电力变压器试验方法幻灯片

1、 电力变压器试验电力变压器试验 10kV电力变压器预防性试验项目主要有： 测量绕组绝缘电阻； 测量铁芯对地、铁心对轭铁梁、穿芯螺栓对铁芯的绝缘电阻； 测量绕组直流电阻； 检查绕组所有分接的电压比； 校正三相变压器的组别或单相变压器的极性； 绕组连同套管的交流耐压试验； 绝缘油试验及油中溶解气体色谱分析。 绕组绝缘电阻试验绕组绝缘电阻试验 测量绕组绝缘电阻，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，以及贯穿性的集中性缺陷，如瓷件破裂，引线接壳，器身内有金属 接地等缺陷。 (绝缘电阻测试原理及方法在前章以讲，在此不做另外讲述) 测量绕组绝缘电阻时，应依次测量各绕组对地和对其他绕组间的

2、绝缘电阻 值。测量时，被测绕组各引线端均应短接载一起，其余非被测绕组皆短路接 地。 绕组绝缘电阻试验 LGE 测量绝缘电阻的原理 UCX 被 试 设 备 （a） S A U _ + i3 i2 i1 R r C1 （b） i i3 i2 i1 t i =i3 +i3 +i3 （c） 图2-1 直流电压下不均匀介质中电流构成示意图 （a）试验接线图；（b）不均匀介质等值电路图；（c）吸收电流示意图 i1为电容电流,i2为吸收电流 i3为泄漏电流 电介质中有极少束缚很弱的或自由的离子，当介质在直流电压作用下， 正负离子就分别向两极移动而形成电流，称为泄漏电流或者传导电流泄漏电流或者传导电流 从吸收

3、曲线可以看出，电容电流i1和吸收电流i2经过一段时间后趋近于零， 因此i趋近于i3。所谓绝缘电阻绝缘电阻就是加于试品上的直流电压与流过试品的泄 漏电流之比，即 R=U/ i3 绝缘电阻表的原理与接线 绝缘电阻表是测量绝缘电阻的专用仪表。 绝缘电阻表分类： 电压等级有500，1000，2500，5000V等几种； 使用型式上分为手摇式和电动式。 G . RX E L G RU I2L1 L2 I3 R1 I1 0 “L”端子-线路端子，输出负极性直 流高压，测量时接于被试品的高压导体 上。 “E”端子-接地端子，输出正极性直 流高压，测量时一般接于被试品外壳或 地上。 “G”端子-屏蔽端子，输出

4、负极性直流 高压，测量时接于被试品的屏蔽环上， 以消除表面或其他不需测量的部分泄漏 电流的影响。 手摇式绝缘电阻表原理接线图 RU为分压电阻，RI为限流电阻，RX为被试设备绝缘电阻 绝缘电阻表的原理与接线 绝缘电阻表的负载特性：绝缘电阻表的负载特性：绝缘电阻表所测得的绝缘电阻同端电压的关 系曲线。 不同型号的绝缘电阻表，其负载特性不同，因此用不同型号的绝 缘电阻表，测量结果有明显差异。实际测量中，为便于纵向和横向 比较，同类设备尽量采用同一型号绝缘电阻表同类设备尽量采用同一型号绝缘电阻表。 当被试品绝缘电阻过低时，表内电压降将使其端电压显著下降。端 电压剧烈下降时，测得的绝缘电阻值就不能反映绝

5、缘的真实情况。 一般绝缘电阻表的容量较小，测得的大容量设备的绝缘电阻一般准 确性都较低。 影响绝缘电阻的因素 影响绝缘电阻的因素主要有以下几个方面： 温度的影响温度的影响：一般绝缘电阻随温度升高而降低 ，这与导体的 电阻随 温度的变化时不一样的。原因在于温度升高时，绝缘介 质中的极化加剧，电导增加，致使绝缘电阻降低。 湿度的影响：湿度的影响：空气相对湿度增大时，绝缘物表面吸附着许多 水分，使表面电导率增加，绝缘电阻降低。当绝缘物表面形成 连通水膜时，绝缘电阻更低。 电力设备表面脏污的影响：电力设备表面脏污的影响：表面脏污也使设备表面电阻大大 降低，绝缘电阻显著下降。 残余电荷的影响：残余电荷的

6、影响：大容量设备运行中遗留的残余电荷或试验 中形成的残余电荷未完全放尽，会造成绝缘电阻偏大或偏小， 引起测得的绝缘电阻不真实 感应电压的影响感应电压的影响 ：由于带电设备与停电设备之间的电容耦合， 使得停电设备带有一定电压等级的感应电压 第四节 绝缘电阻的测试及其注意事项 测试步骤 （1）试验前先检查安全措施，被试品电源及一切对外连接应拆除。被试品接地 放电，大容量设备至少放电5min。勿用手直接接触放电导线。 （2）根据表面脏污及潮湿情况决定是否采取表面屏蔽或需要烘干及清擦干净表 面脏污，以消除表面脏污对绝缘电阻的影响。 （3）放稳绝缘电阻表，检验绝缘电阻表是否指“0”或“”。将兆欧表放置平

7、稳， 驱动兆欧表达额定转速（一般120转/min），此时兆欧表的指针应指向“”；再 用导线短接兆欧表的 “L”端与 “E”端，瞬间低速旋转，其指针应指“0”（注意： 瞬间低速旋转以免损坏兆欧表）。 （4）将被试品的接地端接于兆欧表的地端“E”上，驱动兆欧表至额定转速，待 指针指向“” ，采用绝缘工具将兆欧表火线端“L”接至被试品高压端，待指针 稳定后，读取绝缘电阻的数值，先断开接至被试品的火线“L”，然后再将兆欧表 停止运转，以免被试品所充电荷经兆欧表放电而损坏兆欧表，这点在测试大容量 设备时更应引起注意。 （5）试验完毕或重复试验时，必须将被试品对地或两极间充分放电充分放电，以保证人 身、仪

8、器安全和提高测量准确度。 （6）记录被试品设备铭牌、运行编号、本体温度、环境温度及使用的绝缘电阻 表型号、编号。 绕组绝缘电阻试验 测量注意事项：测量注意事项： （1）测量结缘电阻时，对额定电压为1000V以上的绕组使用2500V 兆欧表， 1000V以下的绕组使用1000V 兆欧表； （2）为避免绕组上残余电荷导致较大的测量误差，测量前后均应将被试绕组与外 壳短路充分放电，放电时间应不少于2min； （3）对于新投入或大修后的变压器，应充满合格油并静止一定时间，待气泡消除 后方可进行试验，一般10kV的变压器需静止5h以上。 （4）测量温度以顶层油温为准，各次测量时的温度应尽量接近。 测量结

9、果的分析判断测量结果的分析判断： 规程对绝缘电阻的标准未作具体规定，下表给出的允许值供参考（10kV）。 油浸式电力变压器绝缘电阻允许值 温度（） 1020304050607080 绝缘电阻（M） 45030020013090604025 绕组绝缘电阻试验 除参考表给出的数据外，一般仍推荐综合分析方法： 安装时绝缘电阻值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不应低于安装或大修后投入运行前测量值的50%； 同期同类型变压器同类绕组的绝缘电阻不应有明显异常； 温度对绝缘电阻影响很大，当温度增加时，绝缘电阻将按指数规律下降，为便于比较每次测 量结果，最好能在相近的温度下进行测量

10、，当现场无法满足上述条件时 ，可对测量结果按换 算公式换算，其公式为： 或按温度换算系数进行换算 例：在27 时测得电力变压器的绝缘电阻为100 M，换算到20 时的绝缘电阻值应为多少？ K=27-20=7 ，查表得A=1.2+【（1.5-1.2）/5】*2=1.32 换算到20 时的绝缘电阻为R*A=100*1.32=132 （M） 测量铁芯：铁芯必须一点接地；对变压器上有专门的铁芯接地线引出套管时，应在注油前测 量其对外壳的绝缘电阻，采用2500V兆欧表测量，持续1min，应无闪烙或击穿现象。 12 /10 21 1.5 tt RR 温度差K51015202530354045505560

11、换算系数K1.21.51.82.32.83.44.15.16.27.59.211.2 直流电阻试验 变压器绕组直流电阻的测量时变压器试验中一个重要的试验项目， 它可以检查出绕组内部导线的焊接质量，引线与绕组的焊接质量，绕 组所用导线的规格是否符合设计要求，分接开关、引线与套管等载流 部分的接触是否良好，三相电阻是否平衡等。 直流电阻的现场实测中，发现了变压器接头松动，分接开关接触不 良，档位错误等许多缺陷。 测量方法测量方法： 1、压降法：这是一种测量直流电阻的最简单的方法，在被试电阻上通以直流 电流，用合适量程的毫伏表或伏特表测量电阻上的压降，然后根据欧姆定律计 算出电阻。 2、电桥法：应用

12、电桥平衡的原理来测量绕组直流电阻的方法，称为电桥法。 单背桥（10欧姆以上），双背桥（10欧姆及以下）。 DC A 单臂电桥原理单臂电桥原理 单臂电桥测量原理接线如图所示，当R1上的电压降等于R3上的电压降时， 则A、B两点间没有点位差，即检流计中没有电流，此时i1流经R1和R2，i2 流经R3和R4，电桥达到平衡。 当电桥平衡时，UCA= UCB K R3 R1 R2 R G i2 i1 R4 B i1 i2 DC 单臂电桥原理接线图 1 12 CD CA RU U RR 3 34 CD CB R U U RR 31 1234 RR RRRR 若将R1换成被测电阻 RX，并将R2和R4作 成

13、一定比例的可调电阻，R3为平滑的可调电 阻，调节R3可使电桥达到平衡，则。由图可 见，RX包括引线电阻RL在内，故实际电阻 等于RX减去引线电阻，当被测电阻越小， 则引线电阻引起的误差就越大，因此尽量减 小引线电阻的影响。单臂电桥常用于测量1 欧姆以上的电阻。 双臂电桥原理双臂电桥原理 双臂电桥测量原理接线如图所示 R3 R4 G检流计；Rx被测电阻；R3、R4及R3、R4桥臂电阻；RN标准 电阻；C1、C2被测电阻的电流接头；1、2被测电阻的电压接头 IX x 双臂电桥原理接线图 C2 P2 C1 P1 A G A A K B RxRN R3 R4 A C D II x 双臂电桥原理双臂电桥

14、原理 当检流计中没有电流通过时，C、D两点的电位相等。即 33xx R IR IR I 44Nx R IR IR I 34ABx RIIRR I 34AB xAB R IRRRI 3443x xN x RIRI RRIR I R 434 33xNxx RRR R IRRRR I 双臂电桥原理双臂电桥原理 式中及R3包含了被测电阻的电压引线电阻， 及R4包扩标准电阻的电压引线电阻。要满足,必 须使被测电阻的引线和标准电阻引线的电阻相等 （即采用四根截面相同，长度相等的相同导线）， 否则，会引起一定的测量误差。从式中还可以 看出，误差的大小是由R4 R3和R3 R4的差值与 电阻RAB共同决定的，

15、所以RAB也应尽量减小， 即Rx和RN的电流引线要尽量短。可见双臂电桥 能够消除引线和接触电阻带来的测量误差，适宜 测量准确度要求高的小电阻。 直流电阻试验 影响变压器绕组直流电阻测量准确度的因素很多，如测量表计的准确 度等级、接线的方法、电流稳定情况等均会影响测量准确度。测量前应 对这些因素加以考虑，以减小或避免可能产生的测量误差，而得到较为 准确的测量电阻值。 测量时应注意以下方面：测量时应注意以下方面： （1）测量仪表的准确度应不低于0.5级。 （2）测量某一绕组时，将其他绕组处于非短接状态并与接地体断开。 （3）导线与仪表及测试绕组端子的连接必须良好。用单臂电桥测量时测量 结果应减去引

16、线电阻。测量时双臂电桥的四根线（C1、P1、C2、P2） 应分别连接，C1、C2引线应接在被测绕组外侧，P1、P2接在被测绕组 内侧，以避免将C1、C2与绕组连接处的接触电阻测量在内。 （4）准确记录被试绕组的温度。 直流电阻试验 测量结果判断测量结果判断： 1、测量应在各分接头的所有位置上进行； 2、1600kVA及以下容量等级三相变压器，各项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以上容量等级三相变压器， 各项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

17、化不应大于2； 不同温度下电阻值按照式中：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、由于变压器结构等原因，差值超过本条第2款时，可按第3款进行比较，但应说明 原因。 线间差或相间差百分数的计算公式为：RX=（Rmax-Rmin）/Rav 100% 例：某S10-500/10型变压器测得高压绕组线电阻分别为RAB=2.122，RBC=2.108， RCA=2.131，求RX。 Rav=（2.122+2.108+2.131）/3=2.119（） RX=（2.131-2.108）/2.119 100%=1.09% 合格 2 21 1

18、Tt RR Tt 直流电阻试验 三相电阻不平衡的分析（针对三相电阻不平衡的分析（针对10kV变压器）：变压器）： 三相电阻不平衡或实测值与设计值（出厂试验值）相差太多，一般有以下几种原因： （1）变压器套管中导电杆和内部引线接触不良。现场发现多起变压器大修后套管中 导电杆和内部引线连接出螺栓紧固不紧，造成接头发热现象。 （2）焊接不良。由于引线和绕组焊接质量不良造成接触处电阻偏大，或多股并绕绕 组的一股或几股没有焊上，造成电阻偏大。 （3）三角形接线一相断线。此时测出的三相电阻都将比正常值大得多，没有断线的 两相比正常值大1.5倍；而断线相为正常值的3倍。 （4）在制造过程中，三相绕组使用导线

19、规格、牌号不同造成。 （5）错误的测量接线及试验方法。 1）充电时间不够，电流未稳定时即读取测量值。 2）测量接线与变压器接头连接位置不对，既测量时电压引线在电流引线外侧或 与电流引线同一位置，致使接触处接触电阻也包括在测量值内。 3）测量某一绕组时，未将其他绕组与接地体断开，造成充电不稳定。 直流电阻试验 线电阻换算为相电阻的方法：线电阻换算为相电阻的方法： 当现场实测中发现线电阻不平衡率不合格时，往往不能判断出究竟哪个部位电阻不合格， 为了便于分析不合格的确切部位，一般应将线电阻换算为相电阻。 abbc aacp acp R R RRR RR ab c acb zyx 当绕组为星形接线，且

20、无中性线引出时： Ra=（Rab+RcaRbc）/2 Rb=（Rab+Rbc-Rca）/2 Rc=（Rbc+Rac Rbc）/2 acbc babp abp R R RRR RR abac cbcp bcp R R RRR RR 2 abbcca p RRR R 检查绕组所有分接的电压比 显示屏 操作键 高压 低压 电源开关 变 比 桥 法 接 线 检查绕组所有分接的电压比 目的目的：检查各绕组的匝数、引线装配、分接开关指示位置是否符合要求； 提供变压器能否与其他变压器并列运行的依据 测量方法测量方法：双电压表法，变比电桥法。 测量结果判断测量结果判断： 1、检查所有分接头的电压比，与制造厂铭

21、牌数据相比应无明显差别，且应 符合电压比的规律； 2、电压等级在35kV以下，电压比小于3的变压器电压比允许偏差为1%； 3、其他所有变压器额定分接下电压比允许偏差为0.5%。 测量注意事项：测量注意事项： 1、变压器变比的测量应在各相所有分接位置进行，对于有载调压变压器， 应用电动装置调节分接头位置。 mV E S T X ax A + + 直流法测定单相变压器极性的接线图 变压器的组别试验变压器的组别试验 变压器的组别（又叫联结组标号）相同是变压器 并列运行的必要条件之一。变压器的联结组标号试 验用于检查变压器的联结组标号是否与变压器铭牌 相符，是变压器出厂、交接及大修后应做的试验之 一。

22、 试验方法试验方法：直流法、相位表法、变比电桥法三种。 交流耐压试验交流耐压试验 交流耐压试验的目的与意义交流耐压试验的目的与意义 交流耐压试验方法交流耐压试验方法 交流高压的测量交流高压的测量 交流耐压试验的操作要点及异交流耐压试验的操作要点及异 常现象常现象 分析分析 交流耐压试验的目的与意义 为了更灵敏有效地查出某些局部缺陷，考验被试品绝缘承受各种过电 压的能力，就必须对被试品进行交流耐压试验交流耐压试验。 交流耐压试验能较有效地发现绝缘缺陷，因为它的电压、波形、频率 和电压在被试品绝缘内的分布，一般与实际运行情况相吻合。 交流耐压试验应在被试品的非破坏性试验均合格之后才能进行 必须正确

23、地选择试验电压的标准和耐压时间 规程中一般均规定工频耐压时间为1min 交流耐压试验一般有以下几种加压方法： 工频耐压试验 ：给被试品施加工频电压，以检验被试品对工频电压升高的绝缘 承受能力 感应耐压试验：对某些试品，如变压器，电磁式电压互感器等，采用从二次加 压而使一次得到高压的试验方法来检查被试品绝缘。 冲击电压试验：主要用于考验被试品在操作波过电压和大气过电压下绝缘的承 受能力 交流耐压试验方法 保 护 控 制 回 路 S V PV1 CX V PV2 R2R1 C2 C1 T1 F 图41 交流耐压试验原理接线 T1试验变压器；T2调压器；R1、R2保护电阻器； F球隙；S开关；CX被

24、试品；C1、C2分压电容器 交流电源部分 调压部分 控制保护部分 电压测量部分 波形改善部分 高压试验变压器高压试验变压器 用于高压试验的特制变压器，称为高压试验变压器。它与电力 变压器比较，具有容量不很大、额定电压较高，允许持续工作 时间短。多工作在电容性负载下、经常要放电，通常高压绕组 一端接地、不需要加装散热装置。体积较小等特点。 交流耐压试验方法 试验变压器电压、电流及容量的选择 因为被试品大多数为电容性的，由被试设备的电容量可计算出 试验中通过试验变压器高压绕组的电流IT(主要是电容电流)。其 计算式为ITCXUexp10-6，mA =2f 其中 CX被试品电容量（见表41），pF

25、Uexp给被试品施加的试验电压（有效值），kV 所加电压的角频率。 试品名称电容量（pF）试品名称电容量（pF） 线路绝缘子50CTV300015000 高压套管50600电力变压器100015000 高压断路器、互感器501000电力电缆150400PF/m 所需试验变压器的容量ST计算公式为 STCXUexp210-9, kVA 保护电阻的选择保护电阻的选择 试验变压器的高压输出端应串接保护电阻器，用来降低试品闪络或击穿时变压器 高压绕组出口端的过电压，并能限制短路电流。 此保护电阻的取值一般为0.1-0.5/V，并应有足够的热容量和长度，该电阻的阻 值不宜太大，否则会引起正常工作时回路产

26、生较大的压降和功耗。保护电阻器可采用 水电阻器或线绕电阻器，线绕电阻器应注意匝间绝缘的强度，防止匝间闪络。 保护电阻器长度的选择：保护电阻器长度的选择：当试品击穿或闪络时，保护电阻器应不发生沿面闪络它的长度 应能耐受最大试验电压，并有适当裕度，保护电阻器的最小长度可参照下表 与保护球隙串联的保护电阻器，其电阻值通常取1 /V，长度仍按上表。 试验电压（kV）电阻器最小长度（mm） 50250 100500 交流高压的测量 一、低压侧测量 这种方法是再试验变压器的低压侧或测量绕组的端子上，用0.5级电 压表测量量二次电压，然后利用经过校核过的试验变压器变比，换算 出高压侧电压。 二、高压侧测量

27、当试验变压器选定，被试品为电容性，且试验电压一定时，被试品电 容量愈大，被试品上电压UC较U升高愈多。着种现象叫“容升现象”。 对于大容量被试品，为了 避免“容升现象”给试验带来的影响，在试 验时应尽量在高压侧测量，以克服试验电压的测量误差。 高压侧测量的方法有以下几种。 1、用电压互感器测量 2、用静电电压表测量 3、球隙法测量 4、电容分压器测量 交流耐压试验的操作要点及异常现象分析 操作要点 （1）试验前，应了解被试品的试验电压，同时了解被试品的其他试验项目及以前的试验结果。若 被试品油缺陷及异常，应在消除后再进行交流耐压试验。 （2）试验现场应为韦好遮拦或围栏，挂好标识牌，并派专人监护

28、。 （3）试验前，被试品表面应擦拭干净，将被试品的外壳和非被试绕组可靠接地。 （4）接好试验接线后，应由有经验的人员检查，确认无误后方可准备升压。 （5）调整保护球隙。 （6）加压前，首先要检查调压器是否在零位。调压器在零位方可升压，升压时应相互呼唱。 （7）升压过程中不仅要监视电压表的变化，还应监视电流表的变化，以及被试品电流的变化。 （8）试验中若发现表针摆动或被试品有异常声响、冒烟、冒火等，应立即降下电压，拉开电源， 在高压侧挂上接地线后，再查明原因。 （9）交流耐压试验前后均应测量被试品的绝缘电阻，有条件时还要测量局部放电。 仪表指示异常分析 （1）若给调压器加上电源，电压表就有指示，

29、可能时调压器不再零位。若此时电流表也出现异 常读数，调压器输出侧可能有短路和类似短路的情况，如接地棒忘记摘除等。 （2）调节调压器，电压表无指示，可能是自偶调压器碳刷接触不良或电压表回路不通，或变压 器的一次绕组、测量绕组有断线的地方。 （3）若随着调压器往上调节，电流增大，电压基本不变或有下降趋势，可能是被试品容量较大 或试验变压器容量不够或调压器容量不够，可改用大容量的试验变压器或调压器。 （4）试验过程中，电流表的指示突然上升或突然下降，电压表指示突然下降，都是被试品击穿 的象征。 第四节 交流耐压试验的操作要点及异常现象分析 放电或击穿时声音的分析 （1）在升压阶段或耐压阶段，发生很象

30、金属碰撞的清脆响亮的“当当”的放 电声音，往往是由于油隙距离不够或者是电场畸变（如变压器引线没有进到 套管均压球里去，圆弧的半径太小等）造成油隙一类绝缘结构击穿。当重复 试验时，放电电压下降不明显。 （2）放电声音也是很清脆的“当当”声，但比前一种小，仪表摆动不大，再 重复试验时放电现象消失，这种现象时被试品油中气泡放电所致。 （3）放电声音如果是“哧”，“吱喽”，或者是很沉闷的响声，电流 表的指示立即超过最大偏转指示，这往往是固体绝缘的爬电引起的。 （4）加压过程中，充油试品内部有如炒豌豆的响声，电流表指示却很稳定， 这可能是悬浮的金属件对地放电。如变压器铁芯没有通过金属片与夹件连接， 使铁

31、芯再电场中悬浮，由于静电感应并再一定的电压下，铁芯对接地的夹件 放电。 （5）再试验过程中，若由于空气湿度或被试品表面脏污等的影响，引起表面 滑闪放电，不应视被试品不合格，应对被试品表面进行清擦、烘干等处理后， 再进行试验判断其合格与否。若被试品表面瓷套釉层绝缘损坏、老化或有裂 纹，应视为不合格。 AC220V 注意注意：控制箱，试验变压器被 试变压器外壳与非加压绕组应 可靠接地，试验回路中过电流 与过电压保护应整定正确、可 靠！ 交流耐压试验方法 注意事项：注意事项： （1）检查试验接线确保无误，被试变压器外壳与非加压绕组应可靠接地，试验回路 中过电流与过电压保护应整定正确、可靠； （2）对变压器进行交流耐压试验时，必须在绝缘油处于静止状态，气泡充分逸出后 才能进行，否则在耐压试验过程中会引起放电，造成判断上的困难