一、电力变压器试验变压器是变配电所的心脏设备,为了保证其性能良好、安全可靠地运行,就必须定期地对其进行各种试验(预防性试验),新安装施工或大修完成后必须进行交接试验。
为了使试验达到预期目的,详细的了解变压器绝缘结构、工作原理、试验方法,对试验人员来说是极为重要的。
一、试验前的检查和准备工作(一)试验前首先应进行下列检查1、仔细观察变压器油箱、油枕、防爆管及其他附件等有无机械损伤和渗油现象。
2、检查铭牌数据和其它标牌有无错误,附件是否完整,资料是否齐全。
3、器身外起吊钩、吊芯螺栓、螺丝和密封垫等应完整良好。
4、仔细检查高压、低压瓷套管有无裂缝和其它缺陷。
5、器身有无锈蚀和油漆脱落现象。
6、油温和油面指示以及绝缘油颜色等是否正常。
7、变压器油箱内的绝缘油必须已静置48小时以上。
(二)试验前应做好下列准备工作1、如果变压器已安装,应将高、低压侧的母线拆除并应保证其与变压器本体间的安全距离。
2、将油箱上表面的污垢打扫干净,用干净的软布将高压、低压瓷套管等绝缘部件擦拭干净。
3、记录当时的环境温度、空气相对湿度、油表面温度、油标位置和变压器铭牌上的相关数据。
4、准备好现场试验用电源设施以及有关试验设备、仪器、仪表等应用工具、连接导线、安全防护用品和可靠的接地线。
5、做好现场的安全防护工作。
二、变压器的试验项目依据中华人民共和国国家标准GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》,变压器的试验项目应包括下列内容:(一)绝缘油试验或SF6气体试验;(二)测量绕组连同套管的直流电阻;(三)检查所有分接头的电压比;(四)检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性;(五)测量与铁芯绝缘的各紧固件(连接片可拆开者)及铁芯(有外引接地线的)绝缘电阻;(六)非纯瓷套管的试验;(七)有载调压切换装置的检查和试验;(八)测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数;(九)测量绕组连同套管的介质损耗角正切值tanδ;(十)测量绕组连同套管的直流泄漏电流;(十一)变压器绕组变形试验;(十二)绕组连同套管的交流耐压试验;(十三)绕组连同套管的长时感应电压试验带局部放电试验;(十四)额定电压下的冲击合闸试验;(十五)检查相位;(十六)测量噪音。
根据变配电所施工实际情况,在本节中仅对变压器上述试验中的(一、绝缘油试验)、(二)、(三)、(四)、(五)、(六)、(八)、(九)、(十)、(十二)、(十四)、(十五)12个相关试验项目进行说明。
(一)绝缘油试验或SF6气体试验a .绝缘油试验在变压器中,变压器油是绝缘的主要部分,也是油浸式变压器散热的主要介质;变压器油的质量直接影响到整个变压器的绝缘性能。
变压器油是一种复杂的碳氢化合物,运行过程中,油色会逐渐加深(由微黄或黄色变为棕褐色,透明度也会显著降低),粘度变大,并有黑褐色固态或半固态物质(油泥)产生,这称为变压器油的劣化。
因此油泥附在绕组上会导致油道堵塞、妨碍散热,水分和污物将使油的绝缘电阻下降,tanδ值上升,耐电强度下降等严重的不良影响。
因此,大型和高电压等级新品和运行中的变压器(例如牵引变压器),都应定期进行绝缘油试验,无论是交接和预防都应该做油中溶解气体色谱分析,以保证安全运行。
1、试验目的(1)检查变压器油的颜色是否正常。
(2)经过交流高压击穿试验考察绝缘油的绝缘性能是否满足变压器正常运行时的绝缘要求。
2、使用仪器名称:绝缘油介电强度自动测试仪型号/规格:GC-2005/0~80kV3、试验方法(1)将仪表摆放平整,根据绝缘油介电强度自动测试仪的工作电压选择匹配的工作电源,并接入绝缘油界电强度自动测试仪。
(2)根据标准,检测击穿间隙的尺寸并设定绝缘油击穿次数。
(3)将已取油样顺试油杯壁缓慢注入杯中,放到仪器的U型支架上,迅速将仪器上盖盖住,静止放置15~20分钟。
(4)插入电源,指示灯亮,按下电源按钮,红灯亮,高压接通,按下测试按钮,仪器开始自动测试,等待仪器自动测试六次后绿灯亮,此时表示测试工作已经完毕,读取并记录测试数据。
接线示意图如下:(图1.1.1 变压器绝缘油试验示意图)绝缘油测试示意图试按钮置按钮源按钮图1.1.1 变压器绝缘油试验示意图(5)绝缘油的试验项目及标准,应符合表1.1.1 的规定。
表1.1.1 绝缘油的试验项目及标准(6)新油验收及充油电气设备的绝缘油试验分类,应符合表1.1.2 的规定。
表1.1.2 电气设备绝缘油试验分类b. SF6气体试验对SF6气体绝缘的变压器应进行SF6气体含水量检验及检漏:SF6气体含水量(20℃的体积分数)一般不大于250μL/L。
变压器应无明显泄漏点。
(二)测量绕组连同套管的直流电阻变压器绕组直流电阻的测量是变压器试验中既简便又重要的一个试验项目,不论是在交接或者预防性试验时,都是必要的测试项目之一。
测量应在各分接头的所有位置上进行。
1、试验目的(1)检查绕组有无断线、层间及匝间短路。
(2)检查接头焊接是否牢固可靠,电压切换开关的接触是否良好。
(3)实测并比较各绕组在各档位下直流电阻值是否正常。
2、使用仪器名称:直流电阻快速测试仪型号/规格:JW 20mΩ-200kΩ±0.5%3、试验方法(1)将仪表摆放平整,将直流电阻快速测试仪的外壳可靠接地,并接入与设备匹配的工作电源。
(2)进行正确试验接线;将两个测试线夹对夹起来(示意图中的P1/C1和P2/C2通常各为一个线夹),合上仪器电源开关,按下任一电阻档位按钮,旋动调零旋钮,使直流电阻快速测试仪面板上数字显示窗内的指示为零。
(3)关闭仪器电源开关。
(4)将直流电阻快速测试仪的测试线夹分别接于变压器高压侧A 相和C 相的引出端接线柱上,并检查变压器档位开关所在档位。
(5)打开电源开关。
(6)参考变压器技术说明书中 “绕组连同套管的直流电阻AC 相值”,将直流电阻快速测试仪的档位开关放置于最佳档位进行测试。
(7)等待测试数字稳定后读取测试值并记录数据,此时测得结果是AC 相的直流电阻。
(8)关闭电源开关。
(9)按下放电按钮,大约待1分钟后取下测试线夹。
(10)按照上述(4)-(9)步骤依次测试AB 相和BC 相。
(11)使用专用工具调整变压器档位至另外一档,依照以上顺序测试AB 相BC 相AC 相,直至把所有档位测试完毕。
(12)低压绕组连同套管的直流电阻测试方法与上述高压绕组测试方法类同。
由于低压绕组的电阻值通常较小,测试时应根据厂家资料所显示电阻值选择适当的档位。
接线示意图如下:(图1.1.2 变压器绕组连同套管的直流电阻测试接线示意图)1 2345C2C1P1P2A BC1,2,3,4:均表示档位按钮5复位按钮66放电按钮变压器高压端子变压器低压端子a bc o77调零旋钮88电源插孔99保护接地端子直流电阻测试仪220V 交流电源图1.1.2 变压器绕组连同套管的直流电阻测试接线示意图4、注意事项(1)测试仪器必须是经国家有关检定部门检定合格并在使用期内,测试仪器的外壳必须牢靠接地。
测量中所使用的仪器或仪表的准确度应不低于0.5级。
(2)连接的导线应有足够的截面,且连接处必须接触良好。
在使用前,应对测试导线和测试线夹进行调零,以消除测试连线电阻对测量结果的影响。
(3)测量油浸变压器绕组的直流电阻时,应在上、下层油温相差不超过3℃且温度较为稳定的情况下进行,并把上层油温作为绕组测试时的环境温度。
(4)非被试绕组应开路;测量低压绕组时,在电源开关通、断的瞬间,在高压绕组中可能会产生感应高电压,应注意人身安全。
(5)由于变压器的电感量较大,电流稳定所需要的时间较长,为了得到准确结果,必须等测试值显示稳定后再进行读数。
(6)测量中,为防止感应电动势损坏仪表,要特别注意操作顺序。
在接通电源时,要先接好测试导线,再按下试验按钮;试验完毕或换相时则应先按下停止按钮、再按下放电按钮,等电荷释放约一分钟后再取下测试导线。
(7)将测试结果与历次测量的电阻值进行比较时,应将测试值换算到同一温度下进行比对。
5、测量结果的分析判断测量各绕组电阻值与产品出厂值及历次测试数据相比应无明显差别。
测量结果的分析判断主要还是以本次测量电阻值进行相间或线间的相互比较来判定。
因为各绕组间电阻值测量时的条件是相同的,避免了不同仪表、人员、温度等因素的影响,有利于判断结果的正确性。
(1)判断标准1)对1600kVA以上的变压器,各相绕组的电阻(在同一分接位置时)相互间的差别应不大于三相平均值的2%,无中性点引出线时的线电阻间的差别应不大于三相平均值的1%。
2)1600kVA 及以下容量等级三相变压器,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%。
3)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下式换算:R2=R1(T+t2)/(T+t1)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。
4)电阻误差的计算公式为:%δ=(Rmax-Rmin/Rp)×%100式中%δ—相或线电阻之间的误差百分数; Rmax —相或线电阻的最大值; Rmin —相或线电阻的最小值; RP —三相相或三相线电阻的平均值。
若是相电阻Rp=(RAO +RBO +RCO)/3 若是线电阻则Rp=(RAB +RBC +RCA)/3(5)单相设备在同一温度下与历次测量结果相比较,应无显著差别。
(2)三相电阻不平衡的可能原因1)分接开关接触不良。
分接开关接触不良主要反映在一两个分接处的电阻偏大,且三相之间电阻不平衡。
产生的原因主要是分接开关不清洁、电镀层脱落和弹簧压力不够等。
固定在箱盖上的分接开关,有可能在箱盖紧固后,受到引线的拉力不均,造成接触不良。
2)焊接不良。
一般有绕组本身焊接不良或绕组与引线之间的焊接不良;以及由多股导线并绕的绕组在焊接时,出现的少数线股未焊牢或断股等。
以上情况都会使绕组电阻产生不同程度偏大的误差。
3)套管中的导电杆引线连接不良。
4)绕组产生匝间或层间短路。
5)三角形连接的绕组,其中一相断线,没有断线的两相,线端间的电阻为正常值的1.5 倍,而断线相的线端间电阻为正常值的3倍。
星型接线和三角形接线:(见图1.1.3 变压器绕组星型接线和三角形接线示意图)ABCR ACR BC R ARBRCR AR CR BR ABR BC R ACC(a)(b)变压器的星型接线和三角形接线(a )星型接线 (b )三角形接线R ABABCRACR BCRARBRCR AR CR BR ABR BCR ACC(a)(b)变压器的星型接线和三角形接线(a )星型接线 (b )三角形接线R AB图1.1.3 变压器绕组星型接线和三角形接线示意图(3)三相变压器线电阻换算成相电阻的计算当变压器绕组为三角形接线或为无中性点引出线的星形接线时,如图(变压器的星型接线和三角形接线(a)、(b))所示,只能测得线电阻,若要知道相电阻,可以通过以下公式计算得出。