配电变压器预防性试验qiangge.docx
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配电变压器预防性试验qiangge
前言
电力系统运行着众多的电力设备，而电力设备的安全运行是保证安全可靠发电的前提。
众所周知，由于电力设备在设计制造过程中可能存在一些质量问题，而在安装运输过程中也可能出现损坏，由此将造成一些潜伏性故障。
电力设备在运行中，由于电压、热、化学、机械振动移机其它因素的影响，其绝缘性能会出线路劣化，甚至失去绝缘性能，造成事故。
据有关统计分析，电力系统中大部分的停电事故是有设备绝缘缺陷引起的。
设备绝缘部分的劣化、缺陷的发展都有一定的发展期，在这个期间，绝缘材料会发出各种物理、化学信息，这些信息反映出绝缘状态的变化情况。
这就需要运行部门的电气试验人员通过电气试验，在设备投运前或运行中了解掌握设备的绝缘状况，以便在故障发展的初期就能够准确及时的发现并处理。
目前，我国电力设备预防性试验规程的内容实际上超出了预防性试验的范围，它不仅包括定期试验，还包括大修、小修后的试验及新设备投运前的试验。
电气试验人员通过各种试验手段，测量表征其绝缘性能的有关数据参数，查出绝缘缺陷并及时处理，可使事故防患于未然。
我国规定，电力系统中的电力设备应根据中华人民共和国电力行业标准DL/T596--1996《电力设备预防性试验规程》的要求进行各
种试验。
第一章预防性试验概述
第一节预防性试验的意义
电力设备安全允许的首要问题是确保电力设备安全，即使是刚投入运行的电力设备在交付使用时也必须进行预防性试验；对于使用多年的电力设备能否继续投入运行，更应依靠预防性试验提供的科学结论来判断。
电力设备长期处于运行状态，其技术性能会逐渐降低，而处于间断运行或长期停运状态，其绝缘特性和机械性能受温、湿、尘等环境影响也会劣化，只有通过预防性试验的检验才能确定这些设备是否能安全运行。
通过预防性试验及时了解电力设备的完好状态，根据对预防性试验资料的分析，可分轻重缓急对设备有序地更新、修理，从而保证了设备安全运行。
预防性试验直接为电力设备的检修、更换提高了依据，更为设备更新改造决策提供第一手资料。
电力设备预防性试验是指对已投入运行的设备按规定的试验条件（如规定的试验设备、环境条件、试验方法和试验电压等）、试验项目、试验周期所进行的定期检查或试验，以发现运行中电力设备的隐患、预防发生事故或电力设备损坏。
它是判断电力设备能否继续投入运行并保证安全运行的重要措施。
配电变压器预防性试验就是为了使变压器在电力系统正常运行或故障时，都能够可靠的工作而进行的定期检验变压器绝缘是否良好的试验。
通过预防性试验，我们可以有效的检测变压器的绝缘情况，结合变压器检修及时处理各种绝缘缺陷，保证变压器正常可靠地工作。
第二节配电变压器的基本知识
配电变压器是指配电系统中根据电磁感应定律变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。
通常装在电杆上或配电所中，一般将电压从6～10千伏降至400伏左右输入用户。
配电变压器根据绝缘介质不同，可分为油浸式变压器和干式变压器；根据调压方式不同，可分为无励磁调压变压器和有载调压变压器。
1.油浸式变压器按按外壳形式分为：
1）非封闭型油浸式变压器：
主要有S8、S9、S10等系列产品，在工矿企业、农业和民用建筑中广泛使用。
2）封闭型油浸变压器：
主要产品有S9、S9-M、S10-M等系列产品，多用于石油、化工行业中多油污多化学物质的场所。
3）密封型油浸式变压器：
主要有BS9、S9-、S10-、S11-MR、SH、SH12-M等系列产品，可做工矿企业、农业、民用建筑等各种场所配电之用。
2.干式变压器按绝缘介质分为：
1）包封线圈式干式变压器：
主要有SCB8、SCB9、SCB10、SCR-10等系列产品，适用于高层建筑、商业中心、机场、车站、地铁、石油化工等场所。
2）非包封线圈式干式变压器：
主要有SG10等系列产品，适用于高层建筑、商业中心、机场、车站、地铁、石油化工等场所。
本次职业技能培训进行试验项目的配电变压器是#Ⅰ变压器、#Ⅱ变压器。
#Ⅰ变压器参数见表1-1、表1-2；#Ⅱ变压器参数见表1-3、1-4。
表1-1#Ⅰ变压器技术参数
产品型号
S9-630/10
额定容量
630千伏安
额定电压
10000/400伏
额定频率
50赫兹
相数
3相
联结组标号
Yyn0
冷却方式
油浸风冷
使用条件
户外
表1-2#Ⅰ变压器档位参数
开关
位置
高压
低压
阻抗电压
（%）
伏
安
伏
安
Ⅰ
10500
Ⅱ
10250
Ⅲ
10000
36.37
400
909.3
4.47
Ⅳ
9750
Ⅴ
9500
表1-3#Ⅱ变压器技术参数
产品型号
SJL
额定容量
180千伏安
额定电压
10000/400伏
额定频率
50赫兹
相数
3相
联结组标号
Yy0
冷却方式
油浸自冷
使用条件
户外
表1-4#Ⅱ变压器档位参数
开关
位置
高压
低压
阻抗电压
（%）
伏
安
伏
安
Ⅰ
10500
Ⅱ
10000
10.4
400
2.60
4.5
Ⅲ
9500
第2章配电变压器预防性试验
第一节配电变压器预防性试验项目
根据《电力设备预防性试验规程》规定，电力变压器绝缘的预防性试验项目主要包括：
（1）测量绕组绝缘电阻和吸收比或极化指数；
（2）测量绕组的泄漏电流；
（3）测量绕组的介质损耗角正切值；
（4）交流耐压试验；
（5）测量电容形套管的介质损失角正切值和电容值；
（6）测量铁心绝缘电阻；
（7）绝缘油试验；
（8）油中溶解气体的色谱分析；
（9）测量绕组的直流电阻等。
本次试验的对象是配电变压器，故主要进行以下试验项目，绕组绝缘电阻和吸收比的测量、介质损失角正切测量、直流泄漏电流测量、绕组直流电阻测量、变压器极性、联接组别和变压比测量、交流耐压试验。
第二节绝缘电阻和吸收比测量
一、试验目的
测量电气设备的绝缘电阻和吸收比的试验，是检查其绝缘状态最简便的辅助方法。
所测绝缘电阻和吸收比，能有效检查出变压器是否整体受潮、脏污或是否存在贯通的集中性缺陷，如绝缘油受潮、绕组对地短路、瓷件破裂接地、器身内有铜线搭桥等现象引起的半贯穿性或金属性短路缺陷等，尤其是吸收比的值对反应绝缘受潮十分灵敏；若绝缘只有局部缺陷，而两极间仍保持有良好绝缘时，绝缘电阻降低很少，甚至不发生变化，因此不能查出这种局部缺陷。
现场测量时也可根据绝缘电阻和吸收比的具体情况，决定是否能继续进行其他施加电压的绝缘项目。
因此，测量绝缘电阻是电气检修、运行和试验人员都应掌握的基本方法。
二、试验设备
1.测量绝缘电阻一般使用绝缘电阻表。
绝缘电阻表按电源型式可分为发电机型和整流电源型两大类。
发电机型一般以手摇直流发电机或交流发电机经倍压整流后输出直流电压作为电源；整流电源型由低压50HZ交流电经整流稳压晶体管振荡器升压和倍压整流后输出直流电压作为电源。
由于手摇式绝缘电阻表测量误差大且携带不方便，故现在现场多使用整流型绝缘电阻表。
对于3kv及以上的电力变压器应选用2500V、量程10000MΩ及以上的绝缘电阻表，且输出容量应不小于1mA。
10kv级以上的电力变压器也可以采用5000V绝缘电阻表。
本次试验高压侧测量使用的为VC60E
型数字兆欧表，低压侧测量使用的为DMG2671G型整流型绝缘电阻表。
试验对象是#Ⅰ变压器。
2.VC60E
型数字兆欧表的技术指标如下：
电压额定（V）2500／5000
输出短路电流≥1mA（5000V）
3.DMG2671G型整流型绝缘电阻表的技术指标如下：
电压额定（V）1000／2500／5000
测量范围及误差200ＭΩ～19.99GΩ／0～200ＭΩ／20199.9GΩ
输出短路电流≥1mA（5000V）
注意事项：
该绝缘电阻表在接通电源工作时，若显示屏显示欠压符号，表示电池电量不足，应更换新电池，以免影响测量结果。
三、试验方法
对于一般容量的大中型电气设备，需要测量其吸收比K1（R60S//R15S）,即60s绝缘电阻值与15s时绝缘电阻值之比，对于大容量发电机、变压器和高压长电缆等吸收过程较长的电气设备还需要测量极化指数K2（R10min//R1min）,即10min绝缘电阻值与1min绝缘电阻值之比。
用于极化指数测量时，绝缘电阻表短路电流不应低于2mA。
本次试验的试验变压器电压等级为10kv，且容量较小，故只需测绝缘电阻及吸收比，不需测极化指数。
试验接线
测量变压器绕组连同套管的绝缘电阻试验接线应分次分部位进行，见表2-1。
图2-1所示为配电变压器绝缘电阻等值电路图和测量变压器绕组连同套管的绝缘电阻和吸收比实际接线图。
由于VC60E
的最低输出电压为2500V,测量低压侧对高压侧及地不符合《规程》要求，而用DMG2671G测高压侧对低压侧及地时精确度不够，因此本次试验采用两种表计测量。
具体测量部位见表2-1。
表2-1变压器绝缘电阻试验的次数及部位
序号
双绕组变压器
被测
接地
部位
1
低压
高压和外壳
R2//R12
2
高压
低压和外壳
R1//R12
3
（高、低压）
（外壳）
（R1//R2）
注：
表中括号内项目可以不做。
注意：
在对加压过的变压器进行绝缘电阻测试时，测量前应将变压器绕组短路接地，使其充分放电，以免绕组残余电荷导致测量结果偏大，变压器瓷套管应擦拭干净，去除污垢，拆除引线，测量时被试绕组的引线端子应短接，非被试绕组的引线端子应短接接地，如图2-2所示。
图2-1配电变压器绝缘电阻测量等值电路
图2-2配电变压器绝缘电阻测量实际接线图
图2-3配电变压器绝缘电阻测量实际接线图（低对高地）
四、操作步骤
1.断开变压器的电源，断开对外的一切连线，将变压器接地放电。
2.用干净清洁柔软的布擦去被试品外绝缘表面的脏污。
3.将变压器高（低）压绕组短接，低（高）压绕组短接并接地，接着将整流型绝缘电阻表“E”端与变压器的低（高）压绕组相连，绝缘电阻表的“L”端子与变压器的高（低）压绕组相连。
4.将仪表选择开关置于所需的额定高压档位，显示屏首位显示“1”，表示工作电源接通。
按下高压开关按钮开始测量，同时开始记录时间，分别读出15秒和60秒时的绝缘电阻值并记录。
5.测量完毕，先断开高压开关,待高压指示灯熄灭;再将选择开关置于OFF位置，最后关闭电源。
6.最后对被试品短接放电并接地，并记录测量时变压器周围的温度、湿度等情况。
五、试验结果
高压绕组对低压绕组及对地的测量结果见表2-2。
表2-2高压绕组对低压绕组及对地
序号
温度
湿度
R15S
R60S
吸收比
1
30.0℃
30%RH
4.24GΩ
5.94GΩ
1.41
2
30.0℃
30%RH
4.00GΩ
5.91GΩ
1.47
低压绕组对高压绕组及对地的测量结果见表2-3。
表2-3低压绕组对高压绕组及对地
序号
温度
湿度
R15S
R60S
吸收比
1
30.0℃
30%RH
2.71GΩ
4.50GΩ
1.66
2
30.0℃
30%RH
2.70GΩ
4.62GΩ
1.71
六、影响绝缘电阻测量的因素和结果判断
1.影响绝缘电阻的因素
（1）温度的影响
温度对绝缘电阻的影响很大，一般绝缘电阻是随温度上升而减小的。
原因在于当温度升高时，绝缘介质中的极化加剧，电导增加，致使绝缘电阻值降低，并与温度变化的程度与绝缘材料的性质和结构等有关，可根据（2-1）～（2-3），并结合具体被试品进行换算。
因此，测量时必须记录温度，以便将其换算到同一温度进行比较。
（2）湿度的影响
湿度对表面泄漏电流的影响较大，绝缘表面吸附潮气，瓷套表面形成水膜常使绝缘电阻显著降低。
此外，由于某些绝缘材料有毛细管作用，当空气中的相对湿度较大时，会吸收较多的水分，增加电导，也使绝缘电阻值降低。
（3）放电时间的影响
每测完一次绝缘电阻后，应将被试品充分放电，放电时间应大于充电时间，以便将剩余电荷放尽。
否则，在重复测量时，由于剩余电荷的影响，其充电电流和吸收电流将比第一次测量时小，因而造成吸收比小，绝缘电阻值增加的虚假现象。
2.试验结果判断依据如下
（1）绝缘电阻值R60S不应低于安装或大修后投入运行前试验值的50%。
（2）当测量温度与产品出厂试验时的温度不符合时,可按表2-4换算到同一温度时的数值进行比较。
表2-4油浸电力变压器绝缘电阻的温度换算系数
温度差K
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
换算系数A
1.2
1.5
1.8
2.3
2.8
3.4
4.1
5.1
6.2
7.5
9.2
11.2
注：
1、表中K为实测温度减去20℃的绝对值。
2、测量温度以上层油温为在准。
（3）当测量绝缘电阻的温度差与表2-4中所列数值不一致时其换算系数A可用线性插入法确定，也可用计算式得到，即
A=
（2-1）
（4）校正到20℃时的绝缘电阻值R20可用计算式得到。
当实测温度为20℃以上时
R20=ARt（2-2）
式中Rt——在测量温度下的绝缘电阻值，MΩ。
当实测温度为20℃以下时
R20=Rt/A（2-3）
（5）当无原始资料可查时，可参考表2-5所列数据。
表2-5油浸电力变压器绕组绝缘电阻的允许值
注：
1.同一变压器中压和低压绕组的绝缘电阻标准与高压绕组相同。
（6）变压器电压等级为35kv及以下、容量小于10000kvA,在10～30℃时，吸收比一般不小于1.3。
变压器电压等级为35kv以上、容量大于10000kvA,在10～30℃时，吸收比一般不小于1.5。
当R60S大于3000MΩ时，吸收比不做考核要求。
3.试验结果判断
本试验变压器没有出厂试验数据和历史数据，故无法与之比较，只参照表2-5进行比较。
被试变压器电压等级为10kv，容量为630KVA，3~10kv电压等级变压器20℃时绝缘电阻允许值为300ＭΩ，30℃时绝缘电阻允许值为200ＭΩ，试验测得的绝缘电阻值远大于允许值，故绝缘良好，符合要求。
试验所测四次吸收比1.41，1.47，1.66，1.71均大于1.3,故也符合要求。
综上，#Ⅰ变压器绝缘状况良好，能继续进行其他施加电压的绝缘项目。
第三节介质损失角正切值测量
一、试验目的
在电压作用下，电解质会产生一定的能量损耗，这部分损耗称介质损耗或介质损失。
产生介质损耗的原因主要是电介质电导、极化和局部放电。
在交流电压U作用下介质中流过电流I。
电压U和电流I之间的夹角为θ，θ称为功率因数角；θ的余角为δ，即为介质损耗角。
当电介质一定，外加电压及频率一定时，介质损耗P与tanδ成正比，即可以用tanδ来表示介质损耗大小。
同类试品绝缘优劣，可直接由tanδ的大小来判断；而从同一试品tanδ的历次数据分析，可掌握设备绝缘性的发展趋势。
损失角正切（tanδ）是在交流电压作用下流过绝缘的有功电流分量与无功电流分量的比值，取决于绝缘材料的本身特性，与试验电压、被试品尺寸等因素无关。
介损角的变化可以灵敏地发现电气设备绝缘整体受潮、劣化变质，绝缘油或固体有机绝缘材料的普遍老化以及小体积贯通和未贯通的局部缺陷，对小容量设备，还可发现局部缺陷。
因此测量介损角是研究绝缘老化特征及在线监测绝缘状况的一项重要内容。
35KV及以上变压器预防性试验必须进行介质损失角正切测量。
35KV以下变压器预防性试验则没有要求，本次培训为了更全面的掌握、判断变压器的绝缘性能，也进行此试验。
二、试验设备
1.介质损失角正切测量的试验设备
传统的介质损失角正切测量仪器主要有QS-1型西林电桥、M型介质试验器。
西林电桥测量时，由于受电磁场以及外界因素干扰的影响，很难调节电桥平衡，现场已基本淘汰。
现在，随着电子信息技术在自动化测试仪器中的广泛应用，全智能的智能型介质损失角正切测试仪已被普遍采用。
智能型介质损失角正切测试仪接线简单、抗干扰能力强、数据准确、操作方便、试验速度快，已成为现场测量设备介质损失角正切的主流仪器。
大部分智能型介质损失角正切测试仪在原理上也属于平衡电桥，只不过采用数字技术调节平衡。
使用者可根据自身情况灵活选择。
本试验选用的是目前现场使用较多的AI-6000D型介损测试仪。
AI-6000D型自动抗干扰精密介损测试仪采用一体化结构，内置数字式介损电桥、变频电桥、试验变压器和标准电容等，采用变频抗干扰和傅立叶变换数字滤波技术和全自动智能化测量，强干扰下测量数据非常稳定，测量结果由大屏幕液晶显示，自带微机打印机可打印输出，适合试验室介损精确测量和现场有干扰情况下介损的测量。
2.试验对象为#Ⅰ变压器。
三、试验接线
测量介质损失角正切的常规接线有正接法、反接法。
正接法适合于被试品两端对地绝缘的情况，反接法适合于被试品一端接地，另一端对地绝缘的情况，现场可根据被试品的接地情况正确选择。
由于被试变压器对地绝缘状况不好，可视为一端接地，故本次试验采用反接法测量高压绕组对地及低压绕组的tanδ，按规程要求，测量应进行两次，另一次是测量低压绕组对地及高压绕组的tanδ，由于考虑到被试验变压器的对地绝缘情况，所以，仅在高压侧加压。
接线图见图2-4。
图2-4介质损失角正切值测量接线图
四、操作步骤
1.断开被试品的所有连线，将被试品擦拭干净。
2.选择合适的接线方式并正确接线。
注意，接地要良好，否则会严重影响测量结果。
3.选择使用高压电源方式。
打开AI-6000D型介质测试仪总开关，进入测量菜单，选择内高压。
4.选择接线方式。
光标指示在接线方式处时，按面板上的触摸键可以切换接线方式，本试验选用反接线。
5.选择内、外标准电容。
本试验选用“内标准”，即选择内接标准电容。
6.选择试验频率。
仪器自动用45Hz和55Hz各测量一次，然后计算50Hz下无干扰时数据。
开机自动默认为该方式。
7.选择试验高压。
选择“内标准”时，测试仪最大输出电压为10kv，最小为0.5kv，根据被试品不同选择合适的试验电压值，并在测量时选定，本试验选用10kv。
测量过程中，液晶屏上会显示测量高压和高压电流。
8.打印设置。
可以选择打印或取消打印。
9.启动测试。
当光标在“启动”位置时，按住“启/停”键1s以上启动测量。
启动测量后，有声光报警发出；精度条显示测量进程。
测量中按任意键取消测量，遇紧急情况立即关闭总电源。
10.试验数据输出。
测试过程结束后，测试仪自动降压并显示测量结果，可翻看数据。
五、试验结果
试验结果如下。
反接线内标准50HZ10KV
PF:
0.634%U:
10.05kvI:
11.02mAt:
30℃
六、影响tanδ的因素和结果判断
1.影响tanδ的因素
（1）温度的影响
温度对tanδ有直接影响，影响的程度随材料、结构的不同而异。
一般情况下，tanδ是随温度上升而增加的。
现场试验时，设备温度是变化的，为便于比较，应将不同温度下测得的tanδ值换算至20℃。
由于被试品真实的平均温度是很难准确测定的，换算系数也不是十分符合实际，故换算后往往有很大误差。
因此，应尽可能在10~30℃的温度下进行测量。
（2）试验电压的影响
良好绝缘的tanδ不随电压的升高而明显增高。
若绝缘内部有缺陷，则tanδ将随试验电压的升高而明显增加。
2.试验结果判断依据如下
测试变压器的tanδ时，如果测试结果经过温度换算后超过《规程》规定值，则认为不合格。
测量变压器绕组连同套管的tanδ，应符合下列规定：
（1）当测试温度不是20℃时，可按表2-6换算到同一温度时的数据进行比较。
表2-6介质损失角正切tanδ（%）温度换算系数
温度差K
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
换算系数A
1.15
1.3
1.5
1.7
1.9
2.2
2.5
2.9
3.3
3.7
注1、表中K为实测温度减去20℃的绝缘值。
2、测量温度以上层油温为准。
当测量温度K不是表2-6中所列数值时，其换算系数A可用线性插入法确定，也可由计算式得到，即
A=
（2-4）
（2）校正到20℃时的介质损失角正切值tanδ20可用计算式得到。
当测量温度在20℃以上时
tanδ20=tanδt/A（2-5）
式中tanδt—在测量温度下的介质损失角正切值。
当温度在20℃以下时
tanδ20=Atanδt（2-6）
《规程》中有关测量油浸变压器tanδ的主要规定见表2-7。
表2-7油浸变压器预防性试验tanδ测试规定
项目
要求
说明
绕
组
的
tanδ
（1）20℃的tanδ不大于下列数值：
330～500KV0.6%66～220KV0.8%35KV及以下1.5％
（2）tanδ值与历年数值比较不应有显著变化（一般不大于30%）
（3）试验电压如下：
绕组电压10KV及以下
10KV
绕组电压10KV以上
UN
（1）非被试绕组应接地或屏蔽
（2）同一变压器各绕组tanδ的要求值相同
（3）测量温度以顶层油温为准，尽量使每次测量的温度相近
（4）尽量在油温低于50℃时测量
2.试验结果判断：
由表2-6知：
A=1.3
tanδ20=0.634%/1.3=0.488%<1.5%
#І变压器的tanδ小于规程规定值，符合要求，说明#І变压器整体绝缘状况良好，不存在绝缘整体受潮、劣化现象
。
第四节直流泄漏电流测量
一、试验目的
对油浸式配电变压器进行直流泄漏电流测量，目的是为了检查绝缘状况，特别是检查绝缘是否受潮、油质是否劣化。
其作用和原理与绝缘电阻试验相似，不同之处在于测量直流泄漏电流时所用的电源一般采用可调的直流高压装置，其测试电压比绝缘电阻表电压高得多，因此其灵敏度更高，并用微安级电流表直接测量流过被试品的电流，更直观、更精确，故直流泄漏电流测量可以发现绝缘电阻测量不能发现的一些缺陷，如发现变压器内部某些未贯穿的集中性缺陷。
35KV以上的油浸式变压器按《规程》规定应进行直流泄漏电流试验，10KV及以下变压器一般不进行此项目试验，但有特殊要求时除外。
二、试验设备
直流泄漏电流测量要用到可以产生直流高压的试验设备，直流高压是由交流高压经整流而获得的，常用的产生直流高压的电路有半波整流电路、倍压整流电路和串级式整流电路三种。
其中串级式整流电路采用中频变压器升压，降低了装置重量和尺寸，携带、移动比较方便，目前在现场得到了广泛应用。
直流泄漏电流试验使用的仪器设备多为各种半波整流或串级整流直流高压发生器，包括高压发生器、测量仪表、操作控制箱（台）、电源开关、过流保护、调压设备等。
应根据试验电压高低选择适宜的直流高压发生装置。
本次试验的对象是#Ⅰ变压器，使用的高压发生器为ZGF型直流高压发生器，ZGF型直流高压发生器采用中频倍压整流电路，PWM脉宽调制技术，大功率IGBT器件，电压大反馈和特殊屏蔽、隔离、接地等措施，保证了
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