第四部分 電力變壓器試驗

第四部分電力變壓器試驗第一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第2頁目錄1、責任和權(quán)限2、依據(jù)標準3、試驗環(huán)境條件4、試驗方法第二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第3頁一、責任和權(quán)限

1、負責試驗技術(shù)的主管施工員應(yīng)在試驗工作前負責編寫試驗技術(shù)方案；并依據(jù)經(jīng)批準的試驗方案進行試驗；負責對試驗報告中數(shù)據(jù)的正確性進行審核；對試驗數(shù)據(jù)中的疑點進行復核；必要時，通知該項試驗人員重新復試。對試驗報告中的試驗項目、數(shù)據(jù)是否符合規(guī)范要求負責。2、參加試驗的人員應(yīng)該熟知試驗工作內(nèi)容、標準規(guī)范；依據(jù)試驗方案中確定的方法進行試驗；認真填寫試驗記錄；維護試驗儀器設(shè)備。對試驗結(jié)果的真實性、正確性和有效性負責。第三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第4頁二、依據(jù)標準

《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準》GB50150—2006《電力設(shè)備交接和預防性試驗規(guī)程》華北電力集團公司2000年第四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第5頁三、試驗環(huán)境條件及準備工作

1、試驗環(huán)境a、試驗環(huán)境溫度不低于5℃；相對濕度：≯80%；b、試驗區(qū)域內(nèi)無交叉施工、無振動、無強電、磁場干擾等妨礙試驗的工作。C、高壓試驗時，在試驗區(qū)域內(nèi)不得有造成其他人危險的因素。d|、電源電壓波動幅度不超過±5%；電源電壓的畸變率不超過5%，試驗電源頻率與額定頻率之差應(yīng)在額定頻率的1%以內(nèi)。2）試驗前的準備工作a、制定試驗技術(shù)方案，進行技術(shù)交底。b、布置試驗場地，對正常試驗和特殊性試驗必須有試驗接線圖。c、試驗接線后需經(jīng)第二人按結(jié)線圖復查，以保證接線正確。d、試驗前應(yīng)檢查工作電源及接地是否可靠。第五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第6頁1、測量繞組連同套管的直流電阻測量應(yīng)在各分接頭所有位置上進行；2、對1600kVA及以下三相變壓器，各相測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的4%，線間測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%；1600kVA以上的三相變壓器，各相測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%，線間測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的1%；三相電阻不平衡率計算：四、試驗方法第六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第7頁3、直阻測量方法a)用感性負載速測歐姆計測量繞組直流電阻時，其接線及測量方法應(yīng)符合測試儀器的技術(shù)要求。b)用雙臂電橋測量時，雙臂電橋其測量引線的接線如下：c)若用單臂電橋測量阻值較大的變壓器繞組，則注意測量的數(shù)據(jù)應(yīng)減去電橋引線的電阻值。第七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第8頁

4、變壓器的直流電阻，與同溫下產(chǎn)品出廠實測數(shù)值比較，相應(yīng)變化不應(yīng)大于2%；將不同溫度下的繞組直流電阻溫度換算到同一溫度：(式中：Rx–換算至溫度為tx時的電阻；Ra-溫度為ta時所測得的電阻；T-溫度換算系數(shù)，銅線為235，鋁線為225；tx-需要換算Rx的溫度；ta-測量Ra時的溫度)5)由于變壓器結(jié)構(gòu)等原因，差值超過本條第(2)款時，可只按本條第(4)款進行比較。第八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第9頁

5、檢查三相變壓器的結(jié)線組別和單相變壓器引出線的極性可采用三種方法：1)采用直流法2)雙電壓表法是將變壓器的一次側(cè)A端與二次側(cè)a端短接，并測量UBb、UBc、UCb并測量兩側(cè)線電壓UAB、UBC、UCA、Uab、

Ubc、Uca；并根據(jù)所測電壓值按如下三種方法來判斷組別：計算法電壓比較法相量法。3)相位表法：相位表法就是用相位表測量一次側(cè)電源與二次側(cè)電源之間的相位角，相位表電流線圈通過一個電阻接在二次側(cè)；當變壓器通入三相交流電源時，接在二次側(cè)回路的電壓與接在一次側(cè)電壓的相位即變壓器一、二次的相位。第九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第10頁

6、測量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比1)35kV變壓器且容量在4000kVA及以上時，使用2500V兆歐表測量絕緣電阻和收比R60/R15，吸收比與產(chǎn)品出廠值相比應(yīng)無明顯差別，在常溫下不應(yīng)小于1.3。2)絕緣電阻值不應(yīng)低于出廠試驗值的70%。3)當測量溫度與產(chǎn)品出廠試驗時溫度不符合時，可按下表換算到同一溫度時的數(shù)值進行比較。溫度差K51015202530354045505560換算系數(shù)A1.21.51.82.32.83.44.25.16.259.211.2（注：表中K為實測溫度減去20℃的絕對值）第十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第11頁

當測量絕緣電阻的溫度差不是表中所列數(shù)值時，其換算系數(shù)按下列公式計算：A=1.5K/10當實測溫度為20℃以上時：R20=ARt當實測溫度為20℃以下時：R20=Rt/A式中：R20-校正到20℃時的絕緣電阻值（MΩ）；

Rt-在測量溫度下的絕緣電阻值（MΩ）；第十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第12頁

7、測量繞組連同套管的介質(zhì)損失角正切值tgδ1)35kV變壓器且容量在8000kVA及以上時,應(yīng)測量介質(zhì)損耗角正切值tgδ；測量接線圖：(以測量一次繞組對二次繞組及地的tgδ為例)第十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第13頁

2)試驗電壓不超過線圈的額定電壓，35kV變壓器繞組，試驗電壓為10kV。以雙線圈電力變壓器為例，根據(jù)現(xiàn)場條件一般采用反接法進行4次測量：一次對二次及地；一次對地；二次對一次及地；二次對地。并用4次測量得到的電容量來校驗測量數(shù)據(jù)及接線的正確性。3)被測繞組的tgδ值不應(yīng)大于產(chǎn)品出廠值的130%；

4)當測量時的溫度與產(chǎn)品出廠試驗溫度不符合時，可按下表換算到同一溫度時的數(shù)值進行比較。第十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第14頁

溫度差K5101520253035404550換算系數(shù)A1.151.31.51.71.92.22.52.93.33.7(表中K為實測溫度減去20℃的絕對值)當測量時的溫度差不是表中所列數(shù)值時，其換算系數(shù)A可按下述公式計算：A=1.3K/10校正到20℃時的介質(zhì)損耗角正切值可用下述公式計算:當測量溫度在20℃以上時：tgδ20=tgδt/A當測量溫度在20℃以下時：tgδ20=Atgδt（式中：tgδ20–校正到20℃時的介質(zhì)損失角正切值；tgδt–在測量溫度下的介質(zhì)損失角正切值）第十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第15頁

8、測量繞組連同套管的直流泄漏電流1)35kV變壓器且容量在10000kVA及以上時，應(yīng)測量直流泄漏電流。試驗前首先對被試品充分放電。2)直流試驗電壓為20kV。當施加電壓達1min時，在高壓端讀取泄漏電流。泄漏電流不應(yīng)超過下表規(guī)定：第十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第16頁（7）變壓器的極性和組別試驗

1）極性試驗

1、試驗方法：如圖所示，測量時，用一個電池，將“+”極接于變壓器一次繞組A端，“－”極接于X端；將毫安極電流表或毫伏級電壓表“＋”端接于二次繞組a端，“－”級接于x端。若將開關(guān)S合上，毫安表向正方向偏轉(zhuǎn)，而拉開開關(guān)時指針向反方向偏轉(zhuǎn)，說明變壓器繞組A,a端同級性，為減極性。如指針擺動與上述相反，說明變壓器繞組A，a端反極性，變壓器為加極性。第十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第17頁2）變壓器組別試驗組別試驗常用方法主要有直流法、相位表法、變比電橋法三種第十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第18頁（8）空載試驗

1）空載試驗的目的和意義空載試驗的主要目的是發(fā)現(xiàn)磁路中的鐵心硅鋼片的局部絕緣不良或整體缺陷，如鐵芯多點接地，鐵心硅鋼片整體老化等；根據(jù)交流試驗前后兩次空載試驗測得的空載損耗比較，判斷繞組是否有匝間擊穿情況。

2）三相變壓器的空載試驗三相變壓器空載試驗多用兩功率表和三功率表法，試驗接線如圖第十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第19頁3）空載試驗的注意事項

1、為測量準確，變壓器空載試驗使用的測量互感器、儀器儀表的準確度不應(yīng)低于0.5級。

2、空載試驗中使用的功率表應(yīng)選用功率因數(shù)等于0.1，準確度不低于0.5級的低功率因數(shù)功率表。

3、接線時必須使功率表電流、電壓線圈兩端子間電位差最小，并注意電流、電壓線圈的極性。

4、試驗使用的測量互感器極性必須正確連接。

5、精度要求較高的空載試驗或?qū)π∪萘孔儔浩鬟M行試驗時，應(yīng)考慮排除附加損耗的影響。第十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第20頁（9）變壓器繞組變形測試變壓器在運輸過程中受到機械力的作用或是在運行中外部短路使繞組內(nèi)部遭受到巨大的、不均勻的軸向和徑向電動力沖擊，從而產(chǎn)生繞組扭曲、鼓包、位移等變形，應(yīng)此，對變壓器進行變形測試是十分必要的。

1）變壓器變形檢測方法主要有：三相測量法、單項測量法、專用儀器法、頻響測試法等變壓器在安裝完成后，其特征參數(shù)電容、電感基本保持不變。當遭受巨大的外力如地震、出口短路等，整體繞組或局部繞組會出現(xiàn)不同程度的位移，而引起特征參數(shù)發(fā)生改變。檢測變壓器繞組變形的基本方法就是通過對其特征參數(shù)的測量和比較，判斷變壓器的損傷程度。第二十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第21頁

1)三相法測量。僅適合發(fā)電廠所裝變壓器的試驗，高壓側(cè)短路，低壓側(cè)加壓。低壓側(cè)所需電源由發(fā)電機出口供給試驗電源，而且可調(diào)。接線如圖所示。

在試驗時，高壓繞組達到額定電流為宜。第二十一頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第22頁

2)單相測量法。如果沒有三相可調(diào)電源，則可單相測試。一般試驗時，低壓繞組短路，高壓繞組加壓。高壓繞組為星形接線時，則分三次加壓（加壓于AB、BC、CA）；高壓繞組為三角形接線，則兩相加壓，一相短接，如AB加壓，短接BC；AC加壓，短接AB;BC加壓，短接AC。計算出75℃下的短路阻抗值。上述試驗，可以在低于額定電壓下進行，也就是試驗電壓降低，再換算到高壓。國家變壓器質(zhì)檢中心強電流試驗室先后對66臺油浸式電力變壓器進行短路阻抗試驗，其中有11臺短路阻抗試驗后的短路阻抗比試驗前相差2％以上，最大的相差71％。吊芯檢查發(fā)現(xiàn)，這11臺變壓器的繞組、連接線和支撐件均有不同程度的位移和變形。所以，理論和實踐均說明，測量變壓器短路阻抗是判斷變壓器變形的一個有效手段。蘇聯(lián)也采用此法，判斷變壓器繞組變形很有效果。

第二十二頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第23頁

用阻抗法判斷變壓器繞組變形是一種傳統(tǒng)方法，將所測的短路阻抗，與原始值或初始值進行比較，根據(jù)其變化大小判斷繞組是否變形及變形程度，作為被試變壓器是否合格的主要依據(jù)之一。這種方法的優(yōu)點是：①測試方法簡單，并經(jīng)過多年的實踐，已得出判斷定量標準，并引人標準之中。國外（如意大利）和國內(nèi)（如江蘇省）對該方法已有成熟經(jīng)驗；②重復性好，對變形評估可靠性高。經(jīng)多次驗證，繞組無變形者，10~20年測試結(jié)果相差不到0.2％；當相差達到2.5％時，需縮短測試周期并做絕緣檢查；當相差大于5％時，應(yīng)立即停運，進行吊芯檢查（或吊罩）；③受測量技術(shù)影響小一些。但該方法存在以下缺點：①當繞組變形較小時，短路阻抗值變化太小，難以確認；②為了試驗結(jié)果有可比性，最好每次試驗都采用同樣手段和儀器儀表。第二十三頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第24頁3)專用儀器法。為了提高檢測變壓器集中參數(shù)的靈敏度，以判斷變形，天水長城電力儀器設(shè)備廠生產(chǎn)的專門儀器GD9882型變壓器動穩(wěn)定狀態(tài)參數(shù)測試儀，解決了靈敏度問題。該儀器可用低電壓(220V/380V)法在現(xiàn)場測取變壓器阻抗電壓Uk、短路阻抗Zk、短路電抗xL、漏電感Lk等參數(shù)，這些參數(shù)能夠靈敏反映變壓器繞組動穩(wěn)定狀態(tài)；同時還能測取空載電流10、空載損耗P0、空載等值阻抗Z0等能反映鐵芯動穩(wěn)定狀態(tài)參數(shù)。測量準確度均在0.1級和0.2級。單相和三相都可測量，配有專用線，使用很方便。另外，測量結(jié)果都可打印。該儀器用戶通過歷次測得結(jié)果從縱向比較和各相間的橫向比較，診斷變壓器遭受短路電流沖擊后的動穩(wěn)定狀態(tài)有無發(fā)展（繞組變形、移位；鐵芯松動、移位等）和強度，評估變壓器的可靠性，判斷是否進行大修和更新。經(jīng)過10~500kV百余臺變壓器檢測，均獲得滿意效果，檢測個別有問題的變壓器經(jīng)吊罩驗證，檢測結(jié)果正確。目前完全達到國家標準GB1074-5規(guī)定的所有電抗測量達到的復驗性±0.2％的要求。第二十四頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第25頁(10)交流耐壓試驗

1）試驗接線試驗接線時被試繞組的引出端頭均應(yīng)短接，非被試繞組引出端頭應(yīng)短路接地，接線不正確時，可能使變壓器的絕緣受到損害。接線圖如圖所示第二十五頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第26頁2）試驗電壓交流耐壓試驗電壓標準如下表：第二十六頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第27頁

（8）空載試驗

1）空載試驗的目的和意義空載試驗的主要目的是發(fā)現(xiàn)磁路中的鐵心硅鋼片的局部絕緣不良或整體缺陷，如鐵芯多點接地，鐵心硅鋼片整體老化等；根據(jù)交流試驗前后兩次空載試驗測得的空載損耗比較，判斷繞組是否有匝間擊穿情況。

2）三相變壓器的空載試驗三相變壓器空載試驗多用兩功率表和三功率表法，試驗接線如圖:第二十七頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第28頁

3）空載試驗的注意事項

1、為測量準確，變壓器空載試驗使用的測量互感器、儀器儀表的準確度不應(yīng)低于0.5級。

2、空載試驗中使用的功率表應(yīng)選用功率因數(shù)等于0.1，準確度不低于0.5級的低功率因數(shù)功率表。

3、接線時必須使功率表電流、電壓線圈兩端子間電位差最小，并注意電流、電壓線圈的極性。

4、試驗使用的測量互感器極性必須正確連接。

5、精度要求較高的空載試驗或?qū)π∪萘孔儔浩鬟M行試驗時，應(yīng)考慮排除附加損耗的影響。第二十八頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第29頁

（9）變壓器繞組變形測試變壓器在運輸過程中受到機械力的作用或是在運行中外部短路使繞組內(nèi)部遭受到巨大的、不均勻的軸向和徑向電動力沖擊，從而產(chǎn)生繞組扭曲、鼓包、位移等變形，應(yīng)此，對變壓器進行變形測試是十分必要的。

1）變壓器變形檢測方法主要有：三相測量法、單項測量法、專用儀器法、頻響測試法等變壓器在安裝完成后，其特征參數(shù)電容、電感基本保持不變。當遭受巨大的外力如地震、出口短路等，整體繞組或局部繞組會出現(xiàn)不同程度的位移，而引起特征參數(shù)發(fā)生改變。檢測變壓器繞組變形的基本方法就是通過對其特征參數(shù)的測量和比較，判斷變壓器的損傷程度。第二十九頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第30頁

1)三相法測量。僅適合發(fā)電廠所裝變壓器的試驗，高壓側(cè)短路，低壓側(cè)加壓。低壓側(cè)所需電源由發(fā)電機出口供給試驗電源，而且可調(diào)。接線如圖所示。第三十頁，共三十五頁，編輯于2023年，星期五第31頁

2)單相測量法。如果沒有三相可調(diào)電源，則可單相測試。一般試驗時，低壓繞組短路，高壓繞組加壓。高壓繞組為星形接線時，則分三次加壓（加壓于AB、BC、CA）；高壓繞組為三角形接線，則兩相加壓，一相短接，如AB加壓，短接BC；AC加壓，短接AB;BC加壓，短接AC。計算出75℃下的短路阻抗值。上述試驗，可以在低于額定電壓下進行，也就是試驗電壓降低，再換算到高壓。