电力变压器试验(电气试验课件)

6.1绕组绝缘电阻、吸收比、极化指数一、绝缘电阻的测量1．可根据被试品电流的变化情况来判断被试品绝缘状况。2．在绝缘预防性试验中，为方便计算，不是直接去测量电流的大小，而是用兆欧表去测量绝缘电阻。3．通常使用的兆欧表线路如图6.1绕组绝缘电阻、吸收比、极化指数一、绝缘电阻的测量4．测量绝缘电阻的注意事项：(1)被试品的电源及对外连线应拆除，并充分放电。(2)在接地端应串联刀闸开关。用约120r／min的转速摇动(不得低于额定转速的80％)，待转速稳定时，开始读数。(3)对大容量被试品(如电力电缆、大型变压器等)，在测量结束前必须先把兆欧表从测量回路断开，再停兆欧表，以免损坏兆欧表。(4)兆欧表的线路端与接地端的引出线不要靠在一起。接线路端的引出线不可放在地上。(5)测量结束后应对被试品充分放电。(6)记录测量时的温度，以便校正。试验顺序双绕组变压器三绕组变压器施加电压端接地端施加电压端接地端1低压高压及外壳低压高压、中压及外壳2高压低压及外壳中压高压、低压及外壳3高压及低压外壳高压中压、低压及外壳4高压及中压低压及外壳5高压、中压及中压外壳4、5项目只对16000KVA以上变压器进行变压器铁芯及夹件绝缘测量使用2500V兆欧表，量程为10000MΩ。

试验按照表1的测试绕组进行。当一个绕组测试完毕后，首先应将被测绕组放电，然后改接另一绕组测量。6.1绕组绝缘电阻、吸收比、极化指数二、吸收比和极化指数的测量1．对于电容量较大的设备，如电机、变压器、电容器等，可利用吸收现象来测量它们的绝缘电阻(即绝缘电阻的测量值)随时间的变化，以判断绝缘状况。2．吸收比：表示测量绝缘电阻60s时兆欧表的读数与15s时的读数之比。

K=3.吸收比和极化指数测量的选用：①执行标准:GB6451-2008：35kV级4000kVA及以上和63kV级以上的所有变压器均测量其绝缘电阻及吸收比。330kV大容量变压器还应测量极化指数

若K<1．3，则可判定为绝缘可能受潮。6.1绕组绝缘电阻、吸收比、极化指数二、吸收比和极化指数的测量3.吸收比和极化指数测量的选用：

②国家标准GB50150-2006新标准规定：35kV等级以上，容量4000kVA以上，应测量吸收比。变压器吸收比应大于1.3，如果绝缘绝对值很高的吸收比小于1.3时，可改测极化指数。

35kV等级以上，容量4000kVA以上，应测量吸收比。当R60大于3000MΩ，吸收比可不做考核要求。220kV等级以上，容量120MVA以上，应测量吸收比。极化指数应大于1.3，如果绝对值非常高，极化指数小于1.3时，并不是绝缘有缺陷,而是绝缘仍良好的一种表现。当R60大于10000MΩ，极化指数可不做考核要求。6.2变压器交流耐压试验一、交流耐压试验

1）试验接线试验接线时被试绕组的引出端头均应短接，非被试绕组引出端头应短路接地，接线不正确时，可能使变压器的绝缘受到损害。接线图如图所示6.2变压器交流耐压试验2）试验电压交流耐压试验电压标准如下表：

3）试验注意事项：1、外施耐压时，被试产品铁芯及外壳必须可靠的接地。试品的油面指示必须高于穿缆式套管或是套管升高座。试验前，应对所有与主体油连通的套管放气，对低压接线板，手孔盖板，升高座等所有凸起部分均需放气，直到流油为止。2、应将试品的被试绕组所有端子连接接火线。非被试绕组所有端子短路接地。3、试验电压初始值应低于三分之一试验电压，并于测量相配合尽快的加到试验电压值。维持电压恒定，持续60s，然后将电压迅速降到三分之一试验电压，最后切断电源。二、试验结果判断

在规定的耐压时间内，仅听到正常的电晕放电声，油箱内无声响，仪表仪器指示正常（试验结果判断电压、电流无抖动、摆动、无突然升降），保护装置不动作（无过电压、过电流），即耐压合格。6.3.1变压器的变比试验1、变比定义——

是变压器空载时高压绕组电压Ul与低压绕组电压E的比值，即变比k=U1/U22、变比试验目的——

是检查各绕组的匝数、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。3、分接头变比试验的标准——

①各相应分接头的变比与铭牌值相比，不应有显著差别，且应符合规律；②电压35kV以下，变比小于3的变压器，其变比允许偏差为士1%；其他所有变压器额定分接头变比允许偏差为士0.5%，其他分接头的变比应在变压器阻抗电压百分值的1/10以内，但不得超过士1%允许偏差。一、测量变比的方法

1、双电压表法

双电压表法虽然原理简单，测量容易，但存在需要精密仪器(0.2级、0.1级的电压表，电压互感器)、误差较大、试验电压较高、不安全等不足。因此，许多运行部门和生产制造部门已开始广泛采用变比电桥法进行变比试验。故此次不做讲解。一、测量变比的方法

2、变比电桥法

目前，QT-35型、QT-80型变比电桥在现场已得到了广泛应用，它们具有准确度高、灵敏度高、试验电压低、安全、变比误差可以直接读取、可同时测量变压器组别等优点。

测量时，在被试变压器的一次侧加一低电压Ul，则在变压器二次侧有电压U2，调整R。的电阻值，可以使检流计为零，这时变比k可按下式计算(R3远远小于R1、R2，忽略R3)一、测量变比的方法

2、变比电桥法

现场发现，变比不合格主要是由分接开关引线焊错、分接开关的指示位置与内部置不符、绕组匝间或层间短路等原因造成的。一、测量变比的方法

3、变比电桥法，应考虑剩磁的影响

如果变压器变比用变比电桥时，其偏差超过允许值，而又从其他试验间接证明变压器变比正常，这时应考虑变压器剩磁的影响。由于变比电桥施加的电流很小．在变压器铁芯产生的磁通很小，有时抵消不了剩磁的影响，使测量偏差超过允许值。采用变比电桥测量变压器变比时，若测量偏差超过允许值，则可能是剩磁的影响，这时可改用双电压表法，施加高电压，以克服剩磁的影响。

6.3变压器的变比、极性和组别试验二、检查单相变压器的极性1．极性试验的意义

当某一绕组中有磁通变化时，绕组中会产生感应电动势，感应电动势为正的一端称为正极性端，感应电动势为负的一端称为负极性端。如果磁通的变化方向改变，则感应电动势的方向和端子的极性也随之改变。因此，在交流电路中，正极性端和负极性端不是固定的，只是对某一时刻，某一参照系而言。

由于变压器的绕组间存在极性关系，当需要几个绕组互相连接时，必须知道极性才能正确地进行连接。同样，电压互感器、电流互感器也有极性问题。6.3变压器的变比、极性和组别试验二、检查单相变压器的极性2．试验方法

变压器的极性常采用直流法来确定。如图所示，测量时，用一个电池，将其“+"极接于变压器一次绕组A端，“一”极接于X端；将毫安级电流表或毫伏级电压表“+”端接于二次绕组a端，“一”端接x端。接好线后，若将开关S合上时，毫安表向正方向偏转，而拉开开关S时指针向负方向偏转，则说明变压器绕组A、a端同极性，变压器为减极性。如指针摆动与L述相反，则说明变压器绕组A、a端反极性，变压器为加极。6.3变压器的变比、极性和组别试验三、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。1．变压器的联结组标号

变压器的联结组标号是代表变压器各相绕组的连接方式和电动势相量关系的符号，也是变压器技术参数中很重要的一个参数。6.3变压器的变比、极性和组别试验三、变压器的组别试验2、联结组标号的试验方法目前现场常用的试验方法主要有直流法、相位表法、变比电桥法三种。（1）直流法。

直流法适用于单相变压器和时钟时序为12和6的三相变压器，对其他时序的变压器测量结果则不够准确。6.3变压器的变比、极性和组别试验三、变压器的组别试验2、联结组标号的试验方法（2）相位表法。

相位表法时测量电流、电压相位的仪表。用相位表测量三相变压器的连接组标号的试验接线如图所示。

试验时，相位表的电压线圈按图所示极性接于被试品的高压，电流线圈通过一个可变电阻接人被试品低压的对应端子上。当被试变压器高压通人三相交流电压时，在其低压感应出一个一定相位电压。由于接人的是一个电阻负荷，所以低压侧电流和电压同相位，因此可以认为高压电压对低压电流的相位就等于高压电压对低压电压的相位，根据相位表所测得的相位差即可知高、低压间的时钟序号，即联结组标号。6.3变压器的变比、极性和组别试验三、变压器的组别试验2、联结组标号的试验方法(3)变比电桥法。

用变比电桥在试验变压器变比的同时，测量联结组标号的方法，称为变比电桥法。

用变比电桥测量三相变压器变比及联结组标号时，对三绕组变压器要分别进行3次高、低压对应的双向测量，即要进行6次测量（高、中压间；高、低压间；中、低压间）。用变比电桥测量变压器联结组标号的方法及适用范围，可在使用时仔细查阅变比电桥使用说明书。6.4变压器空载试验和短路试验一、空载试验

1）空载试验的目的和意义空载试验的主要目的是发现磁路中的铁心硅钢片的局部绝缘不良或整体缺陷，如铁芯多点接地，铁心硅钢片整体老化等；根据交流试验前后两次空载试验测得的空载损耗比较，判断绕组是否有匝间击穿情况。

2）三相变压器的空载试验三相变压器空载试验多用两功率表和三功率表法，试验接线如图：6.4变压器空载试验和短路试验3）空载试验的注意事项

1、为测量准确，变压器空载试验使用的测量互感器、仪器仪表的准确度不应低于0.5级。

2、空载试验中使用的功率表应选用功率因数等于0.1，准确度不低于0.5级的低功率因数功率表。

3、接线时必须使功率表电流、电压线圈两端子间电位差最小，并注意电流、电压线圈的极性。

4、试验使用的测量互感器极性必须正确连接。

5、精度要求较高的空载试验或对小容量变压器进行试验时，应考虑排除附加损耗的影响。6.4变压器空载试验和短路试验二、变压器短路试验

变压器一侧绕组短路，从另一侧绕组施加电压，测量所加电压和损耗，称为变压器短路试验。该试验一般是低压绕组短路，高压绕组施加额定频率电压，并使绕组中电流为额定值，如果变压器高压侧装有分接装置，应放在额定分接位置上。三绕组变压器应在每两组间分别进行试验，非被试验绕组开路。对于绕组容量不同的多绕组变压器，容量相等的两绕组的短路试验方法应与双绕组变压器相同；容量不相等的两个绕组试验，施加的电流应以小容量绕组的额定电流为准，对另一侧绕组属于降低容量的短路试验。6.4变压器空载试验和短路试验二、变压器短路试验1、短路试验目的

变压器短路试验是测量变压器短路损耗和短路阻抗的试验，有以下作用：①确定变压器是否满足并联条件；②计算变压器的效率；③进一步计算出变压器的短路阻抗、短路电阻和短路电抗，为校验变压器的动热稳定提供数据，短路阻抗变化还可以判断变压器是否变形；④确定变压器二次侧因负荷变化的电压值。6.4变压器空载试验和短路试验二、变压器短路试验1、短路试验目的

变压器短路试验是测量变压器短路损耗和短路阻抗的试验，有以下作用：

⑤确定变压器温升；

⑥检查变压器在结构和制造上是否存在缺陷，如变压器各结构件（屏蔽压环和电容环、轭铁梁板等）或油箱壁中由于漏磁所引起的附加损耗过大和局部过热；油箱箱盖或套官法兰等附件损耗过大和局部过热；有载调压装置中电抗绕组匝间短路；大型电力变压器低压绕组中并联导线短路或换位错误等。6.4变压器空载试验和短路试验二、变压器短路试验

2、短路试验接线

变压器短路试验方法基本上与空载试验方法相似，不同之处空载试验是低压绕组施加电压，高压绕组开路，而短路试验在高压绕组施加电压，低压绕组短路，空载试验施加额定电压，短路试验电流达到额定值。

单相变压器短路试验接线如图所示。6.4变压器空载试验和短路试验二、变压器短路试验

2、短路试验接线

三相变压器短路试验接线如图所示。

施加三相电源进行变压器短路试验时，由于容量较大，而且电压需可调。电网企业难以实现，而发电企业可采用发电机作为试验电源，电压可调，比较方便实施。不具备试验条件的企业，可以采用较低电压进行试验（当然试验电流达不到额定电流）。6.4变压器空载试验和短路试验二、变压器短路试验

2、短路试验接线

三相变压器短路试验接线如图所示。

施加三相电源进行变压器短路试验时，由于容量较大，而且电压需可调。电网企业难以实现，而发电企业可采用发电机作为试验电源，电压可调，比较方便实施。不具备试验条件的企业，可以采用较低电压进行试验（当然试验电流达不到额定电流）。6.5变压器负载特性试验一、变压器负载试验的定义

变压器负载试验是将变压器一侧线圈或者说是低压侧短路，从高压侧加入额定频率的交流电压（注意将分解档位放在额定的档位上）使变压器线圈内的电流为额定电流，此时功率表显示的数值为负载损耗值，电压表显示的值为阻抗电压值，用百分数表示，这种方法称为变压器负载试验，也叫做短路试验，变压器负载试验通常使用空载负载特性测试仪进行测量，不需采用功率表和电压表，数据多屏显示，简单方便！

6.5变压器负载特性试验二、变压器负载试验的目的

在负载试验结构中，负载损耗一部分是由于电流通过线圈的电阻所产生的电阻损耗，另一部分是由于漏磁通引起的各种附加损耗，附加损耗的一部分是线圈的导线在磁场作用下产生的涡流损耗，另一部分是漏磁通穿过线圈压板、铁芯夹件、油箱等结构件所造成的涡流损耗，但是对于中小型变压器，损耗不超过线圈电阻损耗的10%;大型变压器的附加损耗是线圈电阻损耗的50%-100%甚至更大，负载试验的是测量负载损耗和阻抗电压，便于确定变压器的运行情况，计算变压器的效率、热稳定和动稳定，计算变压器二次侧的电压变动率以及变压器的温升情况。6.5变压器负载特性试验三、负载试验可以解决以下情况

（1）变压器各种结构件如：屏蔽、压环、电容换等由于漏磁所致的附加损耗过大和局部发热过大。

（2）法兰结构或者是油箱连接部位损耗过大发热。

（3）带负载调压变压器中的电抗线圈匝间短路回执换位错误等。

（4）大型变压器低压侧并联导线间短路或者换位错误。

6.5变压器负载特性试验四、试验方法及要求在变压器一侧绕组中通过额定频率正弦波的额定电流，（施加电流不小于50%额定电流）另一侧绕组短路此时的损耗就是负载损耗。变压器短路阻抗与负载损耗测量同时完成，短路阻抗一般用相对于某一参考阻抗的百分数表示。在分接范围超过±5%时，短路阻抗应在主分结合两个极限分接测量。6.6变压器现场干燥方法一、变压器受潮的危害1、对于液体绝缘的绝缘油，当含有悬浮状水滴和杂质纤维时，在电场作用下，纤维形成“小桥”。“小桥”在电极间导致电导剧增，引起局部温度升高，最后导致热击穿。2、对于固体绝缘的绝缘纸板、电缆纸、白布带，当水分浸入时，会使电介质增加导电离子，而水分又能加速杂质及极性分子离解，纸绝缘材料对水分的吸附力大于水分子的内聚力，易在表面形成连续水层，导致绝缘性能下降，在电场作用下，介质损耗增加，产生发热现象，造成分子结构破坏而击穿。二、需进行干燥处理的情况（1）在运输过程中，变压器长期开封或空气干燥器中的硅胶指示器受潮变色。（2）在变压器保存期间发生与（1）相同的情况。（3）变压器大修过程中，器身在空气中暴露的时间超过相关规程规定的时间。（4）变压器全部或局部更换绕组。（5）变压器在事故抢修时内部进水。（6）在电气试验过程中，绝缘性能指标达不到相关规程规定值。三、变压器干燥原理

变压器的干燥就是除丢芯部绝缘材料中积聚的水分。干燥过程中应注意以下事项：(1)在干燥过程中要首先将芯部放在容器内加热，容量里的绝缘材料逐渐升温，达到一定的温度后绝缘材料内的水分开始蒸发，即水分汽化。(2)容器如果是封闭的，水分汽化后形成的水蒸气和空气混合物都将积存在容器内，经过一段时间后混合蒸汽达到饱和。（绝对不能超过所允许的温度）。三、变压器干燥原理

变压器的干燥就是除丢芯部绝缘材料中积聚的水分。干燥过程中应注意以下事项：(3)容器抽真空，使其压力降低，内部的空气膨胀，特别是绝缘物之间的空气膨胀有助于水分蒸发，在比较低的温度下，水分子也有足够的外逸速度，使蒸发过程提前，这就是抽真空加速水分汽化。另外，容器（变压器外壳）的强度也不允许使真空抽得太高，否则将引起永久变形，这是不允许的。四、干燥处理的基本要点(1)提高绝缘材料的温度，其最高温度以绝缘材料开始老化的温度为准。(2)除去由绝缘材料蒸发的水气，用自然流通或强制流通办法从容器里面把水气排除，防止容器内产生水蒸气饱和现象，连续进行干燥，同时降低水蒸气的压力，维持继续汽化的热量，提高干燥效率。

（3）绝缘材料中必须含有0.05%～0.1%的水分，因为绝缘材料为保证结构，含有一定量的水分是必需的，否则会损坏绝缘材料，这是不允许的。五、干燥系统的组成1．加热装置

制造厂一般用蒸汽加热，效率高且安全。但现场一般采用电气加热方法，如油箱铁损法、铜损法、零序电流法、电阻加热器法（热油法和热风法）、红外线法等。热风法和红外线仅用于干燥小型变压器。

但为了加快干燥过程，有时采用两种方法联合的方式，如在采用油箱铁损法加热的同时，还向油箱里送热风，或在变压器的绕组中通过电流（铜损法）；另外，在加热的同时，还应有防止热量散失的保温装置，如采用油箱铁损法时，在外油箱外包绝热材料等。五、干燥系统的组成1．加热装置

制造厂一般用蒸汽加热，效率高且安全。但现场一般采用电气加热方法，如油箱铁损法、铜损法、零序电流法、电阻加热器法（热油法和热风法）、红外线法等。热风法和红外线仅用于干燥小型变压器。

但为了加快干燥过程，有时采用两种方法联合的方式，如在采用油箱铁损法加热的同时，还向油箱里送热风，或在变压器的绕组中通过电流（铜损法）；另外，在加热的同时，还应有防止热量散失的保温装置，如采用油箱铁损法时，在外油箱外包绝热材料等。五、干燥系统的组成2．排潮装置

目前常采用的排潮方法有真空法、自然通风法、机械通风法和滤油法等。在安装和大修现场时以抽真空法为主，再辅以定期破坏真空法，其他方法只适用于轻微受潮干燥法。五、干燥系统的组成3．测量、控制和保护装置

针对加热装置、排潮装置及被干燥的变压器本体所必需的测量、操作和保护。在正常干燥过程中，能测量各种数据，反映干燥过程状况，在干燥过程出现异常或故障，可以发出信号或者跳开电源。五、干燥方法：1、铁损抽真空干燥方法（常用）；2、热风抽真空干燥方法；3、热油喷雾抽真空干燥法；4、抽真空热油循环干燥法5、短路干燥法（常用）；六、铁损抽真空干燥方法

制造厂采用的煤油气相干燥方法虽然先进且干燥质量好，但干燥设备现场是难以实现的。通过现场对变压器干燥方案的对比，现场最适用的是油箱铁损抽真空干燥方法。1、干燥前的准备工作(1)拆下变压器附件，把油箱上所有螺栓拧紧、密封，使抽真空时不泄漏。(2)油箱中油全部放完，并清理箱底。(3)安装测温装置。箱壁温度用酒精温度计测量或热电偶，而油箱内部温度测量采用热电偶测量。(4)制作干燥电源盘。(5)准备好抽真空设备。(6)对于一些老变压器，还应装设监视变压器变形的装置。六、铁损抽真空干燥方法

制造厂采用的煤油气相干燥方法虽然先进且干燥质量好，但干燥设备现场是难以实现的。通过现场对变压器干燥方案的对比，现场最适用的是油箱铁损抽真空干燥方法。1、干燥前的准备工作(7)加热电源选择。一般从厂用变压器或所用变压器选取加热电源。(8)抽真空装置如图。

六、铁损抽真空干燥方法2、干燥过程(1)通电后在正常大气压下加热变压器，升温速度为5～10℃/h，直到油箱内空气温度达到90～105℃，磁路上任一点温度达到85℃。(2)在上述温度下开始抽真空。抽真空速度为798Pa/min，直到达到最大值为止，并保持。如果变形过大，则应适当降低真空度。(3)干燥过程中温度调节通过改变励磁线圈抽头或周期性接通和断歼电源进行。六、铁损抽真空干燥方法

2、干燥过程(4)干燥时每小时记录各部温度和绕组的绝缘电阻．并绘制成曲线。(5)定期放出真空泵的凝结水，并记录。(6)定期破坏真空，加快干燥速度。