变压器的制造安装及试验

变压器的制造安装及试验第1页/共78页特变电工沈阳变压器集团有限公司田湾核电500KV产品（2009年）

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变压器制造工艺

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要制造出一台质量优良的变压器产品，除了要有高水平的设计计算以外，还应该具有优良的制造。变压器的制造工艺包括变压器各个主要部件的的加工方法和装配技术以及与之相应的加工设备。根据变压器生产的流程，分铁心制造、绕组制造、油箱制造、绝缘件制造和总装配5个部分。

牛牛文库文档分享第4页/共78页铁心的制造纵剪横剪→铁心片冲孔→铁心片压毛→→涂漆→铁心的预叠→铁心的叠装→→铁心的起立→铁心的捆绑→铁心的整理→→

牛牛文库文档分享第5页/共78页油箱及附件的加工钢板预处理下料→预装→加工→矫正→焊装→→试漏

→喷漆→

牛牛文库文档分享第6页/共78页绝缘件制造工艺纸板下料纸板刷胶热压机械加工→→→

牛牛文库文档分享第7页/共78页绕组的制造准备工具和导线绕组的修正和压紧绕制方法绕制方法:圆筒式连续式螺旋式纠结式→→起立套装和修整绕组预压紧和干燥绕组压紧和修整→→→

牛牛文库文档分享第8页/共78页▲线圈立式绕线机花盘

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▲特变电工线圈厂房

牛牛文库文档分享第10页/共78页变压器的装配器身绝缘装配产品预装→器身引线装配→总装配→真空注油→产品试漏→器身干燥处理→热油循环→

牛牛文库文档分享第11页/共78页企业装配厂房

牛牛文库文档分享第12页/共78页变压器的试验

牛牛文库文档分享第13页/共78页特高压试验大厅主要试验设备★6000kV/810kJ冲击电压发生器★600kV/30kJ冲击电压发生器★2250kV/35mA

直流电压发生器★12000kVA/1500kV串联谐振电抗器成套装置★500PF/1500kV电容分压器★200kV/4000ATMS580变压器功率损耗测量系统★100kV/2000ATMS580变压器功率损耗测量系统沈变特高压产品试验大厅

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变压器试验主要验证变压器产品的性能是否符合有关标准、或技术条件的规定和要求，发现变压器结构和制造上是否存在影响变压器正常运行的缺陷。通过试验可以验证变压器能够在额定条件下长期运行，并且能够承受预期的各种过电压及过电流的作用而不影响变压器的寿命。

牛牛文库文档分享第15页/共78页根据全国部分省（市）的统计和我们积累的实例，变压器常见和多发的故障如下：⑴变压器线圈故障占变压器总故障的72％，问题十分突出⑵变压器铁心过热，包括多点接地，硅钢片段间短路和零序磁通导致铁心夹件过热等。⑶线圈导电流回路的过热，主要是分接开关接触不良，引出线接头松动等。⑷变压器套管故障，包括电容芯劣化，受潮和接头发热等。⑸有载分接开关故障，包括接触不良和元件老化等操作失灵。⑹冷却器故障有渗漏（渗出油，漏入空气）、有金属颗粒、油泵和风扇机械故障等。⑺储油柜胶囊呼吸不畅，压力释放装置和瓦斯继电器误动等。⑻高压电抗器特有的铁心和夹件过热，线圈绝缘损坏和局部放电也时有发生。

牛牛文库文档分享第16页/共78页变压器故障部位变压器电压等级（kV）110220330～500合计线圈21711523355主绝缘或引线2411439分接开关2613241套管2191040其他105217变压器故障台数29815341492统计的变压器在役台数6538623634418293202变压器故障台率0.46％0.65％0.98％0.53％1995～2004年变压器故障台数统计变压器故障部位变压器电压等级（kV）110220330～500合计线圈21711523355主绝缘或引线2411439分接开关2613241套管2191040其他105217变压器故障台数29815341492统计的变压器在役台数6538623634418293202变压器故障台率0.46％0.65％0.98％0.53％

牛牛文库文档分享第17页/共78页故障原因变压器故障期间1995～1999年2000～2004年合计制造线圈抗短路强度不够12574199线圈绝缘或引线设计或工艺不良4659105套管181230分接开关201939其他7--7运行进水15419安装/检修或维护不当14721其他雷电271744过电压或污闪4812绝缘老化257其他6391995～2004年变压器故障原因统计故障原因变压器故障期间1995～1999年2000～2004年合计制造线圈抗短路强度不够12574199线圈绝缘或引线设计或工艺不良4659105套管181230分接开关201939其他7--7运行进水15419安装/检修或维护不当14721其他雷电271744过电压或污闪4812绝缘老化257其他639

牛牛文库文档分享第18页/共78页引例主变技术参数产品型号：DFP-480MVA/500额定电压比：550/±(-1~+3)×2.5%/27kV额定电流1600A/29700A冷却方式：OFAF或ODAF额定频率：50Hz联结组标号：Yn,d11

绝缘水平：500kV线端SI1175LI1550LIC1675AC680kV中性点端LI325LIC325AC140kV低压线端LI200LIC200AC85kV

牛牛文库文档分享第19页/共78页1.油箱机械强度试验油箱应承受真空度为133Pa和正压98kPa的机械强度试验，油箱不得有损伤和不允许的永久变形。试验标准：

GB/T16274-1996

牛牛文库文档分享第20页/共78页2.变压器密封试验

变压器本体注满油后，应能承受储油柜的油面上施加30kpa静压力，其试验时间连续24小时，不得有渗漏及损伤。试验标准：

GB/T16274-1996

牛牛文库文档分享第21页/共78页3．变压器油试验试验项目及标准试验设备、仪器技术要求击穿电压测量GB/T507-2002DTA.100E自动油耐压器击穿电压≥60kV含水量测量GB/T7600-1987智能在线监测微水监测系统含水量≤10mg/L含气量测量GB/T5654智能在线油中含气量监测系统含气量≤1.0%(体积)由投标方提供具体数据介质损耗因数测量GB/T7252-2001DTL油介质损耗测试仪介损≤0.0035(90℃)油中溶解气体气相色谱分析GC-900-SD气相色谱分析仪H2≤30μL/LC2H2=0总烃≤20μL/L

牛牛文库文档分享第22页/共78页4.电压比测量及联结组标号检定试验标准：GB1094.1-1996采用电压比测试仪，同时检定单相变压器联结组极性。额定分接电压比偏差为规定值的±0.5%，联结组标号符合设计规定。

牛牛文库文档分享第23页/共78页5．绕组电阻测量采用JYR-40电阻仪进行电阻测量；相间不平衡率≤2%。同时记录变压器油温度。试验标准：

GB1094.1-1996

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牛牛文库文档分享第25页/共78页6．绕组对地绝缘电阻、吸收比及极化指数测量

采用5000V兆欧表，测量绕组对地绝缘电阻、吸收比及极化指数。同时记录变压器油温度。试验温度：10～40℃当60S时绝缘电阻不小于10000MΩ，不必考虑吸收比及极化指数。当4000MΩ≤60S时绝缘电阻＜10000MΩ时，应保证吸收比不小于1.3或极化指数不小于1.5试验标准：

JB/T501-2006

牛牛文库文档分享第26页/共78页ZP系列兆欧表实物图

牛牛文库文档分享第27页/共78页7．铁心和夹件的绝缘电阻测量

铁心、夹件采用2500V兆欧表测量对地绝缘电阻。同时记录变压器油温度。试验温度：10～40℃60S时绝缘电阻铁心不小于2000MΩ，夹件不小500MΩ。运输前再次测量铁心对地的绝缘电阻。试验标准：

JB/T501-2006

牛牛文库文档分享第28页/共78页8．绕组绝缘系统电容介质损耗因数(tanδ)和电容量测量施加10kV交流电压，用介损电桥测量绕组电容量(Cx)和介质损耗因数(tanδ)。同时记录变压器油温度。试验温度：10～40℃绕组绝缘系统电容的介质损耗因数(tanδ)在20℃时不超过0.5％。试验标准：

GB/T16274-1996

牛牛文库文档分享第29页/共78页抗干扰介质损耗测试仪实物

牛牛文库文档分享第30页/共78页9．空载电流和空载损耗测量试验目的：测量验证变压器产品的空载损耗和空载电流是否达到国家标准或技术协议要求。另外发现产品磁路中的局部缺陷或整体缺陷按GB1094.1第10.5条规定进行测量，试验电压以平均值电压表读数为准(U′)，方均根值电压表与平均值电压表并联，同时记录方均根值电压表读数(U)，设测得空载损耗为Pm，则校正后的空载损耗为P0为：P0=Pm(1+d)式中：d=(U′-U)/U′如果读数U′与U之差在±3%以内，则试验电压波形满足要求。施加额定频率的1.0Un和1.1Un电压，测量空载损耗和空载电流。试验标准：

GB1094.1

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牛牛文库文档分享第33页/共78页10．感应电压试验(ACLD)试验目的：考核纵绝缘的电气强度

试验时，分接开关位于额定分接。采用200Hz交流电压，在1.5Um/下，高压端子≤100PC,低压端子≤100PC。施加对地试验电压的时间顺序：A=5min;B=5min;C=30S;D=60min;E=5min.U2：UA=1.5Um/=476.3kV;U1：UA=539.8kV;试验标准：

GB1094.3-2003(感应电压试验)GB/T7354-2003（局部放电试验）

牛牛文库文档分享第34页/共78页局部放电检测仪

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牛牛文库文档分享第36页/共78页11．雷电冲击试验高压线端：雷电全波1550kV(峰值)；雷电截波：1675kV(峰值)；中性点：雷电全波325kV(峰值)；雷电截波325kV(峰值)；低压线端：雷电全波125kV(峰值)；试验采用：负极性试验分接:1全波波形：1.2±30%μS/50±20%μS；截波截断时间：2μS～6μS；过零系数:0＜K0＜30%试验顺序：一次降低电压的全波冲击，一次全电压的全波冲击，一次降低电压的截波冲击，两次全电压的截波冲击，两次全电压的全波冲击。试验标准：

GB1094.3-2003

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牛牛文库文档分享第39页/共78页12.油中溶解气体气相色谱分析色谱分析：H2≤30μL/LC2H2=0总烃≤20μL/L

牛牛文库文档分享第40页/共78页变压器色谱在线监测系统由:色谱采集器数据处理服务器应用软件,载气及通信电缆等组成。

牛牛文库文档分享第41页/共78页气相色谱分析基本流程

牛牛文库文档分享第42页/共78页13.空载电流的谐波测量测量在额定电压下进行，其幅值表示为基波分量的百分数。试验标准：

GB1094.1

牛牛文库文档分享第43页/共78页14．操作冲击试验高压线端：1175kV(峰值)；试验电压极性：负极性分接开关位置：1操作冲击波是由冲击电压发生器直接施加到变压的高压端子，中性点接地。冲击电压的波形,视在波前时间至少100μS，超过90%的规定峰值时间至少为200μS，从视在原点到第一个过零点的全部时间至少为500μS,最好为1000μS。

试验应包括一次60%全电压的操作冲击，三次连续的100%的全试验电压的冲击。试验标准：

GB094.3-2003

牛牛文库文档分享第44页/共78页15．外施耐压试验考核绕组对地和绕组之间的主绝缘强度试验电压：中性点：140kV(有效值)，1min；低压绕组：85kV(有效值)，1min。试验频率：50Hz全电压试验值施加于被试绕组的所有连接在一起的端子与地之间，施加电压时间为1min，其它所有绕组端子、铁心、夹件和油箱连在一起接地。试验标准：

GB1094.3-2003

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牛牛文库文档分享第47页/共78页16．感应电压试验(ACSD)施加对地试验电压的时间顺序：A=5min;B=5min;C=30s;D≥5min;E=5min.U2：UA=1.5Um/=476.3kV;U1：UA=680kV;

试验标准：

GBT1094.3-2003

牛牛文库文档分享第48页/共78页17．声级测定随着工农业生产及居民用电量的日益增加，变压器的安装地点越来越靠近城区和居民区，为了保护环境不受噪声污染，必须控制变压器的噪声对变压器施加额定电压，开启正常运行时的全部冷却装置，在距变压器本体基准发射面2.0米处，于1/3、2/3变压器高度处，测量前后，对测试现场进行背景声级测量。在105%额定电压，100%强迫油循环冷却方式下满载运行，距变压器本体两米处，噪声不大于80dB。试验标准：

GB1094.10-2003

牛牛文库文档分享第49页/共78页18．电晕及无线电干扰测量测量高压端子的无线电干扰水平小于500μV，且在晴天夜间应无可见电晕。试验标准：

GB11604-89

牛牛文库文档分享第50页/共78页19．油流静电试验变压器不励磁，开启所有油泵历时4h后，测量各绕组端子及铁心对地的泄漏电流直至达到稳定值。试验中应无放电信号。

限制油流速度＜0.5m/s，以避免油流放电现象的发生。试验目的：测量变压器油流动时产生多少静电量

牛牛文库文档分享第51页/共78页20．短路阻抗和负载损耗测量通过测量验证这2个参数是否满足标准及技术协议要求，并从中发现产品设计或制造中绕组及载流回路中是否存在缺陷在额定频率下，将近似正弦波的电压施加在一个绕组上，另一个绕组短路，其他绕组开路，施加电流不小于相应额定电流（分接电流）的50%。测量分接为1、3的负载损耗和短路阻抗。负载损耗和短路阻抗校正到参考温度。试验标准：

GB1094.1-1996

牛牛文库文档分享第52页/共78页21．温升试验验证变压器在额定工作条件下，主体总损耗所产生的热量与散热装置达到热平衡的温度是否符合有关标准及技术协议的要求。a.施加总损耗应测量油的温度和冷却介质温度，试验需继续进行，直到油的温升稳定为止。当顶层油温升的变化率小于每小时1K，并维持3h时，油面温升达到稳定。b.施加等效额定电流施加额定电流一个小时终了时，应讯速切断电源和打开短路接线，测量两个绕组的电阻。确定变压器两绕组的平均温度值。c.在温升试验过程中，用红外扫描仪测量变压器油箱热点温升。试验标准：

GB1094.2

牛牛文库文档分享第53页/共78页22．绕组频响特性测量

当变压器并网运行期间，其高压或低压侧发生出口短路时，均能保持动、热稳定而无损坏。短路后线圈温度不高于250℃，保证该变压器可继续运行。应能承受外部短路高压侧160kA、低压侧500kA（峰值）冲击，绕组及铁芯等不应有不允许的变形和位移。使用TDT5频响仪，测量绕组的频响特性。同一组变压器中各台单相变压器对应绕组频响特性曲线应基本相同。试验标准：技术协议

牛牛文库文档分享第54页/共78页23．套管介质损耗因数（tanδ）和电容量测量 （包括末屏电压抽头）提供报告对试验抽头施加2kV对地电压1min.，不出现击穿。测量抽头的介损和电容量。试验标准：技术协议(套管应按照GB/T4109的规定单独进行试验)

牛牛文库文档分享第55页/共78页24．套管CT试验套管CT装入升高座中进行该项试验，合格后再进行产品总装。单独进行变比和极性检查；直流电阻测量；短时工频耐压试验。试验标准：技术协议

牛牛文库文档分享第56页/共78页25．无励磁分接开关试验变压器不励磁，完成8个操作循环；变压器不励磁，且操作电压降到其额定值85%时，完成1个操作循环。分接开关辅助回路的全部带电端子对机座施加2000V工频电压1min，应无故障。（调压开关采用进口德国MR或同等水平产品)。试验标准：

JB/T8637-1997

牛牛文库文档分享第57页/共78页26．风扇和油泵电机所吸取功测量测量的目的是检查电动机及扇叶是否符合技术条件和标准的要求。在380V、50Hz电压下，对所有风扇和油泵电机测量其吸取功率。试验标准：

GB1094.1-1996

牛牛文库文档分享第58页/共78页27.油中溶解气体气相色谱分析全部试验结束后油中溶解气体气相色谱分析①H2≤30μL/L②C2H2=0③总烃≤20μL/L

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安装和投运前的交接实验

牛牛文库文档分享第60页/共78页一：变压器到施工现场，就位后，应做的检查1.对外观进行检查，查看是否有碰撞损坏情况。2.检查冲击记录仪。3.充氮运输时应检查里面的含水量（露点）。判断是否受潮。4.注油运输时应检查变压器的油。5.附件运输的检查。变压器在运输过程中，应能承受3G的冲撞，而内部结构不发生位移、变形。检查油的指标。主要检查有无乙炔，指标必须是零。检查油的介损。≤0.35%像油表、气体继电器等仪表设备都要进行校检。

牛牛文库文档分享第61页/共78页二：产品安装前的准备工作1.安装中的设备检查①

首先需要一个绝缘油净化装置（专门过滤油中杂质和过多水分又能除去气体含量）投标方作为专用工具提供，提供1台6000L/h二级真空绝缘油净化装置。②

干燥空气发生器。打开变压器跟大气接触以后，通过这个把潮气吹出来。通过这种方法绝缘受潮能减轻70%-80%。③

真空机组（主要设备包括真空泵及配套用管道阀门和真空测量系统）④

测绝缘用的电动摇表。⑤各种工具扳手和吊车。

牛牛文库文档分享第62页/共78页2.CT、套管安装前的实验。CT主要做磁性实验、变比实验、绝缘实验。套管主要做介损、绝缘和电容量的测量。检查冷却系统。如散热器，看其有无损坏；油管路，运输时间长容易积水。

牛牛文库文档分享第63页/共78页1.先装油箱2.安装升高座和套管3.主联管、压力释放阀和气体继电器4.各种外部阀门连接

三：产品的安装

牛牛文库文档分享第64页/共78页四：产品安装后的绝缘处理。设备中需要的变压器油一般由制造厂供给，特殊的由炼油厂直接把油运至设备的使用单位，虽然渠道不同，运到目的地以后油的品质一般均达不到原先变压器油的品质。因此，变压器油在工地一定要进行处理。在工地上处理油的重点在于：过滤掉油中的杂质；除去油中的水分和气体。使油中的含气量、含水量符合变压器相应电压等级油的要求。1.变压器油处理

牛牛文库文档分享第65页/共78页在变压器的安装过程中，由于器身接触大气，大气中的水分或多或少的要使器身受潮。所以在安装现场进行器身干燥处理。一般采用长时间抽真空的方法。抽真空的时间：从抽到预定的真空度开始计时，一般情况下24h后即可以在真空度下进行真空注油。时间可以适当延长，甚至可以延长至48小时或72小时。2.产品抽真空

牛牛文库文档分享第66页/共78页器身绝缘干燥处理合格后，在继续抽真空的情况下，把已经处理合格的变压器的油，从注油口注入。3.真空注油

牛牛文库文档分享第67页/共78页4.热油循环经过器身的绝缘干燥处理和真空注油后，在器身绝缘上难免还有一些残余的水分和气体，对于500KV的变压器，需要进行热油循环，已进一步除去这些水分和气体。首先关闭冷却器与本体之间的阀门，将油从油箱的下部抽出，经真空滤油机加热后，再从油箱上部送回油箱，这样周而复始进行循环。一般情况需要2至3天，时间的长短取决于气体及水分的含量是否达到控制的指标。500kv变压器油中的含气量为1%。

牛牛文库文档分享第68页/共78页在向变压器进行真空注油，变压器器身还有一些没有被油溶解的气体。因为结构限制抽不出来。这些气体会严重影响变压器内部的绝缘强度。因此变压器要静放一段时间才能进行绝缘强度的实验。在静放过程中，希望那些没有溶解于油的气体从油中溢出，或者完全被变压器油吸收。

500KV一般需要静放72h.5.静放

牛牛文库文档分享第69页/共78页6.变压器投运前的交接实验依据国标GB50150-1991《电气装置安装工程电气设备交接实验标准》第6.0.1条规定的电力变压器的实验项目共有15个，都有具体要求和控制标准。

牛牛文库文档分享第70页/共78页1变压器油箱内绝缘油实验2测量绕组连同套管的直流电阻3检查所有分接头的变压比4检查变压器的三相联结组别和单相变压器引出线的极性5测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数6测量