變壓器預防性試驗

1、變壓器試驗項目可分為絕緣試驗和特性試驗兩類。 (1)絕緣試驗有：絕緣電阻和吸收比試驗、測量介質(zhì)損耗因數(shù)、泄漏電流試驗、變壓器油試驗及工頻耐壓和感應耐壓試驗，對220kV及以上變壓器應做局部放電試驗。330kV及以上變壓器應做全波及操作波沖擊試驗。 (2)特性試驗有：變比、接線組別、直流電阻、空載、短路、溫升及突然短路試驗。變壓器的預防性試驗    610千伏配電變壓器的預防性試驗項目和試驗標準如下：     （1） 測量絕緣電阻 測量結(jié)果應與出廠試驗數(shù)據(jù)或前一次測量的結(jié)果相比較，通常不應低于以前

2、測量結(jié)果的70%。     （2） 交流耐壓試驗 6千伏、10千伏和400伏的變壓器分別用21千伏、30千伏和4千伏電壓進行交流耐壓試驗，試驗結(jié)果與歷年測試數(shù)值比較不應有顯著變化。     （3） 繞組直流電阻 630千伏安以上的變壓器，經(jīng)折算到同一溫度下的各相繞組電阻值，不應大于三相平均值的2%，與以前測量結(jié)果比較，相對變化也不應大于2%。630千伏安以下的變壓器，相間阻值差別不應大于三相平均值的4%，線間阻值差別不應大于三相平均值的2%。   

3、0; （4） 絕緣油的電氣強度 運行中的變壓器，其絕緣油的電氣強度試驗標準為20千伏。 對運行中變壓器進行定期試驗，主要目的是監(jiān)督其絕緣狀況，一般每年對變壓器作一次預防性試驗。1.試驗項目：變壓器的絕緣電阻和吸收比、介質(zhì)損失角、泄漏電流、分接開關(guān)的直流電阻試驗，變壓器油的電氣性能（包括絕緣電阻、損失角、擊穿電壓3個項目）和油色譜分析。2.分析方法除按規(guī)程規(guī)定標準衡量是否合格外，主要是將各項目的試驗結(jié)果與歷次試驗結(jié)果進行縱橫分析比較，對有懷疑的試驗結(jié)果進行鑒定性試驗，找出缺陷，列入檢修計劃進行處理，并加強運行中的監(jiān)視。3.分析變壓器絕緣時，要注意試驗時的油溫及試驗使

4、用的儀表、天氣情況等對試驗結(jié)果有影響的因素。4.遙測變壓器絕緣電阻時應注意以下事項：（1）遙測前應將瓷套管清掃干凈，拆除全部接地線和引線。（2）使用合格的2.5千伏絕緣電阻表，遙測時將絕緣電阻表放平，當轉(zhuǎn)速達到120轉(zhuǎn)/分時，讀R15、R60兩個數(shù)值，測出吸收比。（3）遙測時應記錄當時變壓器的油溫及外溫。（4）嚴禁在遙測時用手觸摸帶電導體或拆除絕緣電阻表線，遙測后應將變壓器的線圈放電，防止觸電。（5）遙測項目：對三繞組變壓器應測量一次對二次、一次對三次、一次對地、二次對一次、二次對三次、二次對地、三次對一次、三次對二次及三次對地的絕緣電阻。（6）在潮濕或污染嚴重的地區(qū)應加屏蔽線。（7）變壓器從

5、電網(wǎng)上斷開后，應待其上、下層油溫基本一致后，再進行測量，因此時線圈、絕緣和油的溫度基本相同，方可用上層油溫作為線圈溫度。 根據(jù)電力設備交接和預防性試驗規(guī)程規(guī)定的試驗項目及試驗順序, 主要包括油中溶解氣體分析、繞組絕緣電阻的測量、繞組直流電阻的測量、介質(zhì)損耗因數(shù)tgD檢測、交流耐壓試驗、線圈變形試驗、局部放電測量等。    1.油中溶解氣體分析    在變壓器診斷中, 單靠電氣試驗方法往往很難發(fā)現(xiàn)某些局部故障和發(fā)熱缺陷, 而通過變壓器油中氣體的色譜分析這種化學檢測的方法, 對發(fā)現(xiàn)變壓器內(nèi)部的某些潛伏性故障及其發(fā)展程度

6、的早期診斷非常靈敏而有效, 這已為大量故障診斷的實踐所證明。油色譜分析的原理是基于任何一種特定的烴類氣體的產(chǎn)生速率隨溫度而變化, 在特定溫度下, 往往有某一種氣體的產(chǎn)氣率會出現(xiàn)最大值; 隨著溫度升高, 產(chǎn)氣率最大的氣體依此為CH4、C2H6、C2H4、C2H2。這也證明在故障溫度與溶解氣體含量之間存在著對應的關(guān)系, 而局部過熱、電暈和電弧是導致油浸紙絕緣中產(chǎn)生故障特征氣體的主要原因。變壓器在正常運行狀態(tài)下, 由于油和固體絕緣會逐漸老化,變質(zhì), 并分解出極少量的氣體(主要包括氫H2 甲烷CH4 乙

7、烯C2H4 乙炔C2H2 一氧化碳CO 二氧化碳CO2等多種氣體)。當變壓器內(nèi)部發(fā)生過熱性故障, 放電性故障或內(nèi)部絕緣受潮時, 這些氣體的含量會迅速增加。這些氣體大部分溶解在絕緣油中, 少部分上升至絕緣油的表面, 并進入氣體繼電器。經(jīng)驗證明, 油中氣體的各種成分含量的多少和故障的性質(zhì)及程度有關(guān), 不同故障或不同能量密度其產(chǎn)生氣體的特征是不同的, 因此在設備運行過程中, 定期測量溶解于油中的氣體成分和含量, 對于及早發(fā)現(xiàn)充油電力設備內(nèi)部存在的潛伏性故障有非常重要的意義和現(xiàn)實的成

8、效, 在1997 年頒布執(zhí)行的電力設備預防性試驗規(guī)程中, 已將變壓器油的氣體色譜分析放到了首要的位置, 并通過近些年的普遍推廣應用和經(jīng)驗積累取得了顯著的成效。電力變壓器的內(nèi)部故障主要有過熱性故障、放電性故障及絕緣受潮等多種類型。據(jù)有關(guān)資料介紹,在對故障變壓器的統(tǒng)計表明: 過熱性故障占63%; 高能量放電故障占18. 1%; 過熱兼高能量放電故障占10%; 火花放電故障占7%; 受潮或局部放電故障占1. 9%。而在過熱性故障中, 分接開關(guān)接觸不良占50%; 鐵芯多點接

9、地和局部短路或漏磁環(huán)流約占33%; 導線過熱和接頭不良或緊固件松動引起過熱約占14. 4%; 其余2. 1% 為其他故障, 如硅膠進入本體引起的局部油道堵塞, 致使局部散熱不良而造成的過熱性故障。而電弧放電以繞組匝、層間絕緣擊穿為主, 其次為引線斷裂或?qū)Φ亻W絡和分接開關(guān)飛狐等故障。火花放電常見于套管引線對電位未固定的套管導電管、均壓圈等的放電; 引線局部接觸不良或鐵芯接地片接觸不良而引起的放電; 分接開關(guān)拔叉或金屬螺絲電位懸浮而引起的放電等。  對變壓器故障部位的準確判斷, 

10、有賴于對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運行狀態(tài)的全面掌握, 并結(jié)合歷年色譜數(shù)據(jù)和其它預防性試驗(直阻、絕緣、變比、泄漏、空載等) 進行比較。  同時還要注意由于故障產(chǎn)氣與正常運行產(chǎn)生的非故障氣體在技術(shù)上不可分離, 在某些情況下有些氣體可能不是設備故障造成, 如油中含水可與鐵作用生成氫氣, 過熱時鐵芯層間油膜裂解也可生成氫,新的不銹鋼中也可能在加工過程中或焊接時吸附氫而運行后又緩慢釋放, 另外, 某些操作也可生成故障氣體, 如有載調(diào)壓變壓器中切換開關(guān)油向變壓器主油箱滲漏或選擇開關(guān)在某個位置動作時懸浮電位放電的影響, 

11、;設備油箱帶油補焊, 原注入油含有某些氣體成分大修后濾油不徹底留有殘氣等。    2.繞組直流電阻的測量    它是一項方便而有效的考察繞組絕緣和電流回路連接狀況的試驗, 能反應繞組焊接質(zhì)量、繞組匝間短路、繞組斷股或引出線折斷、分接開關(guān)及導線接觸不良等故障, 實際上它也是判斷各相繞組直流電阻是否平衡、調(diào)壓開關(guān)檔是否正確的有效手段。長期以來, 繞組直流電阻測量一直被認為是考察變壓器絕緣的主要手段之一, 有時甚至是判斷電流回路連接狀況的唯一辦法。如在對某變壓器低壓側(cè)10KV 線間直流電阻作試驗時,&

12、#160;發(fā)現(xiàn)不平衡率為2. 17% , 超過部頒標準值1% 的一倍還多, 色譜分析不存在過熱故障, 且每年預試數(shù)據(jù)反映直流電阻不平衡系數(shù)超標外, 其它項目均正常, 經(jīng)分析換算后確定C 相電阻值較大, 判斷C 相繞組內(nèi)有斷股問題, 經(jīng)吊罩檢查后,驗證C 相確實有一股開斷, 避免了故障的進一步擴大。通過上述例子可見, 變壓器直流電阻的測量對發(fā)現(xiàn)回路中某些重大缺陷起到了重大作用。 3.繞組絕緣電阻的測量    繞組連同套管一起的絕

13、緣電阻和吸收比或極化指數(shù), 對變壓器整體的絕緣狀況具有較高靈敏度, 它能有效檢查出變壓器絕緣整體受潮、部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中缺陷, 如各種貫穿性短路、瓷件破裂、引線接殼、器身內(nèi)有銅線搭橋等現(xiàn)象引起的半貫通性或金屬性短路等。相對來講, 單純依靠絕緣電阻絕對值大小對繞組絕緣作判斷, 其靈敏度、有效性較低。一方面是由于測量時試驗電壓太低, 難以暴露缺陷, 另一方面也因為絕緣電阻與繞組絕緣結(jié)構(gòu)尺寸、絕緣材料的品種、繞組溫度有關(guān), 但對于鐵芯夾件、穿心螺栓等部件, 測量絕緣電阻往往能反映故障, 

14、;這是因為這些部件絕緣結(jié)構(gòu)較簡單, 絕緣介質(zhì)單一, 正常情況下基本不承受電壓, 絕緣更多的是起隔離作用, 而不像繞組絕緣要承受高電壓, 比如我們預試中曾多次通過絕緣搖表發(fā)現(xiàn)變壓器鐵芯一點或多點接地的情況, 也曾通過絕緣電阻的測量發(fā)現(xiàn)變壓器套管瓷件破裂、有裂紋現(xiàn)象。 4.測量介質(zhì)損耗因數(shù)tgD    它主要用來檢查變壓器整體受潮油質(zhì)劣化、繞組上附著油泥及嚴重的局部缺陷。介質(zhì)測量常受表面泄露和外界條件(如干擾電場和大氣條件) 的影響, 因而要采取措施減少和消除影響?，F(xiàn)場我們一般測量的是連同

15、套管一起的tgD, 但為了提高測量的準確和檢出缺陷的靈敏度, 有時也進行分解試驗, 以判斷缺陷所在位置。如在對變壓器做預試時, 發(fā)現(xiàn)一相套管介質(zhì)超標, 且絕緣不合格, 讀數(shù)較低, 經(jīng)分析后可能是由受潮引起, 后拔出檢查發(fā)現(xiàn)套管末端底部有水份, 套管已整體受潮, 經(jīng)烘干處理后再做試驗,各項指標均符合要求。測量泄漏電流和測量絕緣電阻相似, 只是其靈敏度較高, 能有效發(fā)現(xiàn)有些其他試驗項目所不能發(fā)現(xiàn)的變壓器局部缺陷。泄漏電流值與變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)、溫度等因素有關(guān), 在電力設備

16、交接和預防性試驗規(guī)程中不作規(guī)定, 只在判斷時強調(diào)比較, 與歷年數(shù)據(jù)相比, 與同類型變壓器數(shù)據(jù)相比, 與經(jīng)驗數(shù)據(jù)相比較等。介質(zhì)損耗因數(shù)tgD和泄漏電流試驗的有效性正隨著變壓器電壓等級的提高、容量和體積的增大而下降, 因此單純靠tgD和泄漏電流來判斷繞組絕緣狀況的可能性也比較小, 這主要也是因為兩項試驗的試驗電壓太低, 絕緣缺陷難以充分暴露。對于電容性設備, 實踐證明如電容型套管、電容式電壓互感器、耦合電容器等, 測量tgD和電容量CX 仍是故障診斷的有效手段。    5.交流耐

17、壓試驗    它是鑒定絕緣強度等有效的方法, 特別是對考核主絕緣的局部缺陷, 如繞組主絕緣受潮、開裂或在運輸過程中引起的繞組松動、引線距離不夠以及繞組絕緣上附著污物等。交流耐壓試驗雖對發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷有效, 但受試驗條件限制, 要進行35KV 及8000KVA 以上變壓器耐壓試驗, 由于電容電流較大, 要求高電壓試驗變壓器的額定電流在100mA 以上, 目前這樣的高電壓試驗變壓器及調(diào)壓器尚不夠普遍, 如果能對高電壓、大電流電力變壓器進行交流耐壓試驗, 對保證變

18、壓器安全運行有很大意義。    6.線圈變形檢測    變壓器繞組變形是指在電動力和機械力的作用下, 繞組的尺寸或形狀發(fā)生不可逆的變化, 包括軸向和徑向尺寸的變化、器身轉(zhuǎn)移、繞組扭曲、鼓包和匝間短路等。繞組變形是電力系統(tǒng)安全運行的一大隱患, 一旦繞組變形而未被診斷繼續(xù)投入運行則極可能導致事故, 嚴重時燒毀線圈。造成變壓器繞組變形的主要原因有:  6. 1 短路故障電流沖擊, 電動力使繞組容易破壞或變形。電動力的產(chǎn)生是繞組中的短路沖擊電流與漏磁相互作用的結(jié)果, 在運行

19、中, 由于輻向和軸向電動力同時作用, 可能使整個繞組發(fā)生扭轉(zhuǎn)。  6. 2 在運輸或安裝中受到意外沖撞、顛簸和震動等。如某供電部門在對35KV、20000KVA 主變壓器運輸途中, 遭受強烈撞擊。事后在對該變壓器交接吊罩檢查時, 發(fā)現(xiàn)油箱下部固定器身的4 個螺栓全部開焊裂斷, 上部對器身定位的4 個定位釘全部松動, 并在定位板上劃出小槽。器身向油枕方向縱向位移11mm , 橫向位移23mm , 繞組對端圈錯位, 最大達30mm

20、 , 可看到器身已經(jīng)完全沒有固定裝置而處于自由狀態(tài), 并經(jīng)過長途運輸及多次編組, 器身在油箱中搖晃, 必然造成變壓器損壞。  6. 3 保護系統(tǒng)有死區(qū), 動作失靈, 導致變壓器承受穩(wěn)定短路電流作用時間長, 造成繞組變形。  結(jié)語  在變壓器計劃檢修或故障診斷中,預防性試驗結(jié)果依舊是不可缺少的診斷參量。每個預防性試驗項目不能孤立的去看待,應將幾個項目試驗結(jié)果有機結(jié)合起來綜合分析,這將有效提高判定的準確性。Q:什么是變壓器的空載試驗和短路試驗？變壓器的空載試驗和短路試驗

21、是什么意思？變壓器的空載試驗指的是通過變壓器的空載運行來測定變壓器的空載電流和空載損耗。一般說來，空載試驗可以在變壓器的任何一側(cè)進行。通常將額定頻率的正弦電壓加在低壓線圈上而高壓側(cè)開路。為了測出空載電流和空載損耗隨電壓變化的曲線，外施電壓要能在一定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。 變壓器的短路試驗通常是將高壓線圈接至電源，而將低壓線圈直接短接。由于一般電力變壓器的短路阻抗很小，為了避免過大的短路電流損壞變壓器的線圈，短路試驗應在降低電壓的條件下進行。用自耦變壓器調(diào)節(jié)外旋電壓，使電流在0.11.3倍額定電流范圍變化。原邊電流達到額定值時，變壓器的銅損相當于額定負載時的銅損，因外施電壓較低，鐵芯中的工作磁通比額定

22、工作狀態(tài)小得多，鐵損可以忽略不計，所以短路試驗的全部輸入功率基本上都消耗在變壓器繞組上，短路試驗可測出銅損。通常電力變壓器在額定電流下的短路損耗約為額定容量的0.4%4%，其數(shù)值隨變壓器容量的增大而下降。 變壓器空載試驗和負載試驗的目的和意義 變壓器的損耗是變壓器的重要性能參數(shù)，一方面表示變壓器在運行過程中的效率，另一方面表明變壓器在設計制造的性能是否滿足要求。變壓器空載損耗和空載電流測量、負載損耗和短路阻抗測量都是變壓器的例行試驗。變壓器的空載試驗就是從變壓器任一組線圈施加額定電壓，其它線圈開路的情況下，測量變壓器的空載損耗和空載電流?？蛰d電流用它與額定電流的百分數(shù)表示，即： 進行空載試驗的目的是：測量變壓器的空載損耗和空