电力配电变压器试验

供用电技术专业教学资源库主讲：王运莉电力配电变压器试验目录CONTENTS1绝缘电阻、吸收比和极化指数测量2泄漏电流试验供用电技术专业教学资源库3直流电阻试验4介质损耗因数tanδ试验5外施工频交流耐压试验绝缘电阻、吸收比和极化指数测量CONTENTS01part供用电技术专业教学资源库绝缘电阻、吸收比和极化指数测量测量绕组连同套管一起的绝缘电阻、吸收比和极化指数，对检查变压器整体的绝缘状况具有较高的灵敏度，能有效地检查出变压器绝缘整体受潮、部件表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷。例如，各种贯穿性短路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥等现象引起的半贯通性或金属性短路。经验表明，变压器绝缘在干燥前后绝缘电阻的变化倍数比介质损失角正切值变化倍数大得多。绝缘电阻、吸收比和极化指数测量测量绕组绝缘电阻时，应依次测量各绕组对地和其他绕组间的绝缘电阻值。被测绕组各引线端应短路，其余各非被测绕组都短路接地。顺序双绕组变压器三绕组变压器被测绕组接地部位被测绕组接地部位1低压外壳及高压低压外壳、高压及中压2高压外壳及低压中压外壳、高压及低压3----高压外壳、中压及低压4高压及低压外壳高压及中压外壳及低压5----高压、中压及低压外壳绝缘电阻、吸收比和极化指数测量温度对绝缘电阻的影响很大，当温度增加时，绝缘电阻将按指数规律下降。所以，变压器绕组绝缘电阻测量应尽量在相同温度下测量，不同温度（t1，t2）下的电阻值（R1、R2）可按工程简化公式进行换算：绝缘电阻、吸收比和极化指数测量在实际测量过程中，会出现绝缘电阻高、吸收比反而不合格的情况，其中原因比较复杂，这时可采用极化指数来进行判断。

规程规定：220kV及以上或容量120MVA及以上的变压器应测量极化指数。其数值一般不小于1.5。为避免绕组上残余电荷对测量的影响，测量前后均应将被测绕组与外壳短路，充分放电，其时间一般不少于2min。接地线绝缘电阻、吸收比和极化指数测量安装时绝缘电阻不应低于出厂试验时绝缘电阻的70%；预防性试验时绝缘电阻值与安装或大修后投入运行前测量值相比，应无明显变化；同期同类型变压器同类绕组的绝缘电阻不应有明显异常；同一变压器绝缘电阻测量结果，一般高压绕组、中压绕组和低压绕组的测量值，应为：高压>中压>低压。绝缘电阻、吸收比和极化指数测量变压器在运行时，铁芯和夹件是否需要接地？绝缘电阻、吸收比和极化指数测量变压器在运行时，铁芯和夹件等金属构件处于电场中，如果铁芯不接地，就会产生悬浮电位，有可能使绝缘件产生爬电。因此，变压器铁芯和夹件必须一点接地。如果有两点及以上接地，就会在两个接地点之间产生闭合回路，形成环流，产生局部过热，增加变压器损耗，加速变压器老化，严重时可能烧损铁芯。因此，必须保证铁芯和夹件对地绝缘良好。绝缘电阻、吸收比和极化指数测量对于铁芯和夹件引到油箱外接地的变压器，应使用2500V的兆欧表测量铁芯对地的绝缘电阻、夹件对地的绝缘电阻和夹件对铁芯的绝缘电阻。

测量结果应与以前的测量值相比无显著异常变化。对于220kV及以上变压器，一般不低于500MΩ。绝缘电阻、吸收比和极化指数测量为保证大型电力变压器绝缘电阻测量数据额准确性，规程建议绝缘电阻表的输出电流一般不小于3mA。泄漏电流试验CONTENTS02part供用电技术专业教学资源库泄漏电流试验泄漏电流试验的原理与绝缘电阻试验相似，只是试验电压较高。测量泄漏电流比测量绝缘电阻有更高的灵敏度。运行检测经验表明，测量泄漏电流能有效地发现用其他试验项目所不能发现的变压器局部缺陷，例如：变压器套管密封不严、进水受潮、有裂纹等。

电压等级为35kV及以上，且容量为10000kVA及以上的变压器建议做此项试验，试验时读取1min时的电流值。泄漏电流试验双绕组和三绕组变压器测量泄漏电流的顺序与部位如下表所示：顺序双绕组变压器三绕组变压器加压绕组接地部分加压绕组接地部分1高压低压、外壳高压中、低压、外壳2低压高压、外壳中压高、低压、外壳3低压高、中压、外壳为了读数准确，应将微安表接在高电位处。泄漏电流试验测量泄漏电流时，绕组上所加的电压与绕组的额定电压有关，下表列出了试验电压的标准。绕组额定电压36~1020~3566~330500直流试验电压510204060泄漏电流的判断标准，一般是与同类型设备数据比较或者同一设备历年数据比较，不应有显著变化。单位：kV在上述电压下读取1min时的泄漏电流。直流电阻试验CONTENTS03part供用电技术专业教学资源库直流电阻测试变压器绕组直流电阻的检测是一项很重要的试验项目，GB50150—2016电气设备交接试验标准中的试验次序排在变压器试验项目的第二位。规程规定它是变压器出厂、现场交接试验、预防性试验等必试项目。它能够反映绕组匝间短路、绕组断股、分接开关接触状态以及导线电阻的差异和接头接触不良等缺陷故障，也是判断各相绕组直流电阻是否平衡、调压开关档位是否正确的有效手段。测量应在各分接头的所有位置上进行；直流电阻测试——判断标准《GB50150-2016》中规定1600kVA及以下电压等级三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的4%，线间测得值的相互差值应小于平均值的2%；1600kVA以上三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的2%；线间测得值的相互差值应小于平均值的1%；变压器的直流电阻，与同温下产品出厂实测数值比较，相应变化不应大于2%；不同温度下电阻值按照式7.0.3换算：直流电阻测试——判断标准《GB50150-2016》中规定式中R1、R2—分别为温度在t1、t2时的电阻值；T—计算用常数，铜导线取235，铝导线取225。

变压器直流电阻测量有两种测量方法，电桥法和压降法(变压器直流电阻测试仪)

试验仪器应使用精度为0.2级以上的直流电阻测试仪，根据变压器容量大小及电阻大小，选用适当的电流档测量所有绕组的直流电阻。直流电阻测试——测试方法有分接绕组应测量所有分接直流电阻。对有中性点引出的绕组应测量其相电阻，无中性点引出的测量线电阻。变压器绕组具有很大的电感和很小的电阻，尤其是其容量越大，绕组的电感就越大，而电阻越小，因而其时间常数较大。测量绕组电阻时，当接通直流电源后，充电电流要经过一个暂态过程才能达到稳定值，如何快速、准确测量直流电阻是一个很重要的问题。直流电阻试验---快速测量直流电阻的原理与方法变压器绕组电阻测量的等效电路原理见图1，充电电流变化图见图2，其中Lx和Rx为充电电感与被测电阻。图1直流电阻测量接线原理图图2电流增长时间曲线直流电阻试验---快速测量直流电阻的原理与方法

直流电阻试验---快速测量直流电阻的原理与方法电流方程为

电流方程为

变压器绕组的电感量L决定于绕组的匝数N，铁心的几何尺寸和硅钢片的导磁系数即磁导率μ。对于被试变压器来讲，只有磁导率μ可以改变，即在铁心磁通密度趋于饱和时，μ就大幅下降，从而线圈电感L也随之减小。

变压器直流电阻测量为了缩短充电时间和准确的电阻值，充电电流一般选择为额定电流的2-10%。大容量变压器选择较小值，小容量变压器选择较大值。直流电阻试验---快速测量直流电阻的原理与方法助磁法是采用高低压绕组串联，高压绕组助磁，快速测量低压绕组电阻的方法，该方法一般用于铁心为三相五柱式，低压绕组为d接大容量变压器的直流电阻测量中。高低压绕组磁法测量原理图直流电阻试验---快速测量直流电阻的原理与方法测量时应注意大容量变压器充电时间较长应有足够的充电时间；绕组直流电阻难度随着变压器的单台容量增大而增加，特别是铁心为五柱式，低压绕组为三角形连接的特大容量变压器，测量直流电阻时，电流达到稳定的时间很长。如果电流未达到稳定时读数，则测不出电流的真实数。接线夹接触是否良好；清除接线引起的误差；直流回路中有电流I时，变压器铁心磁场中有能量(𝐿𝐼^2)/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。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，同时损坏电桥。直流电阻试验---注意事项某变压器，经换算确定C相电阻值较大，怀疑是否由于断股引起，经与制造厂了解该绕组股数为24股，据此计算若断一股造成的误差与实际测量误差一致，判断故障为C相绕组内部有断股问题。经吊罩检查，打开绕组三角接线的端子，用万用表测量，验证厂C相有一股开断。直流电阻试验---案例直流电阻超标分析在对某电力修造厂改造的变压器交接验收试验时，发现其中压绕组Am、Bm、Cm三相无载磁分接开关的直流电阻数据混乱、无规律，分接位置与所测直流电阻的数值不对应。经吊罩检查，发现三相开关位置与指示位置不符，经重新调整组装后恢复正常。直流电阻试验---案例无载调压开关故障的诊断直流电阻试验---案例绕组引线连接不良故障的诊断

一台35kV变压器侧直流电阻不平衡率远大于2％，怀疑分接开关有问题，所以转动分接开关后复测，其不平衡率仍然很大，又分别测其他几个分接位置的直流电阻，其不平衡率都在11％以上，而且规律都是A相直流电阻偏大，好似在A相绕组中已串入一个电阻，这一电阻的产生可能出现在A相绕组的首端或套管的引线连接处，是否为连接不良造成。经分析确认后，停电打开A相套管下部的手孔门检查，发现引线与套管连接松动(螺丝连接)，主要由于安装时未装紧，且无垫圈而引起，经紧固后恢复正常。介质损耗因数tanδ试验CONTENTS04part供用电技术专业教学资源库测量变压器的介质损耗角正切值tanδ主要用来检查变压器整体受潮、油质劣化、绕组上附着油泥等分布性缺陷的一种较有效的手段。测量变压器的介质损耗角正切值是将套管连同在一起测量的，但是为了提高测量的准确性和检出缺陷的灵敏度，必要时可进行分解试验，以判明缺陷所在位置。介质损耗因数tanδ试验变压器tanδ试验接线试验顺序同绝缘电阻测量，试验测量环境要求同绝缘测量。变压器tanδ试验接线时电桥接线采用反接线，套管试验采用正接线。试验时应将被试绕组短接，非被试绕组短路接地。施加电压按下列规定：介质损耗因数tanδ试验额定电压在6kV及以下的试品按额定电压额定电压为10kV以上的试品按10kV加压交接试验规定：当变压器电压等级为35kV及以上且容量在8000kVA及以上时，应测量介质损耗角正切值tanδ。被测绕组的tanδ值不应大于产品出厂试验值的130%介质损耗因数tanδ试验介质损耗因数tanδ试验预防性试验的规定如下。介质损耗因数tanδ试验影响介质损耗功率因数测量的因素：环境因素：温度和湿度的影响试验接线造成的影响高压线绝缘不良高压线和地线接触不良套管为垂直立起试验，或立起时间不够套管表面受潮。（往往出现介损为负值）在变压器空载运行的条件下，高压绕组的电压和低压绕组的电压之比称为变压器的电压比（简称：变比）。

式中：∆K---变比允许偏差或变比误差；K---实测变比；KN---额定变比，即变压器铭牌上各绕组额定电压的比值。介质损耗因数tanδ试验介质损耗因数tanδ试验电压比一般按线电压计算，它是变压器的一个重要的性能指标，测量变压器变压比的目的是：保证绕组各个分接的电压比在技术允许的范围之内检查绕组匝数的正确性判定绕组各分接的引线和分接开关连接是否正确为变压器能否与其他变压器并列运行提供依据变压器变比的测量应在所有分接头进行，对于有载调压变压器，应用电动装置调节分接头位置。对于三绕组变压器，只需测两对绕组的变比，一般测量带分接开关绕组对其他两侧绕组的变比；介质损耗因数tanδ试验变压器线圈的一次侧和二次侧之间存在着极性关系，若有几个线圈或几个变压器进行组合，都需要知道其极性，才可以正确运用。

对于两线圈的变压器来说，若在任意瞬间在其内感应的电动势都具有同方向，则称它为同极性或减极性，否则为加极性。介质损耗因数tanδ试验将干电池的正极接在变压器一次侧A端子上，负极接到X上，电流表的正端接在二次侧a端子上，负极接到x上，当合上电源的瞬间，若电流表的指针向零刻度的右方（正方向）摆动，而拉开的瞬间指针向左方（负方向）摆动，说明变压器是减极性的。介质损耗因数tanδ试验变压器联结组是变压器的重要参数之一，也是变压器并联运行的必要条件之一，在很多情况下都需要进行测量。

变压器联接组别试验用于检查变压器的联接组别是否与变压器铭牌相同。介质损耗因数tanδ试验试验方法：目前对于变比、极性和组别的试验，大都采用变比电桥法。即采用QT-35、QT-80等型号的变比电桥进行测量。介质损耗因数tanδ试验外施工频交流耐压试验CONTENTS05part供用电技术专业教学资源库交流耐压试验是鉴定绝缘强度最有效的方法，特别对考核主绝缘的局部缺陷。如绕组主绝缘受潮、开裂、绕组松动、绝缘表面污染等，具有决定性作用。外施工频交流耐压试验这一目的对全绝缘变压器来说完全能达到，对分级绝缘变压器则只能考核中性点对地（端绝缘对铁轭）绝缘水平。在变压器注油后进行