漏电流有关。变压器的绝缘结构及产生这三种电流的等效电路见图5-2。充电电流是当直流电压加到被试品上时，对绝缘结构的几何电容进行充电形成的电流，其值决定于两极之间的几何尺寸大小和结构形式并随施加电压的时间衰减很快。当去掉直流电压时电路中就会产生与充电电流极性相反的放电电流。吸收电流是当直流电压加到被试品上时绝缘介质的原子核与电子电荷的中心产生偏移，从而使藕极子缓慢转动并调整其排列方向而产生的电流，这一电流随施加电压的时间衰减较慢。泄漏电流是当直流电压加到被试品上时，绝缘内部后表面移动的带电粒子、离子和自由电子形成的电流，这一电流与施加电压的时间无关，而只决定与施加的直流电压的大小。总电流为上述三种电流的合成电流。几种电流的时间特性曲线见图5-3。试验原理变压器的绝缘电阻是表征在同一直流电压下，不同加压时间所呈现的绝缘特性变化。绝缘电阻的变化决定于电流i的变化，它直接与施加电流的时间有关，一般均统一规定绝缘电阻的测定时间为一分钟。其R60/R15比值称为吸收比；读取1min和10min的绝缘电阻，其R10/R1比值称为极化指数。对于中小型变压器的绝缘电阻，一分钟就可基本稳定；对于大型变压器的电阻，则需要较长的时间才能稳定。即使是同一种产品，其一分钟的绝缘电阻值在上述曲线中的位置也不完全相同，即同一种产品，其绝缘电阻随时间曲线也不完全相同，因此，无法比较产品绝缘特性的好坏。对于4000kVA/35kV及以上的产品，我们采用吸收比来表示产品的绝缘特性。对于330Kv及以上特大型变压器的绝缘电阻，其稳定时间需要更长。因此，采用吸收比来考核特大型变压器的绝缘特性，从近期一些工厂的试验结果和现场安装试验结果来看，均发现存在不少问题。而采用极化指数这一指数来表征产品的绝缘特性，可消除因吸收比测试的时间短所带来的判断绝缘状况的不确定性，比吸收比更科学、更准确。试验方法2.1试验条件和要求由于变压器的绝缘电阻与施加电压的大小、加压时间的长短和绝缘温度有关，所以，应根据不同的产品选择不同的摇表或绝缘测定器。对于只要求测定绝缘电阻的产品，一般使用2500V、10000MΩ量程的摇表；对于要求测定吸收比或极化指数的产品，则需要使用5000V、10000MΩ量程的绝缘测定器，如ZC-48型。对于摇表和绝缘测定器的准确的选择，在1990年以前产生的按允许误差标注的，应选1.5级；1990年以后，国家标准修改为按允许适值误差标注，应选1.0级。另外，绝缘电阻试验时要同时记录仪表读数、试验时间和变压器油的温度，决不允许随意估计这三个数据。按GB/T6451-1999标准规定，试验报告要给出绝缘特性试验时的变压器油温、实测绝缘电阻值、吸收比值和极化指数值。绝缘电阻值可以按下述公式计算。R2=R1·1.5(t1-t2)/10式中R2油温为t2时的绝缘电阻，MΩ；R1油温为t1时的绝缘电阻，MΩ。2.2操作方法和试验部位2.2.1操作方法（1）检查摇表或绝缘测定器测量线的绝缘是否良好。检查方法是将摇表或绝缘测定器的接地端子与地线相连，火线端子与测量线一端相连，测量线另一端悬空，接通绝缘测定器的输出开关（或摇动摇表至额定转速）。此时，测量线的绝缘电阻接近无限大。之后，断开绝缘测定器的输出开关。取下测量线。（2）将被试变压器高、中、低各绕组的所有端子分别用导线短接，并将测量线的一端与被试绕组相连，其他绕组与铁心、油箱相连后接地，测量线的另一端先与地线相连进行放电，然后断开。（3）接通绝缘测定器的输出开关（或摇动摇表至额定转速），将测量线迅速与绝缘测定器（或摇表）火线端相接触，同时记录接通的时间。（4）当接通火线端的时间达到15s时，立即读取绝缘测定器（或摇表）的指示值；至60s时在读取一个值。如果要测量极化指数时，则应继续延长试验时间至10min，并应每分钟读取一个值。（5）测量结束后，从火线端取下测量线，断开绝缘测定器的输出开关，并将测量线与地线相连进行放电。（6）改变被试绕组，按顺序b-f重新进行试验。测量部位见下表：试验顺序双绕组变压器三绕组变压器施加电压线端接地线端施加电压线端接地线端1低压高压及油箱低压高压、中压及油箱2高压低压及油箱中压高压、低压及油箱3高压及低压油箱高压中压、低压及油箱4高压及中压低压及油箱5高压、中压、低压油箱3.3影响绝缘电阻的其他因素前面分析了施加电压的时间和测量时变压器的温度对绝缘电阻的影响。在施加电压的大小、时间和变压器温度相同的情况下，绝缘电阻还与下列因素有关：3.3.1与变压器绝缘干燥的工艺和质量有关。干燥不良，则吸收比降低。3.3.2与变压器的清洁度和受潮程度有关。如绝缘油局部受潮，则吸收比亦降低。3.3.3与变压器的容量和电压等级有关。在变压器容量相同的情况下，吸收比随电压等级的升高而升高，这是因为电压等级越高，绝缘距离越大的缘故。在变压器电压等级相同的情况下，吸收比随容量的增大而降低，这是因为容量越大，等效电容的极板面积越大，在电阻系数不变的情况下，绝缘电阻必然降低。7.2.5绝缘电阻测量时的注意事项在绝缘电阻测量过程中，为保证测量的准确和安全，应注意以下问题：严格按仪表使用说明书的要求，正确连接仪表端子与被试线端，避免由于接线错误造成测量结果的较大误差。高压测试连接线应尽量保持架空，确需使用支撑时，要保证支撑物的绝缘状态和绝缘距离，必要时要加以确认，以保证测量结果的可信性。一般的绝缘电阻表均没有屏蔽端子，当测试环境条件污秽严重或相对湿度较大时，被试品的外绝缘表面泄漏电流会对绝缘电阻的测量结果产生重大影响。在这种情况下，应利用绝缘电阻表的屏蔽端子采用相应的屏蔽措施。试验时应纪录环境温度和湿度。如果所使用的仪表本身不具备自动放电功能，那么每次测量结束后，应首先断开绝缘电阻表的高压端，并对地放电，以避免由于被试品向绝缘电阻表的放电而损坏仪表。变压器高压绕组、中压绕组、低压绕组应连同其中性点将各绕组线端分别连接在一起进行测试，当绕组线端U、V、W未同中性点未接在一起时，通过绕组的电流会影响绝缘电阻值。测量绝缘电阻时应同时准确测量被试品的温度。对油浸式变压器可在油的温度稳定，油箱上下部位油温相差很小时，将顶层油的温度视为绝缘系统的温度。否则应在测量绝缘电阻时，根据绕组直流电组算出测试绝缘系统的温度。以下几点是对绝缘电阻的测量进行分析和判断：绝缘电阻高，吸收比较低，是绝缘良好的表现。为了对绝缘的状态进一步判断，可采用对变压器加温的方式，在升温或降温的过程中对绝缘电阻、吸收比进行监测，其绝缘电阻随温度的增加而减少，吸收比随温度的增高而增大。绝缘电阻低而吸收比高，往往是变压器油的绝缘电阻偏低或介质损耗因数偏高所致。在绝缘电阻测量过程中，如果对所测吸收比结果不甚满意，可采用10min绝缘电阻测量，用极化指数来帮助判定变压器绝缘是否存在缺陷，是十分有效的方法。在正常情况下，油纸绝缘结构的极化指数应大于1.5。3、介质损耗因数测量绝缘介质损耗因数特性油纸绝缘是有损耗的，在交变电场作用下有极化损耗和电导损耗。因此，绝缘中通过的电流就不是超前电压90°，而是比90°小了一个角度，亦即引起了损耗。当外施电压为交流电压时，绝缘中的视在功率UI可以分为两个组成部分，有功功率P和无功功率Q，其比值成为介质损耗因数，即tanδ=。通过介质的电容电流I。引起无功功率；电阻性电流IR时介质发热和发生功率损耗产生有功功率。介质损耗因数（tanδ）是油纸绝缘材料的基本特性之一。如上所述，施加交流电压时，流过绝缘的电流I滞后于电容电流IC，如图7-4所示。这个滞后角δ称为介质损耗角。-δ=？称为功率因数角。一般情况下因为δ很小，所以有下列关系：tanδ≈sinδ=cos？(7-5)tanδ叫做介质损耗因数，通常用百分数%表示。施加交流电压时，在绝缘内部消耗的功率P即介质损耗。其大小：P=UIcos?≈ωcu2tanδ(7-6)式中C—绝缘的等值电容；ω—角频率。可见，介质损耗与tanδ成比例。而tanδ值和绝缘材料的形状、尺寸无关，它是绝缘在某一状态下固有的值。因此，他和绝缘电阻一起很早以前就被普遍用作判断产品绝缘状态是否良好的重要手段之一。7.3.4tanδ测定使用的仪器及试验方法1.测量变压器的tanδ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tanδ及电容量测量。在测量中可采用正接法，适用于两端绝缘的产品；也可采用反接法，适用于一端接地的产品，其接线原理图如图7-8。插入图由于变压器产品在测量tanδ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，须把试验电压直接加在桥体内，桥体内的部分元件需对地绝缘，因此对操作环境和操作人员提出了较高的安全措施和技术要求，试验电压也受到严格限制。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tanδ测量。国产的QS1电桥曾是这一类电桥广泛应用的代表。2.新型tanδ测量仪器近些年来，国内外的仪器制造商为了适应测量技术的发展，推出了不少型号的tanδ测量仪器，他们设计思想的共同点是：突破传统的电桥结构方式，采用单板机和现代电子技术进行自动模/数转换和数据运算，将矢量电流技术（基本原理图7-9）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。插入图这类tanδ测量仪的优点是：（1）采用矢量电流法测量tanδ、电容量等参数，显示屏具有菜单提示和选择，并可根据选择在屏上直接显示出测量结果。其测试速度快，准确度高。省掉了传统电桥繁杂的调平衡过程，操作简便，实现了全自动数字化测量。（2）采用双重屏蔽措施来消除测量过程中引线及其他分布参数对测量结果产生的影响，并从整体设计上尽量减少外部连接。在10Kv以下电压测量时，与其配套的试验电源、标注电容等部件成为仪器本身的组成部分，即减小了杂散参数对测量分散性的影响，又使得试验接线简单明了。（3）采用内部补偿和电源倒相的两种方法来消除外界干扰，对较强的电磁干扰对测量的影响有一定的抑制作用。（4）对于接地试品或非接地试品的测量，只需拨动接地/非接地方式选择开关，就可以方便地实施测量，并且电桥本身处于低电位，解决了西林电桥在反接法时桥体带高电位的问题，使测量过程安全可靠。特别是对于变压器类产品，在tanδ测量过程中接地/非接地方式可能要根据被试项目交替进行，使用该类形式tanδ测量仪所带来的方便快捷是显而易见的。7.3.5测量注意事项变压器产品在进行介质损耗角测量时应注意以下几点：（1）试验电源频率应为产品的额定频率，其偏差不大于5%。试验电源电压波形应为正弦波。在测量中应注意非正弦波的高次谐波分量对tanδ值及电容值测量所带来的影响。（2）同绝缘电阻测量时一样，要注意高压连线可能的支撑物及产品外绝缘污秽，受潮等因素对测量结果带来的较大误差。（3）试品试验施加电压可按下面数值选择：1）额定电压为6kV及以下电压等级的绕组试验电压取被试绕组额定电压。2）额定电压为10kV及以上电压等级的绕组试验电压为10kV。（4）测试通常应在10～10℃温度下进行，变压器类产品的tanδ测量结果不应超过下列值：1）35kV级及以下产品20℃2）63kV～220kV产品20℃3）330kV级以上产品，在20～25℃（5）变压器产品在进行tanδ测量时，被试绕组均应短路，并应正确纪录产品的油温。测量顺序及测量组合可参照表7-1进行。是否插入表7-1额定电压为6kV及以下电压等级的绕组试验电压取被试绕组的额定电压；额定电压为10kV及以上电压等级的绕组试验电压取10kV。6.5测量结果进行分析和判断试验通常在10-40℃下进行，其介质损耗正切tgδ不超过以下要求：6.5.135千伏及以下电压等级产品20℃6.5.263—220千伏产品在20℃6.5.3330千伏及以上产品，在20—25℃7、操作冲击试验7.1试验目的电力系统中运行的变压器除了长时间受工频电压和短时大气过电压的作用外，还经常受到操作过电压的作用，为了保证电力系统的安全运行就要对变压器进行耐受操作过电压能力的试验7.2试验原理、方法操作冲击电压波形主要靠冲击电压发生器产生，将电压波形直接施加在被试变压器的线端。操作冲击和雷电冲击只是在波前时间和波形持续时间不同，选择回路参数有所不同，变压器操作冲击时试验电压采用负极性主要是：在不同极性的冲击试验电压作用下，变压器的内绝缘击穿强度没有明显的差异，外部空气间隙与冲击电压的极性关系极大，负极性比正极性的击穿强度更高应此采用负极性进行变压器的内绝缘操作7.3、试验操作程序7.3.1试验前准备试验前先估算变压器的参数，将分压器和被试验的变压器放在合适的位置，根据电压选择合适的分压比和冲击发生器所需要的等级。7.3.2试验操作程序调节冲击发生器回路参数，按要求接试品回路线路，检查发生器和试品接线回路是否正确，接线图：（A为例）检查完毕后打开发生器本体的接地点，操作加压，至少一次耐受额定电压50％～70％的负极性冲击波，在这个过程中如果T1、Td、Tz的时间不符合要求应及时调整冲击发生器的回路参数，施加适当的正极性操作冲击以产生剩磁，再次加耐受额定电压50％～70％的负极性冲击波，看T1、Td、Tz的时间是否符合要求，如符合要求则进行三次耐受电压100％的负极性冲击，在第二、第三次加压前都应当施加适当的正极性操作冲击以产生剩磁。为了保持各次施加电压的波形相同，应使剩磁点保持不变，此点最好是饱和剩磁点，反极性励磁的电压不大于试验电压的60％。7.3.3试验中的注意事项在试验过程中要注意和周围物体的绝缘距离是否足够，变压器、分压器、冲击发生器是否有效接地，为保证变压器有足够的阻抗，应使变压器处于空载状态，非被试绕组应开路，在调整冲击发生器参数时应确保冲击发生器接地打开再上冲击发生器进行参数调整，上变压器换相时也应确保冲击发生器接地打开再上变压器更换相别，以免造成人身事故。7.4、试验结果分析在变压器操作冲击试验过程中，若变压器油箱内有异常声响，有烟雾和气体溢出或操作冲击试验后，在进行空载试验时，励磁电流和损耗显著增大，都可以明确的判定变压器产品发生了故障。波形也可判断变压器是否出现故障，即：比较降低电压和全电压下的试验电压、电流波形是否有畸变来判定变压器产品有无故障出现。8、冲击全波、截波操作规程8.1试验目的变压器的雷电冲击试验，是考核其耐雷电过电压的绝缘性能。在电力系统运行中，出现的大气过电压会有各种各样的波形，但实际上不能用多种波形试验。根据系统运行情况，世界各国都把全波和截波作为模拟雷电波的标准波。8.2试验原理雷电冲击设备就是模拟雷电对变压器的的绝缘性能进行考核的高电压设备，采用并联充电串联放电的原理，产生瞬时高电压，施加到变压器绕组首端，以达到考核的目的。由于试验电压高，瞬间释放的能量大，要求试验人员必须严格冲击设备操作规程进行试验。8.3操作程序：8.3.1试验前准备：8.3.1.1变压器在进行冲击试验前，必须保证变压器绝缘完好，没有发生过击穿现象；8.3.1.2了解试品的绝缘等级、试验电压、试验要求；8.3.1.3试验前对现场进行清理，拉上警戒线，保证周围足够的安全空间；8.3.1.4选用ImpulseVoltageTestSystem,华天2400KV冲击发生器，弱阻尼电容分压器FYI2400/400，多级球隙截断装置JB1600/300；8.3.2、针对试品试验电压进行接线，接线包括试品接线、本体接线、测试回路接线；8.3.2.1试品接线8.3.2.1.1将试品可靠接地；8.3.2.1.2非被试绕组可靠接地，以A相为例，星接：中性点示伤，B、C两相接地，其它侧所有绕组均可靠接地；角接：B、C两相示伤，其它侧所有绕组均可靠接地,其他同理；8.3.2.1.3本体电压冲击线接在绕组被试端子上；8.3.2.1.4用中性点示伤的，其余两相可靠接地；也可中性点与另两相同时示伤；8.3.2.2本体接线：8.3.2.2.1本体外壳可靠接地；8.3.2.2.2根据被试端子试验电压选择本体级数及连接方式；8.3.2.2.3选择适当的波头波尾电阻；8.3.2.2.4不用的电容级要与已选用的电容级之间的充电电阻及波头电阻应拆除；8.3.2.3测量回路：8.3.2.3.1分压器外壳可靠接地；8.3.2.3.2根据被试端子试验电压选择分压器级数；8.3.2.3.3分压器直接接在试品被试端子上；8.3.2.3.4分压器二次侧接入测量装置；8.3.2.3.5示伤端子通过示伤电阻接地，从示伤电阻取示伤信号接入测量装置；8.3.3.3、冲击线接好后，对所接冲击线进行检查，保证正确无误。做好安全防护措施，确定试验大厅内无人。8.3.3.4测量装置初始测量参数设置：⑴、输入试品编号、被试端子名称，选择试验项目；⑵、充电时间应大于60s；⑶、设置试验电压峰值、分压器分压比、示伤电流范围、扫描时间；8.3.3.5、初略按一定效率估算充电级电压，输入级电压，自动球距调整，也可手动调节；8.3.3.6、发出警铃三声，开始试验；8.3.3.7、将冲击设备接地打开，合控制电源开关，充电进行调试、试验；⑴、先打开“operateon”，后打开“readyon”，准备就绪，按“chargestart”开始充电；⑵、通过改变本体参数进行调试，已达到标准要求；⑶、调试完成后，按国标逐项进行试验，先进行一次降低电压（一般为50%～75%试验电压）下全波试验，即调波的正确值；然后进行三次全电压下冲击试验，将试验波形存储；⑷、一个端子试验完毕后先按“readyoff”，后按“operateoff”，打开接地线放电，然后进行下一个端子，逐个完成试验；8.3.3.8、试验结束，本体放电、接地线接地，拆除接线，试验设备归回原位，打印试验报告。8.4冲击截波试验：8.4.1、全波接线不变，再在试品和本体中间接入截波装置，接入控制信号线、触发光缆线，截波装置外壳可靠接地8.4.2根据试验电压选择装置级数，球隙大小；8.4.3截波应在一个50%和一个100%全波后进行，先作一个降低电压下的截波，调整参数，然后作两个100%电压下的截波；8.5注意事项：8.5.1所有接地线应用无感铜皮，以减小电感对示伤波形的影响；8.5.2试验应用采一点接地；8.5.3选择本体级数应考虑每级电容的充压不超过额定电压的85%；8.5.4对于分级绝缘绕组要采用中性点示伤，以免由于瞬态电压过高将中性点绝缘破坏；8.5.5调波过程，使用支撑电阻不要超过500Ω；8.5.6接线不要过长，以免线路电感影响示伤波形；8.5.7接入截波装置后，在进行全波冲击时要把截波球隙拉大，以免将全波电压截断；8.5.8断时间不好调时，可以适当增加波头电阻；8.5.9100%截波时，保证截断，以免由于截波不截使电压过高将变压器击穿；8.6试验结果判断：全波试验按国标要求，试验电压为-3%~+3%U试，波头时间T1为1.2μs的-30%~+30%之间，波尾时间T2为50μs的-20%~+20%之间，截波截断时间Tc为2~6μs,满足国标要求,再将各相100%电压波形和50%电压波形进行比较，波形参数无明显变化，则判定为合格。9、外施耐压9.1试验目的：考核变压器各绕组对地和绕组之间的主绝缘强度（为例行试验）。9.2试验方法：短时工频耐压试验是对绝缘施加一次相应的额定耐压（有效值），其持续时间为60S和频率为45~65Hz范围内。绝缘水平为全绝缘时以高压绝缘水平为准，为分级绝缘时以中性点绝缘水平为基准。9.3试验程序9.3.1试验原理图：9.3.2试验前准备9.3.2.1接地要求良好。9.3.2.2检查接线是否正确。9.3.2.3试品在安全距离内应有人观察听声。9.3.2.4必须有一人合闸，一人监视，分闸也如此。9.3.3试验操作程序：9.3.3.1查被试品的试验电压，被试品绕组各端子具有同一外施电压，非被试绕组各端子接地。9.3.3.2变压器的绝缘性能试验，如绝缘电阻，介质损耗因数角，变压器油耐压均已通过试验。9.3.3.3所有非被试相绕组均短接及油箱，铁心，夹件可靠接地。9.3.3.4对所有可能留油空气的部位进行放气，如套管升高座，油箱顶部。储油柜联管阀门打开在开启位置。9.3.3.5电容套管测量端子接地，套管电流互感器二次短路接地。9.3.3.6根据被试变压器介损测量结果估算电容电流及试验电压，根据负荷大小补偿电抗器。9.3.3.7检查测量和保护设备，接好试验的高压引线并注意对地距离。9.3.3.8合离刀闸，三声警铃加压试验。9.3.3.9施加电压应在不高于试验电压的1/3接通电源，以每秒2-3KV的速度升至试验电压，持续时间为60S。9.3.3.10测量完毕后，把仪器所有的接线取离并归档，放回原处。9.3.4注意事项：9.3.4.1试品充分放气。9.3.4.2核实绝缘水平。9.3.4.3启动试验信号灯。9.3.4.4送电前，试验人员到指定位置。9.3.4.5合按纽时，一人操作，一人监视，看电流是否发生变化，并保持警惕。9.4试验结果分析：9.4.1在变压器外施耐压试验时，如果未发现内部绝缘击穿或局部损伤现象，则试验合格。9.4.2查电压是否下降，电流是否上升，若电压下降，电流上升，则说明试品击穿。9.4.3有无放电声，如有异常放电，电压电流有摆动，则应停止试验，查明原因。9.4.4如因气泡放电，允许第一次试验后停10分钟以上，再进行第二次试验，如无放电声，各仪表指示正常，产品仍可通过试验。10、短时感应(ACSD)10.1试验目的感应耐压试验是继外施耐压试验后考核变压器电器强度的又一重要试验项目。通过感应试验可以对绕组纵绝缘既匝间.层间.段间绝缘以及绕组对地及对其他绕组和相间绝缘的电器强度进行考核。因此，感应耐压试验是考核变压器主绝缘和纵绝缘电器强度的重要手段。10.2试验原理及方法：（依据GB1094.32003试验标准）通常在变压器低压侧施加两倍正弦波形的额定交流电压，其他绕组开路。由于变压器类型及电压等级的不同短时感应试验方法及试验时间都又一定区别；（对于全绝缘变压器只进行相考核，而对于分级绝缘还需进行相对地考核。）10.2.1Um<72.5KV且额定容量小于10000KVA时进行短时感应试验不需要进行局部放电测量；试验持续时间t=120*Fn/F1(Fn额定频率，F1试验频率)试验接线(见图I),此电压等及大部分为全绝缘变压器可只进行相间试验。图I(以为例YNd11)10.2.2当Um>=72.5KV且额定容量为10000KVA及以上进行ACSD试验时要在整个试验过程中进行局部放电测量；对于全绝缘变压器只进行相间试验，对于分级绝缘变压器还需进行相对地试验；10.2.3短时感应试验接线：（如图三）相间试验可采取三相对称进电，中性点接地方式进行试验；对于分级绝缘变压器进行相对地试验时，为防止首端达到试验电压时而相间电压过高，可采取中性点支撑单相进电的方式进行试验。以YNd11,对A相进行相间及相对地试验为例，B,C相类同；（如图A.图B所示）(图A)三相进电相间短时感应试验接线示意图(图B)分级绝缘单相进电相对地短时感应试验接线示意图10.2.4试验电压值及时间顺序：(如图二)Um为标准规定系统电压值；U2=1.3Um/√3（相对地试验时）orU2=1.5Um（相间试验时）；U1在不大于U2/3的电压下接通电源；上升到1.1Um/√3，保持5min;上升到U2,保持5min;A=5min;B=5min;C=试验时间；D=5min;E=5min；c=30s;上升到U1,持续30秒；试验后立刻不间断的降低到U2,并保持5min,进行局部放电测量；降低到1.1Um/√3保持5min;当降低到U2/3以下时，方可切断电源；10.3试验操作程序：10.3.1试验前准备：根据试验大纲实施要求，产品技术条件及试验方法，正确选择试验方法；按机组（2000KVA,250KVA,200Hz）使用操作规程及仪器使用规程进行接线并复查无误后方可和闸加压；10.3.2试验注意事项：10.3.2.1应按实施试验大纲进行正确接线，中间试验变压器因调整在合适档位；10.3.2.2严格按照发电机组操作使用规则进行启动，使用，停机；10.3.2.3在进行试验前应尽可能的降低试品周围环景电磁对测量仪器的干扰；仪器试验前校正要准确；10.3.2.4铁芯，夹件，变压器油箱，试验仪器接地线及屏蔽冒接线要安全牢靠；10.3.2.5试验过程中因根据不同变压器结构选择合适的试验方法，以降低线路干扰，满足试验要求进行局放测量；10.4试验结果分析与判断；如果试验结果符合以下情况，则可判断该产品短时感应试验合格；10.4.1试验电压不出现突然下降；试验过程中油箱内无长时间异响；10.4.2在U2下的第二个5min期间，所有测量端子上的视在电荷量的连续水平不超过300Pc;10.4.3局部放电特性无持续上升趋势；10.4.4在1.1Um/√3下的视在电荷量的连续水平不超过100Pc;11、长时感应（ACLD）试验操作规程11.1试验目的通过测量，检验变压器内部是否有危害绝缘的局部放电量存在，以保证变压器在长期工作环境下安全可靠运行。11.2试验原理、方法在低压侧施加倍频电源，利用电磁