主变压器常规试验方案

主变压器常规试验方案一、前言主变压器作为电力系统中的核心设备，其安全稳定运行直接关系到整个电网的可靠性。为全面掌握主变压器的健康状况，及时发现并排除潜在故障，依据相关国家标准、行业规程及设备制造商技术要求，特制定本常规试验方案。本方案旨在通过系统的试验项目，对主变压器的电气性能、绝缘状况等进行全面检测与评估，为设备的运行、维护和检修提供科学依据。二、试验目的与范围2.1试验目的1.验证设备性能：确认主变压器在制造、运输、安装或大修后，其性能参数是否符合设计要求及相关标准。2.评估绝缘状况：通过多种绝缘试验，判断变压器主绝缘、纵绝缘及套管等部件的绝缘性能是否良好，有无老化、受潮、局部缺陷等问题。3.检查绕组及连接：检测绕组直流电阻、变比、接线组别等，确保绕组无断线、短路、焊接不良及分接开关接触良好。4.考核损耗与效率：测量空载损耗、负载损耗等，评估变压器的运行经济性。5.发现潜伏性故障：通过油色谱分析、局部放电测量等手段，早期发现变压器内部可能存在的过热、放电等潜伏性故障。6.建立基准数据：为后续运行中的状态监测和故障诊断提供原始参考数据。2.2试验范围本方案适用于电力系统中各类油浸式及干式电力变压器的常规预防性试验、大修后试验及新投运前的交接试验。具体试验项目可根据设备类型、运行年限、上次试验结果及现场实际情况进行适当调整。三、试验前准备与安全措施3.1人员准备1.试验人员应具备相应的资质和经验，熟悉本方案及相关试验规程，明确试验目的、步骤和安全注意事项。2.试验小组应明确分工，设试验负责人一名，负责试验的组织、协调和安全监护。3.2技术准备1.收集被试变压器的铭牌参数、出厂试验报告、历次试验记录、运行状况等资料。2.根据被试变压器的型号、规格及试验项目，选择合适的试验仪器设备，并确保其在检定有效期内，性能良好。3.编制详细的试验步骤，准备好试验记录表格。4.进行现场查勘，了解试验场地、电源条件、接地系统等情况。3.3安全措施1.严格执行电力安全工作规程，办理工作票，做好停电、验电、装设接地线、悬挂标示牌等安全措施。2.试验区域应设置安全围栏或警示标志，严禁非试验人员进入。3.试验设备外壳及被试品非试验部分应可靠接地。4.高压试验时，应设专人监护，使用合格的绝缘工具，操作人员应站在绝缘垫上。5.试验前应检查试验仪器设备的接地是否良好，接线是否正确。6.对含有挥发性易燃介质的设备，应采取防火措施。7.试验过程中如遇异常情况（如异音、异味、冒烟等），应立即停止试验，查明原因并妥善处理后方可继续。3.4被试品准备1.变压器应处于停运状态，各侧断路器、隔离开关均已拉开，并在各侧装设接地线。2.清扫变压器套管、外壳，拆除影响试验的外部连接线（如避雷器、电压互感器等）。3.对于油浸式变压器，应检查油位、油色是否正常，必要时进行滤油或补充合格绝缘油。取油样进行油质分析（如水分、介损、击穿电压等）。4.分接开关应置于指定分接位置，并测量各分接位置的直流电阻。5.冷却系统、保护装置等辅助设备应处于正常状态或按试验要求进行调整。四、主要试验项目及方法4.1绝缘电阻及吸收比（或极化指数）测量目的：初步判断变压器绕组、铁芯及套管的绝缘状况，如是否受潮、脏污或存在贯穿性缺陷。方法与步骤：1.采用符合电压等级要求的兆欧表。对于220kV及以上变压器，宜采用2500V或5000V兆欧表。2.测量前应将被试绕组对地、对其他绕组短路放电，拆除所有外部连线。3.分别测量各绕组对地及各绕组间的绝缘电阻。测量时非被试绕组应短路接地。4.对于吸收比（R60s/R15s），读取15秒和60秒时的绝缘电阻值。对于极化指数（R10min/R1min），读取1分钟和10分钟时的绝缘电阻值。5.记录环境温度、湿度及绝缘油温度。结果判断：绝缘电阻值应符合规程要求，且与历史数据相比无显著下降。吸收比（对10kV及以上、额定电压下介质损耗因数tanδ大于0.5%的变压器，不宜低于1.3）和极化指数（不宜低于1.5或2.0，具体按规程执行）应合格。4.2介质损耗因数（tanδ）及电容量测量目的：评估变压器绝缘（主要是套管、绕组绝缘及整体绝缘）的介质损耗特性，反映绝缘的老化、受潮程度。方法与步骤：1.通常采用西林电桥或专用介损测试仪进行测量，可采用正接法或反接法。2.测量各绕组对地及绕组间的tanδ和电容量。非被试绕组短路接地。3.对于套管，应尽可能单独测量其tanδ和电容量。4.记录环境温度、被试品温度（油温或绕组温度）。结果判断：tanδ值应在规程规定的范围内，且与历史数据相比无明显增大。电容量与铭牌值或历史数据相比偏差应在允许范围内。4.3直流泄漏电流试验目的：检查变压器绝缘的整体受潮、局部缺陷及瓷质绝缘表面情况，比绝缘电阻试验更灵敏。方法与步骤：1.使用直流高压发生器，试验电压按规程规定选取。2.试验接线与绝缘电阻试验类似，非被试绕组短路接地。3.施加直流电压，分阶段升压，每阶段停留1分钟，读取各电压下的泄漏电流值，直至升至规定试验电压，持续1分钟读取最终泄漏电流。4.试验完毕后，应将被试绕组充分放电。结果判断：泄漏电流值应符合规程要求，且各相间泄漏电流的差别不应大于最小值的50%，泄漏电流不应随时间延长而增大。4.4变比及接线组别（或极性）试验目的：检查变压器的变比是否符合设计要求，接线组别（或极性）是否正确，分接开关的档位指示是否准确。方法与步骤：1.使用变比电桥或变比测试仪。2.在变压器各分接位置进行测量。对于有载分接开关，应在各工作分接位置及极限分接位置进行测量。3.施加低电压于高压绕组（或低压绕组），测量高、低压绕组的电压值，计算变比。4.通过测量高、低压绕组电压的相位关系，确定接线组别或极性。结果判断：变比误差应在规程允许范围内，接线组别（或极性）应与铭牌一致，分接开关指示位置应与实际变比相符。4.5直流电阻测量目的：检查绕组导线的焊接质量、绕组有无断线或短路、分接开关的接触是否良好、引线连接是否紧固等。方法与步骤：1.采用双臂电桥（适用于小电阻）或单臂电桥（适用于大电阻），或专用直流电阻测试仪（精度高、速度快）。2.测量各相绕组的直流电阻。对于有分接开关的变压器，应在所有分接位置进行测量，至少应在额定分接及常用分接位置测量。3.测量时应注意消除接线电阻和接触电阻的影响，待电流稳定后读数。4.记录测量时的绕组温度或油温。结果判断：各相绕组电阻值的相互差别应不大于三相平均值的2%（对于1600kVA及以下的变压器，为4%），线间差别应不大于三相平均值的1%。与历史数据相比，变化不应大于2%。不同分接位置的直流电阻应平滑变化。4.6空载损耗及空载电流测量目的：检查铁芯的质量，如硅钢片的性能、装配质量、铁芯接缝情况，以及绕组是否存在匝间短路等。方法与步骤：1.在变压器一侧绕组施加额定频率的正弦电压，其他绕组开路。通常在低压侧施加电压，高压侧开路。2.从零逐渐升压至额定电压，测量此时的空载电流和空载损耗。也可测量不同电压下的空载特性曲线。3.记录环境温度、被试品温度。结果判断：空载损耗不应超过额定值的110%（或按制造厂规定），空载电流与额定电流的百分比应在规程允许范围内。与历史数据比较，应无明显变化。4.7负载损耗及短路阻抗测量目的：检查绕组的导线规格、焊接质量、绕组直流电阻、冷却系统性能以及绕组在短路时的稳定性。方法与步骤：1.采用短路法。将变压器一侧绕组短路（通常是低压侧），在另一侧绕组（通常是高压侧）施加额定频率的电压，使短路电流达到额定值（或某一百分比，如100%、75%额定电流）。2.测量此时的输入功率（即负载损耗，需扣除短路时的杂散损耗估算值或按规程修正）和施加的电压（用以计算短路阻抗）。3.对于大容量变压器，可采用低电压短路法，测量数据后按比例换算至额定电流下的值。4.记录环境温度、被试品温度（油温或绕组温度）。结果判断：负载损耗和短路阻抗值应在额定值的允许偏差范围内（通常为±10%或按制造厂规定），且与历史数据相比无显著变化。4.8外施耐压试验目的：考核变压器主绝缘（绕组对地、绕组间）的强度，验证其承受短时过电压的能力。方法与步骤：1.试验在绝缘电阻、tanδ、泄漏电流等非破坏性试验合格后进行。2.被试绕组短接后施加试验电压，非被试绕组短路接地。3.试验电压为工频正弦波，从零开始均匀升压，升至规定电压后，持续1分钟。然后均匀降压至零。4.试验过程中，被试品不应有击穿、闪络、明显发热等异常现象。结果判断：试验过程中无击穿、闪络等现象，试验后绝缘电阻等各项指标应无明显变化。4.9感应耐压试验目的：考核变压器的纵绝缘（绕组匝间、层间、段间）强度。方法与步骤：1.通常在低压绕组施加两倍额定频率的电压（以避免铁芯饱和），高压绕组开路。施加电压的幅值和时间按规程规定。2.对于分级绝缘的变压器，应采取措施将中性点的电压限制在规定范围内。3.试验过程中，注意监测局部放电量（如有条件）。结果判断：试验过程中无击穿、闪络、异常声响等现象。4.10局部放电测量目的：检测变压器内部绝缘中是否存在局部放电现象及其严重程度，是评估绝缘状态的重要手段。方法与步骤：1.可在感应耐压试验或外施耐压试验的同时进行，也可单独进行。2.使用局部放电检测仪，采用脉冲电流法或其他合适的方法。3.按规程规定施加试验电压，测量并记录局部放电量。结果判断：在规定的试验电压下，局部放电量应不大于规程或制造厂规定的限值。4.11绕组变形试验（频率响应法）目的：检测变压器绕组是否发生了机械变形（如辐向收缩、轴向位移、饼间错位等），通常在遭受短路电流冲击或运输安装后进行。方法与步骤：1.使用专用的绕组变形测试仪（频率响应分析仪）。2.在变压器绕组的一端施加扫频信号，在另一端测量传递函数（幅频特性或相频特性）。3.将测得的频率响应曲线与原始曲线（出厂或上次试验）进行比较，分析判断绕组是否变形。结果判断：通过比较曲线的相似度、特征峰的偏移、新峰或峰的消失等情况，综合判断绕组变形程度。4.12油中溶解气体色谱分析目的：检测变压器油中溶解的特征气体组分和含量，判断变压器内部是否存在过热、放电等潜伏性故障及其类型。方法与步骤：1.按规定方法从运行中或停运的变压器中采集油样。2.使用气相色谱仪对油样中的溶解气体（如氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳等）进行分离和定量分析。3.根据分析结果，采用三比值法等判断方法进行故障诊断。结果判断：各气体组分含量及总烃含量应在规程规定的注意值以下。当气体含量异常或有增长趋势时，应结合其他试验结果综合判断。4.13套管试验目的：检查套管的绝缘性能，包括主绝缘、末屏绝缘等。方法与步骤：1.测量套管的绝缘电阻（主绝缘及末屏对地）。2.测量套管的tanδ和电容量（主绝缘及末屏对地）。3.对油纸电容式套管，必要时进行局部放电测量。4.检查套管油位、油色，有无渗漏油现象。结果判断：各项指标应符合套管相关标准及规程要求。4.14分接开关试验目的：检查分接开关（无励磁或有载）的接触性能、操作机构的灵活性和可靠性。方法与步骤：1.直流电阻测量：在各分接位置测量绕组直流电阻，检查接触是否良好。2.变比检查：在各分接位置测量变比，与铭牌比较。3.操作试验：手动或电动操作分接开关，检查其动作是否灵活、准确，限位是否可靠，指示是否正确。4.过渡电阻测量（针对有载分接开关）：测量切换过程中的过渡电阻值及三相一致性。5.绝缘油试验（针对有载分接开关油箱）：进行油中溶解气体色谱分析、水分、tanδ等试验。结果判断：分接开关在所有位置应接触良好，操作灵活，指示正确，过渡电阻符合要求，油质合格。五、试验数据处理与结果判断1.数据记录：试验数据应准确、清晰地记录在专用表格中，包括试验日期、时间、环境条件（温度、湿度、气压）、被试品信息（型号、编号、温度）、试验仪器型号及编号、各测量点数据等。2.数据修正：对于受温度影响较大的试验项目（如直流电阻、tanδ、损耗等），应将测量数据换算至标准温度下（通常为20℃或75℃）进行比较。3.结果判断依据：*国家标准和行业规程：如《电力变压器试验规程》等。*设备制造厂规定：设备出厂试验报告或技术说明书中的要求。*历史数据比较：与该设备历次试验数据进行纵向比较，观察变化趋势。*同类型设备比较：与同型号、同批次或相近运行条件的设备试验数据进行横向比较。*综合分析：结合各项试验结果进行综合判断，不能仅凭单一试验项目下结论。4.不合格处理：对试验结果不合格或有疑问的项目，应认真分析原因，必要时进行复试或补充其他试验项目，直至查明原因并采取相应措施。六、