电气设备预防性试验方法及注意事项--电力变压器试验方法和接线

产品简介

电力变压器是变电所中最关键的一次设备，其主要功能是将电力系统中的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。

变压器的预防性试验的目的，是检查变压器的导电、导磁、绝缘和机械坚固系统的质量是否符合有关标准和技术条件规定；制造是否存在缺陷，如短路、断路、放电、局部过热等。

变压器的试验可分为出厂试验、交接试验和预防性试验等，各种试验的项目和标准不同，但其试验方法基本相同，现介绍一些变压器的基本常识和试验方法，供大家参考。

• 变压器

1. 检查变压器油箱、油枕有无明显漏油痕迹。
2. 检查变压器油是否充足。
3. 检查变压器瓷瓶有无破损痕迹
4. 检查干式变压器线圈有无明显破损痕迹。
5. 检查分接开关和套管引线螺丝是否拧紧。
6. 变压器接地点接地是否良好。 

直流电阻试验，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。直流电阻试验的现场实测中，发现了诸如变压器接头松动、分接开关接触不良、档位错误等许多缺陷，对保证变压器安全运行起到了重要作用。（电机变压器电桥测直阻，不能时时出现数据，应先充电，等检流计稳定后调节读取数据。测量前先用万用表预测被测物阻值，充电前档位尽量放置高档，当检流计出现变化时，停G钮，一次减档测量，直至最后稳定。）

1. 测量仪器选用

测量仪器的准确度等级、接线的方法、电流稳定情况等均会影响测量的准确度。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。

直流电阻的测量可以用双臂电桥，现在常用得是直阻测试仪。

（2）测量方法

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接在被测绕组的内侧，以避免将C1、C2与绕组连接处的接触电阻测量在内。感性直阻测试仪的接线是电流线在被测绕组的内侧，电压线在被测绕组的外侧。

接线完毕时，参照仪器说明书进行测量。

（3）测量的一般要求

1.6MVA以上变压器，各相绕组电阻相互间的差别，不应大于三相平均值的2% ；无中性点引出的绕组，线间差别不应大于三相平均值的 1% 。

1.6MVA以下变压器，相间差别不应大于三相平均值的4% ；线间差别一般不应大于三相平均值的 2% 。

为了便于与出厂和历次测量的数值比较，应将不同温度下测得的绕组电阻值换算至75℃时的阻值。换算公式为

R 75 ℃ =R t [(T+75)/(T+t)]

式中：R75 ℃ ——75℃时的电阻值

Rt ——实测温度下的电阻值

T——常数，铜导线为235，铝导线为225

t——测试时绕组温度，℃

（4）测量中注意事项

a.测量仪表的准确度应不低于0.5级；

b.导线与仪表及测试绕组端子的连接必须良好；

c.准确记录被试绕组的温度或环境温度；

d.测量大型高压变压器绕组的直流电阻时，测量绕组及其他非被测的各电压等级的绕组应与其他设备断开（如避雷器、电缆等），绕组不能接地，禁止有其它人在变压器上工作，以防止直流电流投入或断开时可能产生的感应高压危及安全，且非被测绕组接地会导致产生较大的测量误差；

e.有中性点引出的变压器，只测量相电阻，不测线电阻。

f.双臂电桥读数是应该从正上方垂直读数，不应该斜视。

g.及时准确记录测试结果，并表明单位是Ω或mΩ。

（5）错误的测量接线及试验方法

a.充电时间不够，电流未稳定时即读取测量值；

b.测量接线与变压器接头连接位置不对，即测量时电压引线在电流引线的外侧或与电流引线同一位置，致使接触处电阻也包括在测量值之内；

c.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。

(6)试验结果的分析判断

a.测得的电阻值与出厂值或历次测得值相比，其变化不超过2%的认为是合格。

b.   接线的变压器所测得的电阻比设计值大，两线电阻比正常值大1.5倍，一线电阻比正常大3倍，则说明变压器有一相断线。                

3.绕组变比、极性、组别检查

变压器的变比试验是验证变压器能否达到规定的电压变换效果，变比是否符合变压器技术条件或铭牌所规定的数值的一项试验。其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，以及在运行中匝间是否发生短路等；是提供变压器能否与其他变压器并列运行的依据。

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，亦是变压器技术参数中很重要的一个参数。

（1） 用 测试仪 测量变比、接线组别

做该项试验可选用全自动变压器变比组别测试仪 ，可自动测量变压器变比，误差，组别。其基本原理是将较高的电信号加载到高压绕组端，从低压绕组端取样信号，通过单片机的管理运算，从而获取所需数据。该仪器具有良好的人机对话界面和操作平台，使用非常方便。能自动测试、打印、显示变压器绕组的变比、组别和极性等参数。没有

上述设备时，可以在变压器高压侧加一电压，在低压侧测量，极性可以用校线器和微安表来检查。

各相应分接的电压比顺序应与铭牌相同；电压35kV以下，电压比小于3的变压器电压比允许偏差为±1%，其他所有变压器的额定分接电压比允许偏差为±0.5%，其他分接的偏差在变压器阻抗值（%）的1/10以内，但不得超过1%。                  

4.交流工频耐压试验

交流耐压试验是检验变压器绝缘强度最直接、最有效的方法，对发现变压器主绝缘的局部缺陷，如绕组主绝缘受潮、开裂或者在运输过程中引起的绕组松动，引线距离不够，油中有杂质、气泡以及绕组绝缘上附着有脏物等缺陷十分有效。

变压器交流耐压试验必须在变压器充满合格的绝缘油，并静止一定时间且其他绝缘试验均合格后才能进行。充油电力设备在注油后应有足够的静置时间才可进行耐压试验。

静置时间如无制造厂规定，则应依据设备的额定电压满足以下要求：

500kV          ＞72h

220及330kV    ＞48h

110kV及以下    ＞24h
                                             

（1） 高压试验变压器 （耐压器） 的选择

YD系列 高压试 验变压器 的选择无外乎两个方面，即容量大小和电压高低。高压试验变压器的容量一般按被试品额定容量的千分之五来选择，电压的选择则必须严格按照《试验规程》所要求的电压来选取。比如额定电压为 35kV的电力变压器《规程》要求必须做到85kV左右，因此，我们可以选择最高输出电压为100kV的高压试验变压器。

对于容量太大的被试品相应地我们要选择的YD系列试验变压器的容量也会增大，这就意味着试验设备将会无比笨重，现场电源也难以满足试验要求。配套测量设备（比如微安表、毫安表、交直流两用分器）、放电设备（比如放电棒）等不可或缺，这时我们可以选择中试控股集团的 变频谐振成套耐压装置 。我们在选择试验设备时，根据不同的试验项目合理地选择试验设备。

表1-2   油浸式电力变压器工频耐压试验电压标准

 

变压器额定电压(kV)		6	10	35
1min工频耐压有效值	建设部规范(kV)	21	28	72
	华北电网规范(kV)	21	30	72
		（17）	（24）

注：括号内为低电阻接地系统。

表1-3  干式电力变压器工频耐压试验电压标准

变压器额定电压(kV)		6	10	35
1min工频耐压有效值	建设部规范(kV)	17	24	60
	华北电网规范(kV)	17	24	60

 

（2）． 试验前应注意事项

a.核算试验设备和电源容量是否满足试验要求。当被试设备较多，而试验变压器容量较小时，可分批进行试验；

b.拆除与耐压设备相关联的电子线路部件及其它不能承受此试验电压的设备部件，将被试设备的外壳和非被试设备可靠接地；

c.试验变压器（耐压器）使用前应擦拭干净，检查变压器内的油是否足够，不够应补充合格的变压器油，在注油后应静止足够的时间，以排除升压变压器内空气，并用2500V兆欧表检查各绕组对外壳及地的绝缘电阻；

d.在进行交流耐压试验前，必须先进行各项非破坏性试验，如测量绝缘电阻、吸收比、介质损失角等，对各项试验结果进行综合分析，如发现受潮或有绝缘缺陷时，应设法消除后再进行耐压试验，以免在交流耐压试验中，发生绝缘击穿，扩大绝缘缺陷，延长检修时间，增加检修工作量；

e.试验仪器联线正确，高压输出部分与被试品的连接应可靠。

g.测试绕阻应可靠短接，非被试绕组可靠短接后应接地。

(3). 试验过程中应注意事项

a.由于交流耐压试验是一种破坏性试验，试验所采用的试验电压往往比运行电压高得多，过高的电压会使绝缘介质损失增大、发热、放电，会回速绝缘缺陷的发展，故在对设备进行交流耐压试验时应根据绝缘介质的不同及设备的运行状况的不同，按照有关规程及试验标准选取相应的试验电压；

b.耐压试验过程中，升压应当从零开始，禁止在30%试验电压以上冲击合闸。当试验电压升到40%以上时，应均匀升压，升压速度为每秒3%试验电压左右。升压过程中应监视电流的变化，当保护动作后，应查明原因，消除后再进行试验；

c.交流耐压试验中，加至试验标准电压后，为了便于观察被试品的情况，同时也为了使已经开始击穿的缺陷来得及暴露出来，要求持续1min的耐压时间。耐压时间不应过长，，以免引起不应有的绝缘损伤，甚至使本来合格的绝缘发生热击穿。耐压时间一到，应速将电压降至输出电压的25%以下，再切断电源，严禁在试验电压下切断电源，否则可能产生使试品放电或击穿的操作过电压；

d.在试验过程中，若由于空气的湿度、设备表面脏污等影响，引起试品表面闪络放电或空气击穿，应不能认为不合格，应处理后再试验。

(4). 耐压结束后应注意事项

a.试品为有机绝缘材料时，试验结束，切断电源并使试品接地后，用手触摸，如出现普遍或局部发热，则认为绝缘不良，需作处理；对夹层绝缘或有机绝缘材料的设备，在耐压后应测量绝缘电阻，如耐压后绝缘电阻比耐压前下降30%，应查明原因；

b.对在耐压试验中击穿的绝缘物，应在试验结束后破坏掉或作好明显的长久记号。
         

5.直流泄漏试验

（1）.试验方法：

当变压器电压等级为35kV及以上，且容量在10000kVA及以上时，应测量直流泄漏电流，直流高压发生器便携智能，可满足试验要求。试验电压标准参照表a。当施加电压达到1min时，在高压端读取泄漏电流。直流泄露电流参考值参见表b.

表a  油浸式电力变压器直流泄漏试验电压标准

变压器额定电压(kV)	3	6～10	20～35	66～220	500
直流试验电压	5	10	20	40	60

注：当绕组额定电压为13.8kV及15.75kV时，按10kV级标准；18kV时，按20kV级标准。

封闭式电缆出线变压器的电缆出线绕组泄漏电流由中性点套管处测量。

表b  油浸电力变压器绕组直流泄漏电流参考值

额定 电压 （kV）	试验电压峰值（kV）	在下列温度时的绕组泄漏电流值（μA）
		10℃	20℃	30℃	40℃	50℃	60℃	70℃	80℃
2～3	5	11	17	25	39	55	83	125	178
6～5	12	22	33	50	77	112	166	250	356
20～35	20	33	50	74	111	167	250	400	570
110～220	40	33	50	74	111	167	250	400	570
500	60	20	30	45	67	100	150	235	330

   (2).试验注意事项

     a.加压、降压应缓慢操作

     b.试验后一定要放电，放电必须经放电棒放电。

     c.试验后端接铁线以及接地铁线一定要清理干净。

                                             

6.绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数

使用中试控股集团绝缘电阻测试仪测量绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数，电压范围宽，测试电流大，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。

(1).绝缘电阻测量

测量前被试绕组应充分放电，然后用2500V及以上兆欧表来测量变压器的绝缘电阻。

表c  测量变压器绝缘电阻的项目

序号	双绕组变压器		三绕组变压器
	被试部位	接地部位	被试部位	接地部位
1	低压	地(外壳)	低压	地(外壳)
2	高压	地(外壳)	中压	地(外壳)
3	高压	低压	高压	地(外壳)
4			高压	低压
5			高压	中压
6			中压	低压

由于温度对绝缘电阻影响很大，测量时要记录测量时的天气、环境温度。

为了便于对比分析，把测得的数值按表d换算为出厂试验的温度数值。

当测时的温度比预换算到的温度低时换算公式为：

Rt 2 =Rt 1 /k

当测时的温度比预换算到的温度高时换算公式为：

Rt 2 =k×Rt 1

式中Rt2 ——转换到t 2 温度时的绝缘值；

Rt1 ——t 1 温度时的测量值。

表d   绝缘电阻温度换算系数表

温度差|t2 －t 1 |	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60
换算系数k	1.23	1.5	1.84	2.25	2.75	3.4	4.15	5.1	6.2	7.5	9.2	11.2

表中t 1 ——试验时测得的温度；t 2 ——换算到的温度。

如果制造厂记录中载有该变压器每个绕组绝缘电阻与温度的关系，则温度换算应按该关系进行。

换算后的绝缘电阻值不应低于产品出厂试验的70%。

对于干燥的产品，因受温度变化的影响很小，故可不进行换算。

在每次试验中，由于条件不同，试验结果也就不会相同。为了准确发现绝缘缺陷，必须对测量结果进行分析。绝缘电阻以R60 为准，在各种温度下不应低于表 e所列数值。

运行中的变压器绝缘电阻值，可按上表的标准降低1/3。

(2).吸收比和极化指数

在测量绝缘电阻的同时应测量变压器的吸收比或极化指数，即测量加压15s与60s时的绝缘电阻,60s与15s时的绝缘电阻之比，即吸收比。

关于吸收比（R60 /R 15 ），一般应在 10～30℃范围内测量。

变压器电压等级为35kV及以上，且容量在4000kVA及以上时，应测量吸收比。吸收比与产品出厂值相比应无明显差别，在常温下不应小于1 . 3 。变压器电压等级为 220kV及以上且容量为120MVA及以上时，宜测量极化指数。极化指数是在同一次试验中， 10min时的绝缘电阻与1min时的绝缘电阻之比。测得值与产品出厂值相比，应无明显差别。绝缘电阻大于 10000MΩ时，可不测吸收比或极化指数。

（3）.测量时注意事项

a.摇表的火线与地线不能靠在一起，否则会影响测量的准确度；

b.读数完毕后在拿掉测试笔后再停止摇动兆欧表；

c.做工频耐压试验前后，都要测量绝缘电阻；

d.每次测量后都要进行放电。                     

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