电力变压器预防性试验.docx
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电力变压器预防性试验
论文
电力变压器的预防性试验
申请人：
李波
学科〔专业〕：
电力系统与其自动化
指导教师：
薛晶
2015年2月
网络教育学院
毕业设计（论文）任务书
专业班级1009层次高起本某某李波学号201010839537
一、毕业设计〔论文〕题目电力变压器的预防性试验
二、毕业设计〔论文〕工作自2015年1月12日起至2015年2月7日止
三、毕业设计〔论文〕根本要求：
1、选题合理、实用，具有一定工程性；
2、阐述该选题的研究X围与要达到的技术要求；
3、正文主体是对研究工作的详细表述，其内容包括：
问题的提出，研究工作的根本前提、假设和条件；模型的建立，实验方案的拟定；根本概念和理论根底；设计计算的主要方法和内容；实验方法、内容与其分析；理论论证，理论在课题中的应用，课题得出的结果，以与对结果的讨论等。
4、对整个研究工作进展归纳总结，论文所得结果与已有结果的比拟和课题尚存在的问题，进一步开展研究的见解与建议。
5、论文应具有一定的自主创新性。
指导教师：
薛晶
网络教育学院
毕业设计（论文）考核评议书
指导教师评语：
建议成绩：
指导教师签名：
年月日
辩论小组意见：
负责人签名年月日
辩论小组成员
毕业设计〔论文〕辩论委员会意见：
负责人签名：
年月日
论文题目：
电力变压器的预防性试验
学科〔专业〕：
电力系统与其自动化
申请人：
李波
指导教师：
薛晶
摘 要
电力变压器是电力系统中最为庞大和重要的变电设备之一,在变压器的维护检修、运行工作中,必须认真执行电气设备预防性试验规程,坚持预防为主,使设备能够长周期、安全、可靠运行,防患于未然。
另外还应坚持科学的态度,对试验结果全面的、历史的进展综合分析,掌握电气设备性能变化的规律和趋势,使电气设备的各项性能始终处于监控、掌握、管理之中。
此次毕业设计主要是介绍一些常见的变压器预试方法。
其中包括：
油中溶解气体分析、绕组绝缘电阻的测量、绕组直流电阻的测量、介质损耗因数tgD检测、交流耐压试验、线圈变形试验、局部放电测量等。
关键词：
电力系统变压器绝缘试验
论文类型：
应用根底
1．变压器试验
1.1绪论……………………………………………………………………………………1
1.2电力变压器试验的分类………………………………………………………………2
2．变压器的试验方法……………………………………………………………………2
2.1直流电阻测量…………………………………………………………………………2
2.1.1试验目的……………………………………………………………………………2
2.1.2测量方法……………………………………………………………………………3
2.1.3试验要求……………………………………………………………………………3
2.1.4须知事项……………………………………………………………………………3
2.1.5现场试验数据………………………………………………………………………4
2.1.6试验结果的分析判断………………………………………………………………5
2.2绝缘电阻和吸收比的测定……………………………………………………………5
………………………………………………………………………………5
………………………………………………………………………………5
………………………………………………………………………………6
………………………………………………………………………………6
…………………………………………………………………………7
…………………………………………………………………8
……………………………………………………………………………9
………………………………………………………………………………9
………………………………………………………………………………9
………………………………………………………………………………9
2.3.4须知事项……………………………………………………………………………10
2.3.5现场试验数据………………………………………………………………………11
………………………………………………………………12
δ测量………………………………………………………………13
2.4.1试验目的……………………………………………………………………………13
2.4.2测量方法……………………………………………………………………………13
2.4.3试验要求……………………………………………………………………………13
2.4.4须知事项……………………………………………………………………………14
2.4.5现场试验数据………………………………………………………………………15
2.4.6试验结果的分析判断………………………………………………………………16
2.5非纯瓷套管试验……………………………………………………………………16
2.5.1试验目的……………………………………………………………………………16
2.5.2试验接线……………………………………………………………………………16
2.5.3试验步骤……………………………………………………………………………17
2.5.4现场试验数据………………………………………………………………………18
2.5.5试验结果的分析判断………………………………………………………………19
2.6变比试验………………………………………………………………………………20
2.6.1试验目的……………………………………………………………………………20
……………………………………………………………………………20
……………………………………………………………………………20
………………………………………………………………………21
………………………………………………………………22
2.7绝缘油试验与油中溶解气体色谱分析………………………………………………22
……………………………………………………………………………22
……………………………………………………………………………22
3．结语………………………………………………………………………………………23
致谢…………………………………………………………………………………………24
参考文献……………………………………………………………………………25
1变压器试验
随着电力市场的开放，电力企业向市场化迈进，电力部门之间的竞争日趋激烈，电气设备状态检修势在必行。
实现电气设备状态检修，内容主要包括：
以设备健康的评估结果为依据，同时根据在线监测提供的设备状态信息，判断设备的异常，预知设备的故障，在故障发生前安排检修时间和项目。
就我国目前情况而言，实施以预防性实验为根底的设备健康状态评估比在线监测更具可行性。
国为在线监测需运用传感技术、光电子技术与计算机技术等先进的手段来实量反映设备状态，对相当一局部变电站来说，以经济、技术与硬件设施等方面存在着或多或少的困难。
而电力设备健康状态评估，是根据设备的历次试验数据〔交接性、预防性〕、运行电压下的各种参数变化。
承受负荷与经受短路的情况，并与同类设备比拟，最终得出一个具体的分值，量化设备的健康状况水平，而且预防性实验标准是多年来电网运行维护经验的积累，是分析和判断设备健康水平的主要依据，简单易行，不需要投入更多的人力物力，更接近大多数变电站的实际情况。
因此，结合变电站管理信息化的建设，建设变电站健康状态评估系统是推选状态检修的根底工作。
预防性实验是对变压器进展状态评估的重要手段其结果是实施变压器状态检修的主要依据。
电力设备健康状态评估在软件方面的开展仍牌起步阶段，通过实践积累丰富的运行经验，研究确定评估的系统流程和方案，设计出一套科学的状态评估系统来确保评估过程和结果的和正确性，是进展电力设备健康状态评估迫切需要解决的课题。
电力变压器是电力系统中最为庞大和重要的变电设备之一,在变压器的维护检修、运行工作中,必须认真执行电气设备预防性试验规程坚持预防为主,使设备能够长周期、安全、可靠运行,防患于未然。
另外还应坚持科学的态度,对试验结果全面的、历史的进展综合分析,掌握电气设备性能变化的规律和趋势,使电气设备的各项性能始终处于监控、掌握、管理之中。
此次毕业设计主要是介绍一些常见的变压器预防性试验方法。
其中包括：
直流电阻测量，绝缘电阻和吸收比的测定，交流耐压试验，介质损耗因数tanδ测量，变压器变比试验，非纯瓷套管试验，绝缘油试验与油气体色谱分析等。
电力变压器试验一般分为工厂试验和交接预防性试验两类.工厂试验主要包括工序间半成品试验、成品出厂试验、型式试验和特殊试验等;交接预防性试验主要包括交接验收、大修、小修和故障检修试验等.绝缘试验包括:
1.测量线圈连同套管的泄露电流。
2.测量线圈连同套管的介质损失角正切值。
3.线圈连同套管的交流耐压试验。
4.油箱和套管中绝缘油试验。
5.油中溶解气体色谱分析。
6.测量线圈的绝缘电阻和吸收比。
特性试验包括:
1.测量线圈的直流电阻。
2.检查线圈所有分接头的变压比。
3.检查三相变压器的接线组别和单相变压器引出线的极性。
4.测量容量为3150KVA与以上变压器在额定电压下的空载电流和空载损耗。
5.短路特性和温升试验等。
2．变压器的试验方法
变压器的绕组可以看作是电感L和电阻R串联的等值电路。
当有电压加在被测绕组两端时，由于电感不能突变，所以在刚加上电源时L中的电流为零，电阻中也无电流，所以电阻上没有压降，此时全部的电压都加在了电感L上，对于大型变压器来说就需要一段时间让电路达到稳定，如此才能测到比拟正确的数据。
1.检查绕组的接头质量和绕组有无匝间短路。
2.电压分接开关的各个位置接触是否良好以与分接开关实际位置与指示位置相符。
3.多股导线并绕的绕组是否有段股等情况。
通常测量直流电阻的方法是电桥法。
电桥法是采用电桥平衡来测量线圈电阻的，一般都用直流电桥。
常用的有单臂电桥，双臂电桥和双单臂电桥。
当被测量的电阻大于10Ω时，应该使用单臂电桥，如QJ23，QJ24等；当被测量电阻小于10Ω时使用双臂电桥。
测量时最好能测量每相的阻值。
对于无中性点引出的测量出线电阻后应进展换算。
由于影响测量结果的因素很多,如测量表计,引线,温度,接触情况和稳定时间等.因此,测试中因注意以下事项:
1.测量仪表的准确度因不低于0.5级。
2.连接导线因有足够的截面，且接触良好。
3.准确测量绕组的平均温度：
当变压器没有运行处于冷却状态时，测量油温即可认为是绕组的平均温度；当变压器刚退出运行时，需对照变压器绕组与油面温度计的指示值，当两者温差小于5度时，可认为油面温度就是绕组的平均温度。
4．为了与出厂与历次测量的数值比拟，应将不同温度下测量的直流电阻换算到
同样温度，以便比拟。
5.变压器绕组反向电动势保护。
由于变压器绕组具有很大的电感，在测量过程中，不能随意切断电源与拉掉接在试品两端的充电连接线。
测试完毕后，应先将变压器两端短接，然后才可以切断电源。
变压器绕组反向电动势可能有数千伏，会对仪器和人员构成威胁，但是成套的数字式变压器直流绕组测量仪内部都装了保护电路，所以还是很安全的。
1.电压线应尽量短和粗些。
2.电压和电流线与被测绕组的端子应可靠连接。
3.电压线接头应在电流线接头的内侧，并防止电压线接头流过测试电流。
4.切断测试电流时，有过电压产生，防止设备和人员受到伤害。
同一变压器其他非测量绕组的端子和引线应可靠绝缘。
试验接线：
主变〔B相〕绕组直流电阻测量数据比拟
绕组直流电阻测量高油温度:
7℃低油温度:
7℃
相别
档位
高压侧（mΩ）
低压侧（mΩ）
A-X
a-x
1
2
3
4
5
绕组直流电阻测量高油温度:
10℃低油温度:
10℃
相别
档位
高压侧（mΩ）
低压侧（mΩ）
A-X
a-x
1
2
3
4
5
1.本次试验所测到的值与历次比拟，没有太明显的出入，所以可说明线圈内部导线的焊接没有脱落,线圈没有层间短路和内部断线;电压分接开关,引线与套管的接触良好.
2.测量直流电阻时必须要向仪器充电,往往需要很长的时间。
从电工原理上说，电感回路施加直流电压时，其充电过程的时间常数为T=L/R，所以缩短时间的方法就是减少电感，增加电阻，而加大电阻是比拟可行的方法。
在试验前串一个适宜的电阻就可以达到快速测量的目的。
电力变压器绝缘电阻和吸收比的测量,主要是指线圈之间以与线圈对地之间的绝缘电阻和吸收比的测量。
测定绝缘电阻和吸收比可以灵敏地发现变压器绝缘的整体或局部受潮;检查绝缘外表的脏污与局部缺陷;检查有无短路、接地和瓷件破损等缺陷.测定绝缘电阻和吸收比一直是变压器绝缘试验中常用的方法之一。
2.2.1试验目的:
1.初步判断变压器绝缘的好坏。
2.鉴别变压器绝缘的整体或局部是否受潮。
3.检查绝缘外表是否脏污,有无放电或击穿所形成的贯穿性局部缺陷。
4.检查有无瓷套管开裂、引线碰地、器身内有无铜线搭桥所造成的短路。
1.对于额定电压为500KV以下的变压器一般使用2500V或5000V兆欧表.
2.被测绕组各相引出端应短路后再接到兆欧表.接地的绕组也是短路后再接地,这样可以达到测量各绕组间与各绕组对地的绝缘电阻与吸收比.变压器绝缘电阻测量部位与顺序见表3-1。
变压器绝缘试验顺序表表3-1
变压器类型
测量
双绕组变压器
三绕组变压器
被测绕组
应接地部位
被测绕组
应接地部位
1
低压
外壳与高压
低压
中压,高压与外壳
2
高压
外壳与低压
中压
低压,高压与外壳
3
高压
低压,中压,与外壳
4
低压与高压
外壳
低压与高压
低压与外壳
5
低压,中压与高压
外壳
注：
吸收比：
不同的绝缘设备，在一样的电压下，其总电流随时间下降的曲线不同。
一般将60s和15s时的绝缘电阻的比值R60/R15称为吸收比。
测量这一比值的试验叫做吸收比试验。
—1991,测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比、极化指数应满足如下规定。
〔1〕绝缘电阻不应低于出厂试验值的70%。
〔2〕当测量温度和出厂试验时的温度不符合时,按公式换算到同一温度比拟.
〔3〕变压器的吸收比应大于1.3。
〔4〕变压器电压等级大于220KV,且容量大于120MVA时,宜测量极化指数.测得值与出厂值相比拟不应有太大变化。
2.电气设备检修试验.按Q\CSG10007-2004《预防性试验规程》进展。
〔1〕经过换算的绝缘电阻与前次的测量结果相比拟应无明显变化,一般不低于上次值的70%。
〔2〕吸收比在常温下不低于1.3,吸收比偏低时,可测量极化指数,应不低于1.5为宜。
〔3〕当绝缘电阻大于10000MΩ时,吸收比不低于1.1极化不低于1.3。
1.试验前应将变压器同一侧绕组的各相短路，并与中性点引出线连在一起接地。
2.刚退出运行的变压器应等绕组的温度与油温接近时再进展测量。
3.吸收比和极化指数不进展温换算。
4.为消除剩余电荷对测量的影响，应将绕组对地进展充分放电3min，拆开变压器的高、低压连接线；
5.在测量过程中，如需要重复测量时，应将绕组进展充分放电；
6.如发现存在绝缘问题，应进展分解试验。
7.该试验只能初步判定变压器的绝缘情况不存在特别明显的缺陷,而不能说明绝缘没有问题,它也是进展耐压试验前的预检。
试验接线：
测量变压器绕组绝缘电阻测量套管末屏的绝缘电阻
〔以高压绕组为例〕〔以C相套管为例〕
主变绝缘电阻测量试验数据比拟
绝缘电阻测量〔MΩ〕温度：
20℃
R15
R60
R600
R15/R60
R600/R60
高压侧-低压侧与地
97600
103000
126000
低压侧-高压侧与地
44400
54700
89500
高压侧与低压侧-地
49100
71200
117300
绝缘电阻测量〔MΩ〕温度：
20℃
R15
R60
R600
R15/R60
R600/R60
高压侧-低压侧与地
95400
102650
125676
30
低压侧-高压侧与地
43700
55630
865700
高压侧与低压侧-地
44500
73450
113430
本次试验所测到的值与历次比拟，没有太明显的出入，所以可以证明该变压器的绝缘没有出现明显的缺陷，也没有受潮，符合相关标准。
绝缘电阻和吸收比试验虽然能反映变压器的某些状况，但是，由于它们受外界的影响较大，测得的电阻值分散性较大，没有绝对的判断标准。
一般情况下采用比拟法对结果进展比拟，可以是同类型的设备间相互比拟，该设备历次试验结果间的比拟，也可以是大修前后的数据比拟。
通常情况下如果与历次数据相差较明显，在排除测量误差和温度因素的情况下即可以认为变压器的绝缘损坏或受潮了，应该与时检查变压器的主绝缘，找出隐患。
外施工频耐压试验是将被试绕组首尾短接，施加试验电压，考察变压器主绝缘和端绝缘的强度，对设备的安全运行具有重要意义。
交流耐压试验对固体有机绝缘来说属于破坏性试验，它会使原来存在的绝缘弱点进一步开展，使绝缘强度逐渐降低，形成绝缘内部劣化的累积效应，这是我们不希望见的。
因此，必须正确的选择试验电压的标准和耐压时间。
试验电压越高，发现绝缘缺陷的有效性更高，但被试品被击穿的可能性更大。
反之，试验电压低，又使设备在运行中被击穿的可能性加大。
2.3.1试验目的:
它是变压器试验的主要项目，是考核主绝缘的根本措施。
对变压器绕组连同套管一起进展超过额定电压一定倍数的工频交流试验电压，持续时间一分钟的交流耐压试验。
其目的是用比运行情况更为严酷的条件下检验变压器绕组的绝缘水平。
2.3.2测量方法：
交流耐压试验的接线应根据被试品的要求和现有试验设备来决定。
通常是采用成套设备。
对于大型的变压器就需要大容量的试验变压器，调压器以与电源。
现场操作十分的不方便，在此情况下，可根据具体情况分别采用串联，并联谐振的方法来进展现场试验。
串、并联谐振可以通过调节电感来实现，也可以通过调节频率或电容来实现。
由于变压器是大电容设备，所以一般采用调感和调频来进展谐振补偿。
根据GB50150-1991与Q/CSG10007-2004制成表3-2如下，供试验参考。
变压器交流耐压试验电压标准（单位:
KV）表2-2
绕组额定电压
2
3
6
10
15
20
35
44
60
110
220
330
500
出厂试验电压
5
18
25
35
45
55
85
95
140
200
395
510
680
交接试验电压
4
15
21
33
38
47
72
81
120
170
335
433
578
大修试验电压
2
20
28
36
44
68
76
112
160
316
408
544
运行中非标准产品最低试验电压
2
8
13
19
26
34
41
64
71
105
绕组全部更换后的变压器按出厂试验电压值进展试验；局部更换绕组的变压器按出厂试验电压的0.8倍值进展试验。
1.检查试验接线确保无误,被试变压器外壳和非加压绕组应可靠接地,试验中的过电流,过电压保护应正确可靠。
2.油浸变压器的套管，入孔等所有能放气的部位全都打开充分排气，以免未排出的气体残存影响绝缘强度，导致击穿和放电。
3.三相变压器的交流耐压试验，不必分相进展，但同恻绕组的三相引出线端必须短路后才能试验，否如此会损伤变压器绕组。
4.在试验过程中，升压过程应均匀，当电压升至40%试验电压以上时，应保持3%试验电压上升速度；降压应迅速，但应防止在40%试验电压以上突然切断电源。
5.交流耐压试验时间为1分钟。
如果发生击穿时，应立即切断电源。
6.加压期间应密切注视表计指示动态，观察，监听被试变压器，注意异常状态。
试验接线：
主变（A相）交流耐压实验数据比拟
试前绝缘MΩ
施加电压KV
持续时间min
试后绝缘MΩ
结果
50000
68
1min
50000
通过
试前绝缘MΩ
施加电压KV
持续时间min
试后绝缘MΩ
结果
50000
68
1min
50000
通过
主变（B相）交流耐压实验数据比拟
试前绝缘MΩ
施加电压KV
持续时间min
试后绝缘MΩ
结果
50000
68
1min
50000
通过
试前绝缘MΩ
施加电压KV
持续时间min
试后绝缘MΩ
结果
50000
68
1min
50000
通过
主变（C相）交流耐压实验数据比拟
试前绝缘MΩ
施加电压KV
持续时间min
试后绝缘MΩ
结果
50000
68
1min
50000
通过
试前绝缘MΩ
施加电压KV
持续时间min
试后绝缘MΩ
结果
50000
68
1min
50000
通过
试验中，表计指针不跳动不上升，被试验变压器无放电声，如此被认为试验通过；
一般假如出现电流突然上升或电流继电器动作，如此表示试品已被击穿。
本次试验所测到的值与历次比拟，没有太明显的出入，所以可以证明该变压器的绝缘没有出现明显的缺陷，也没有受潮，符合相关标准。
根据经验判断，一般情况下，当试品被击穿时，电路中电流会明显上升，试品会发出击穿声响，冒烟，出气，焦臭，闪弧，燃烧等，都是不允许的，一定要查明原因。
这些现象如果确定是发生在绝缘上的，如此认为是被试品存在缺陷和击穿。
另外，耐压试验前后都应测量被试品的绝缘电阻，确保设备和人员的安全。
δ测量
测量介质损耗因数tanδ是绝缘预防性试验的重要项目之一。
在交流电压作用下，流过介质的电流右两局部组成，即通过Cx的电流ICX，和通过Rx的电流IRx。
通常ICX〈〈IRx，介质损失角δ甚小。
介质中的损耗功率：
P=U2ωCxtanδ
tanδ为介质损耗角的正切，一般均比拟小
检查变压器绝缘是否受潮、油质是否劣化以与绕组上是否存在油泥等严重的局部缺陷。
它对局部放电，绝缘老化与轻微缺陷反映不灵敏。
因此，当变压器等级≥35KV时，且容量在8000KVA以上时，应测量介质损耗角的正切值。
1.使用仪器。
现场试验大多使用的是电压平衡式西林电桥〔例如QS1型〕和ZT1型介质测量专用仪器。
QS1交流电桥是按平衡原理制造的，有正反两种接法，在测介损时一般用反接法。
ZT1型介质测量仪是按相敏电阻原理制成的，具有带电测试功能。
2.测量时因将非被测绕组短接接地，也可以将非被测绕组屏蔽进展分解试验，以查出
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