变压器例行试验指导书doc.docx
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变压器例行试验指导书doc
变压器试验指导书
第一节例行试验
1．油箱密封试验
油箱密封试验应在装配完毕的产品上进行，如产品带有可拆卸的贮油柜、净油器、散热器或冷却器可单独进行，试验可采用下列方法之一：
a．静油柱法
b．静气压法
1.1采用静油柱法进行试验:
在变压器箱盖或贮油柜上加一个垂直的吊罐或利用贮油柜的油面压力，其吊罐或贮油柜的油面高度应使油箱所承受的压力和持续时间符合GB／T6451一2008规定。
（见表一）
1.2采用静气压法进行试验:
在变压器的箱盖上或贮油柜上连接一块气压表，并装有一个气门，通过该气门输入干燥空气给油箱施加静气压，施加的压力和持续的时间应符合GB／T6451-2008的规定。
（见表一）
表1密封试验所承受压力和持续时间
电压等级
（kV）
油箱结构
施加压力
（kPa）
施加时间
（h）
试验结果
6，10
一般结构
波纹油箱（315kVA
以下）
波纹油箱（400kVA
以上）
40
20
15
12
12
12
剩余压力不得小于
规定值的70%
35
一般结构
密封式
50
76
24
24
无渗漏、损伤
66
油箱及储油柜
50
24
无渗漏、损伤
110
油箱及储油柜
50
36
无渗漏、损伤
220
油箱及储油柜
50
72
无渗漏、损伤
330
油箱及储油柜
30
24
无渗漏、损伤
1.3在密封试验解除前，要对油箱所有焊缝和密封部位进行全面、细致的检查，应无任何渗油和漏油现象。
静气压法解除压力时，剩余压力应不低于有关技术条件的规定。
1.4对于不带贮油柜或全密封型的试品，应在正常油面高度下进行密封试验。
1.5利用静油柱法或静气压法时，油箱各部位的压力和持续时间按GB／T6451--2008的规定，产品无渗漏油现象，则该试验合格。
2．绝缘特性测量
绝缘性能测量是考核试品的绝缘性能，是产品进行高压试验和运行的重要参考依据。
应进行下列试验项目：
a．绝缘电阻及吸收比测量；
b．介质损耗率测量；
绝缘电阻及吸收比和介质损耗率的测量部位按表2的规定进行。
表2变压器绝缘电阻及吸收比测量
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、中压及油箱
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、中压及低压
油箱
2.1绝缘电阻及吸收比
2.1.135kV级4000kVA及以上和63kV级以上的所有试品均测量其绝缘电阻及吸收比。
测量时，应使用5000V、指示量程不低于100000MΩ的高阻计。
35kV级、3150kVA及以下和10kV的所有试品均应测量其绝缘电阻值。
测量时使用2500V、指示量程不低于10000MΩ的高阻计。
其精度均不应低于士1.5％。
2.1.2测量绝缘电阻时，首先将高阻计调整水平，在不连接试品的情况下，使高阻计的电源接通，其仪表指示应调整到∞；将测试连接电缆接入时，高阻计指示应无明显差异。
2.1.3正确的使用高阻计的三个端子，必须使E端接地，L端接火线，G端屏蔽。
2.1.4测量时，待高阻计处于额定电压后再接通线路，与此同时开始计时。
手动高阻计的手柄转速要均匀，维持在每分种120转左右。
2.1.5每次测试完毕后，应首先断开火线，以避免停电后被测绕组向高阻计放电而反方向冲击仪表。
2.1.6按照表2的测量部位进行测量，当一个部位测量完毕后，首先应将被测绕组放电，然后改接另一测试部位，测试前应对该绕组充分放电，以消除残余电荷对测量的影响。
2.1.7在空气湿度较高时，外绝缘表面泄漏严重的情况下，在测量中应使外绝缘表面屏蔽。
2.1.8测试时，通常是在10℃～40℃和相对湿度小于85％时进行，当测量温度不同时，根据GB／T6451-2008有关规定，绝缘电阻可按下式换算：
R2＝R11.5（t1-t2）/10
式中：
R2、R1分别为温度t1、t2，的绝缘电阻值。
2.1.9测量60秒和15秒的绝缘电阻值。
其比值为吸收比即R60/R15。
2.2介质损耗率测量
2.2.1试验电源的频率应为额定频率，其偏差值不大于士5％，试验电源电压波形应为正弦波，测试仪器采用“西林电桥”或变压器介损测试仪，用反接法进行测量。
2.2.2施加电压按下列规定：
a.额定电压为6kV以下的试品，取额定电压；
b．额定电压为10kV～35kV的试品，取10kV；
c.额定电压为63kV及以上的试品，取10kV或大于10kV，但不超过绕组线端较低电压的60％。
2.2.3对产品绝缘性能产生怀疑时，可在不同电压下测量其介质损耗率。
良好绝缘的试品应随着电压的升高,介质损耗率不变或略有升高。
2.2.4在10℃一40℃时，介质损耗率的测试结果应不超过下列规定：
a.35kV及以下的绕组20℃时应不大于1.5％：
b．63kV及以上的绕组20℃时应不大于0.8％：
c.330kV及以上的绕组20℃～25℃时应不大于0.5％：
当绕组温度与20℃不同时，按GB／T6451一2008的规定，对不同温度下的tanδ值，一般可按下式换算：
tanδ2=tanδ11.3（t2-t1）/10
式中：
tanδ2、tanδ1分别为温度t2、t1时的tanδ值，
2.2.5同测量绝缘电阻时一样，要注意高压连线、可能的支撑物及产品外绝缘污
秽、受潮等因数对测量结果带来的较大误差。
2.2.6变压器产品在进行tanδ测量时，被试绕组均应短路，并应正确记录产品的油温，测量顺序及测量组合可参照表2进行。
3．绕组电阻测量
绕组电阻测量是检查线圈内部导线的焊接质量，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。
3.1变压器各绕组的电阻应分别在各绕组的线端上测定：
三相变压器绕组为星形连接无中性点引出时，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A0、B0、C0；但对中性点引线电阻所占比重较大的如Yn联结且低压为400V的配电变压器，应测量其线电阻Rab、Rbc、Rca及中性点对一个线端的电阻，如Ra0。
绕组为三角形联结时，首未端均引出,并测量其相电阻，封闭三角形的试品应测定其线电阻。
3.2带有分接的绕组，应在所有分接下测定其线电阻
有载调压变压器，如有正、反激磁开关（级性选择器）时，应在一个方向上测量所有分接的绕组电阻，然后在另一个方向上测量1～2个分接。
测定绕组电阻时，无励磁分接开关应使定位装置进入指定位置；有载分接开关应采用电动操作。
3.3测量电源可采用甲种干电池、蓄电池或恒流电源。
电源应有足够的容量，避免在测量过程中，由于放电电流过大或时间延长，使电源内阻发生变化而产生测量误差。
3.4测量中应调节试验电流和指零仪器的灵敏度，使被测电阻变化千分之一时，测量仪表或电桥检流计有明显指示。
3.5测量带有无励磁分接开关的变压器各分接绕组电阻时，在变换分接位置之前，可预先短路其非被测绕组（例如低压a—b--c），使磁场能量贮存在非被测绕组中，磁场能量在不放掉的情况下完成分接变换，为了使磁场能量消耗小，建议在电阻小的非被试绕组上短路。
3.6绕组电阻测定时，必须准确记录绕组温度，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。
对于油浸变压器，器身浸入油中不励磁三小时后，认为绕组与油的平均温度相同，油的平均温度应等于油顶温度（箱顶油温度计座中放置温度计）与散热器出口油温和的1/2，当试品温度与环境温度相差小于3℃时，可以将油顶层温度视为绕组温度。
3.7绕组电阻的测量采用下列方法之一：
a.电桥法
b.直流电阻测量仪
3.7.1采用电桥法时，采用精度为0.2级的电桥，按电桥使用说明书，并选用3．3条所规定的直流电源。
测量中，应在电流稳定后接通检流计，电桥达到平衡后，记录读数。
打开检流计，如有可能应将试验电流降至最低，再切断电源。
11Ω及以下的被测电阻采
用双臂电桥，11Ω以上时也应采用双臂电桥，但也可采用单臂电桥，采用单臂电桥应考虑连线电阻的影响。
采用双臂电桥测量时，电流连线与电位连线必须分别与被测线端连接，电流连线应有足够的截面，在测量中不应发热而引起电流变化，电位连线的电阻应足够小，由于它的接入，桥臂电阻的变化应忽略不计。
3.7.2采用直流电阻测试仪时，精度必须在0.2级及以上，环境温度为10℃～40℃，工作电源AC220±10％，并根据变压器容量情况，选择仪器的稳流电流值（一般为5A、10A、20A）。
测量同一台变压器同一电压绕组的各项绕组时，应选择相同的电流进行测试，避免造成系统误差。
一般来说变压器容量越大，绕组的电阻值越小，选择的测试电流应该越大。
如果量程允许，高压绕组选用5A或10A电流，低压绕组选用20A或40A电流。
对于无载调压变压器，每测试完毕一个后，需按“复位”键使系统处于放电状态，电流指示逐渐回零，“放电指示灯”熄灭，标志着放电结束。
放电完毕后允许转换分接开关，也可以外接短路开关加快这一过程，然后按“启动”键进行下次测量。
3.8电阻的换算
三相电阻的不平衡率以三相电阻的最大值与最小值之差为分子，三相电阻的平均值为分母进行计算。
对于配电变压器，直流电阻不平衡率相为4％，线为2％；对于电力变压器，直流电阻不平衡率相（有中性点引出时）为2％，线（无中性点引出时）为1％，如果由于线材及引线结构等原因而使直流电阻不平衡率超过上述值时，除应在出厂试验记录中记录实测值外，尚应写明引起这一偏差的原因。
三相电阻的不平衡率小于2％时，线电阻与相电阻的换算按下式：
Y形联结：
Rxg=Rxn／2
D形联结：
Rxg=1.5Rxn
三相电阻不平衡率大于2％时，线电阻与相电阻的换算按下式：
Y形联结：
Ra=（Rab+Rac-Rbc）／2
Rb=（Rab+Rbc-Rac）／2
Rc=（Rbc+Rac-Rab）／2
D形联结：
（a--y；b--z；c--x）
Rab×Rbc
Ra＝（Rac－Rp）－
Rac－Rp
Rab×Rbc
Rb＝（Rab－Rp）－
Rab－Rp
Rab×Rbc
Rc＝（Rbc－Rab）－
Rbc－Rp
式中：
Rab、Rbc、Rac--各相的线电阻
Ra、Rb、Rc--的相电阻
Rxg--三相的相电阻
Rxn--三相的线电阻
进行不同温度下绕组电阻的换算时，采用下式：
RQ=Kt×Rt
Kt=（T+Q）／（T+t）
式中：
RQ及Rt--温度Q℃和t℃时的电阻
T--系数，铜绕组时为235,
铝绕组时为225.
4．电压比测量和联结组标号检定
电压比试验和联结组标号检定，采用电压比电桥，（精度为0.1%）
4.1电压比试验中计算的比值应按各分接的名牌电压计算，当电压百分数或对应匝数与名牌电压无差异时，可按电压百分数或匝数计算其比值。
4.2试验应分别在各分接上进行，有正、反激磁的有载调压变压器，转换选择器正向联接时，如在所有分接选择器位置进行了电压比测量，反向联接时，允许只抽试1一2个分接。
4.3三绕组变压器，至少在两对绕组上分别进行电压比测量。
4.4变压器电压比试验应分别对每对双绕组（如AB／ab、BC／bc、CA／ca）
各分接进行电压比测量，同时还应验正联接组及向量标号是否正确。
4.5GB1094一1999规定变压器电压比的允许偏差如下：
4.5.1规定的第1对绕组
主分接：
（1）规定电压比的±0.5％
（2）实际阻抗百分数的±l/10，
取
（1）、
（2）中低者
其它分接：
按协议，但不低于
（1）和
（2）中较小者。
4.5.2其他绕组对：
按协议，但不低于上节
（1）和
（2）中较小者。
4.6特殊的绕组联结组标号测定，用示波器法。
这种方法适用于各种绕组联结组的测定，但在标准绕组联结组标号的测定时很少使用。
试验的接线原理，在变压器高压侧施加三相对称电压，将对应的高压侧电压、低压侧电压（UV--v；VW--vw；WU--wu）引入示彼器，要注意使电压极性正确，调节示波器的振幅使高压和低压侧电压的幅值有差别，所得到的波形，高压电压正半波过零与低压电压正半波过零的角度差又是低压电压超前或落后高压电压的角度。
5．空载损耗与空载电流的测量
空载损耗与空载电流是变压器运行的重要参数，通过测量验证这两项指标是否在国家标准允许的范围内，并且检查和发现试品磁路中的局部缺陷和整体缺陷。
5.1空载损耗与空载电流的测量，应从试品各绕组中的一侧绕组端供给额定频率的额定电压（为对称的正弦波电压），其余绕组开路。
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位置。
如果试品绕组中有开口三角联结绕组，应使其闭合。
运行中处于地电位的线端和油箱或外壳应可靠接地。
5.2空载试验时按图1的接线进行，单相变压器参照图1（a）和（b）的接线，
三相变压器参照图1（c）、（d）、（e）的接线，三相变压器空载试验与单相变压器空载试验时，均需测量电压有效值、平均值和频率。
5.3图1的接线，所测功率包括电压表和瓦特表的电压线圈以及电压互感器的损耗，这些损耗统称仪表损耗。
当它大到不容忽略时，应从测量损耗中扣除。
振动式频率表的读数应在接近额定电压时读取，读取功率前应切断振动式频率表接线。
仪表损耗可用相同试验线路，断开试品施加相同的电压（试品额定电压）直接从瓦特表上读出。
5.4图1的试验线路要特别注意电压互感器、电流互感器的极性及瓦特表电压端子和电流端子的极性。
三相功率应是两瓦特表或三瓦特表的代数和。
5.5空载试验所用电流及电压互感器精度应不低于0.2级，所用仪表的精度应不低于0.5级。
5.6图l（a）、（c）测量电压取决于产品，测量功率没有线路损耗。
图1（b）、（d）、（e）所测量的功率不但包括仪表损耗，而且还包括线路损耗，当它大到不容忽略时，也应从测量功率中减掉。
线路损耗的数值可以从下列两种方法之一中选择：
其一，断开试品，将试验线路的端部短路，施加试验电流的三相平均值，从瓦特表中读取。
其二，可用试验电流的平方与三相试验线路电阻的乘积计算得出。
5.7当试验电压三相不对称度小于2％时，可用三个线电压的平均值或a～间的线电压为准施加电压，测量空载数据。
如果三相电压的不对称度大于2％，但不超过5％时，可以分别以a～b、b～c、c～a，为准施加电压，试验数据取三次试验的算数平均值。
5.8当电压波形畸变，即平均值电压表与有效值电压表读数不同时，应以平均值电压表（有效值刻度）为准施加额定电压U1，测量空载损耗Pm，空载电流I和有效值电压表的电压U。
空载损耗按下式校正：
Po=Pm（I+d）
d＝（U1一U）／U
d≤3％符合标准要求，
若d＞3％，则应确认试验的有效性
空载电流应以平均值电压表（有效值刻度）施加额定电压所测得三相电流的算术平均值与额定电流的百分数表示。
对于容量不等的多绕组试品，空载电流的基数应取最大容量的额定电流。
5.9允许偏差
5.9.1空载损耗：
＋15％，但总损耗不得超过10％;
5.9.2空载电流：
＋30％
图1.空载损耗和空载电流测量原理图
图1.空载损耗和空载电流测量原理图
6．短路阻抗和负载损耗测量
短路阻抗和负载损耗是变压器运行的重要参数.通过测量，验证这两项指标是否在国家标准允许的范围内，并且从中发现设计与制造绕组及载流回路中的缺陷和结构的缺陷。
6.1阻抗电压和负载损耗的测量，应在试品的一个绕组的线端施加额定频率，且近似正弦波的电流。
另一个绕组短路，各相处于同一分接位置。
测量应在50％--100％额定电流下进行。
测量应迅速进行，试验时绕组所产生的温升应不引起明显的误差。
测量前应准确的测量绕组的平均温度。
6.2阻抗电压和负载损耗的测量与空载试验的测量线路相同，按图1的接线进行，只是测量中无需进行电压波形校正。
测量方法上的要求与5.3--5.6的规定完全相同。
6.3对于额定电流很小的试品，如仪表（电压表及瓦特表电压线圈）和电压互感器的吸收电流在测量电流中不可忽略时，应将电压取于电源。
单相测量按图2（a）的接线进行，三相测量按图2（b）的接线进行。
图2.电压取于电源的测量原理
6.4阻抗电压是绕组通过额定电流时的电压降，标准规定以该压降与额定电压的百分数表示。
阻抗电压测量时，应以三相电流的算术平均值为准，如果试验电流无法达到额定电流时，阻抗电压应按下列公式折算，并校正到表3所列的参考温度。
表3参考温度
绝缘的耐热等级
参考温度℃
A
75
E
75
B
75
其其它绝缘的耐热等级
115
注：
当为导向强迫油循环绕组温升为70k时，参考温度
为80℃.
ekt=Ukt×In×100%
UnIk
ek=e2kt+（Pkt）2×（Kt2–1）
（10Sn）2
式中：
ekt——绕组温度为t℃时阻抗电压，％；
Ukt——绕组t℃时，流过试验电流Ik的电压降，V；
Un——施加电压侧的额定电压，V；
In——施加电压侧的电流，A；
ek——参考温度时的阻抗电压，%；
Pkt——t℃时的负载损耗，W；
Sn——额定容量，kVA；
Kt温度系数。
6.5短路阻抗通常以每相欧姆数表示，也应校正到表3所列的参考温度。
Un2
Zt=ek×
Sn
式中：
Zt——短路阻抗；
Un——绕组的额定电压，kV；
Sn——绕组的额定容量，MVA；
ek——绕组的阻抗电压，％；
6.6负载损耗是绕组通过额定电流时所产生的损耗，测量时，应以三相电流的算术平均值为准，施加额定电流，如果试验电流无法达到额定电流时，负载损耗应按额定电流与试验电流之比的平方换算，负载损耗中的电阻损耗与电阻成正比变化，而其它损耗与电阻成反比变化。
两部分损耗应分别校正到表3所列的参考温度，通过下面的公式计算：
Pkt+∑In2Rx（Kt2-1）
Pk=Kt
式中：
Pk——参考温度下的负载损耗；
Pkt：
——绕组试验温度下的负载损耗；
Kt——电阻温度系数；
∑In2R——被测一对绕组的电阻损耗。
三相变压器一对绕组的电阻损耗应为两绕组电阻损耗之和，计算方法如下：
“Y”或“Yn”联结的绕组：
Pr＝1.5In2Rxn=3In2Rxg
“D”联结的绕组：
Pr＝1.5In2Rxn=In2Rxg
式中：
Pr——绕组的电阻损耗
In——绕组的额定电流
Rxn——线电阻
Rxg——相电阻
6.7变压器的阻抗电压和负载损耗测量应在主分接下进行，有载调压变压器分接范围大于5%时，还应测量在最大和最小分接下数据。
6.8三绕组变压器，其阻抗电压，短路阻抗及负载损耗应在成对的绕组间进行测量。
如：
在绕组1与绕组2间；
在绕组2与绕组3间；
在绕组3与绕组1间；
多于三绕组的变压器，绕组应成对的选取，其原则与三绕组相同。
试验时非被试绕组开路。
6.9不同容量的绕组测量时，施加电流应以较小容量的额定电流为准，试验结果负载损耗应注明容量；阻抗电压应将测量结果换算到较大容量。
6.10允许偏差
6.10.1负载损耗：
＋15%但总损耗不得超过10％。
6.10.2短路阻抗：
有两个独立绕组的变压器，或有多个绕组变压器中规定的为一对独立绕组。
主分接：
当阻抗值≥10％时，±7.5％；
当阻抗值＜10％时，士10％；
其他分接：
当阻抗值≥10％时，士10％；
当阻抗值＜10％时，土15％；
自耦联接的一对绕组，或多绕组变压器规定的第二对绕组；
主分接：
士10％；
其他分接：
士15％；
其他绕组对：
土15％按协议，正偏差可加大。
7．绝缘试验
变压器的绝缘试验包括下列内容：
a.外施耐压试验；
b.感应耐压试验；
c.线端的雷电全波冲击试验（220kV级容量120MVA及以上和300kV及以上的变压器）；
d．操作冲击试验（Um≥300kV的变压器）；
e.带有局部放电测量的感应耐压试验；
绝缘试验前必须测量绝缘电阻及吸收比、介质损耗率，了解被试变压器的绝缘性能，符合有关标准规定后方可进行绝缘试验。
7.1外施耐压试验
外施耐压是考核变压器在工频电压下主绝缘的耐压强度。
外施耐压的原理，见图3：
7.1.1外施耐压时，被试产品铁芯及外壳必须可靠接地，试品的油面指示必须高于穿缆式套管或套管升高座。
试验前，应对所有与主体油箱连通的套管放气，对低压接线板，手孔盖板，升高座等所有凸起部分均需放气，直到油流出为止。
7.1.2应使试品的被试绕组所有端子连接，并引至试验变压器首端，非被试绕组所有端子连接接地。
7.1.3外施耐压试验的频率应不低于80％额定频率，其电压波形应接近正弦波（两个半波完全一样，且峰值与有效值之比等于√2±0.07）。
7.1.4试验变压器在试验电压下，其稳态短路电流应不小于0.1A，对于容量较大的产品，其稳态短路电流应不小于1A。
7.1.5试验电压的初始值应低于1/3试验电压，并与测量相配合尽快的加到试验值，维持其电压恒定，持续60s。
然后将电压快速降低到1/3以下试验电压，最后切断电源。
7.1.6电压波形符合7.1.3条要求时，可按有效值施加电压。
否则应按峰值除以√2施加电压。
7.1.7试验电压的测量：
使用经计量部门校准的电容分压器配合峰值电压表测量。
7.1.8为了减少电源的容量或消除发电机的自励磁现象，可在试验回路中联接适当的电抗器，以补偿电容电流，来消除或减少上述现象。
7.1.9试验过程中，如果电压不突然下降，电流指示不摆动，没有放电声，则认为试验合格；如果有轻微放电声，在重复试验中消失，也视为试验合格；如果有较大的放电声，在重复试验中消失，需吊芯检查，寻找放电部位，采取必要的措施，根据放电部位决定是否复试。
图3.外施耐压试验原理图
T一调压器；A一电流表；B：
一试验变压器
CT一电流互感器；V1、V2一电压表；Q一球隙。
R1一保护电阻；R2＝阻尼电阻；C2一分压电容：
Cx一试品；C1一电容分压器主电容r--放电电阻。
Vf—峰值电压功率表
7.2感应耐压试验
感应耐压试验是用以考核试品绕组匝间、层间、段间及相间的绝缘程度。
该试验应在外施耐压试验之后进行。
当最高工作电压超过300kV时，可用操作冲击试验代替该试验。
7.2.1感应耐压试验通过施加两倍的额定电压，为减少激磁容量，试验电压的频率应不小于100Hz，最好频率为
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