电力变压器的试验程序及试验标准

为规范本公司的成品试验，特别定本标准。本标准主要根据下述标准制定：GB1094.1-1996电力变压器第1部分总则GB1094.2-1996电力变压器第2部分温升GB1094.3-2003变压器第3部分绝缘水平和绝缘试验GB1094.5-2008变压器第5部分承受短路的能力GB1094.11-2007电力变压器第11部分干式变压器GB/T6451-2008三相油浸式电力变压器技术参数和要求GB/T10228-1997干式电力变压器技术参数和要求JB/T3837-1996变压器类产品型号编制方法GB7595-87运行中变压器油质量标准JB/T10088-20046kV-500kV级电力变压器声级3、试验程序和判定标准。⒊⒈绕组直流电阻的测量（油变器身进炉烘干前也要测试该项目）：对于配电变压器，绕组直流电压电阻不平衡率：相为不大于4%，线为不大于2%；对于电力变压器，绕组直流电阻不平衡率：相（有中性点引出时）为不大于2%，线（无中性点引出时）为不大于1%。注1：绕组直流电阻不平衡率应以三相实测最大值减最小值作分子，三相实测平均值作分母计算。注2：对所有引出的相应端子间的电阻值均应进行测量比较。⒊⒉空载电压比测量和联结组标号的检定（油变可在器身进炉烘干前测试）：每个分接都应进行电压比测量，各分接电压比的允许测量误差为：实际短路阻抗的±1/10,但不超过±0.5%。在测量电压比时，同时应检定三相变压器的联结组标号是否正确及单相变压器的极性。⒊⒊绝缘电阻的测量测量变压器的绝缘电阻通常利用2500V或5000V的兆欧表，测量时：应以约每分钟120转的速度摇动兆欧表1分钟，此时读取的数值即为绝缘电阻值。对双绕组变压器测量绝缘电阻的部位有：a、高压绕组（接火线）对低压绕组和地；其绝缘电阻值应不小于1000（MΩ）b、低压绕组（接火线）对高压绕组和地；其绝缘电阻值应不小于1000（MΩ）c、高压和低压绕组（接火线）对地。其绝缘电阻值应不小于1000（MΩ）d、油变出炉后铁心对低压绕组和地；其绝缘电阻值应不小于200（MΩ）e、干变铁心对低压绕组和地；其绝缘电阻值应不小于30（MΩ）测量绝缘电阻必须遵守的条件①凡影响测量结果的附件必须按图样全部装配到规定的位置上。②凡油浸式变压器，必须充满变压器油，即注油至规定的油面高度。③测量时，变压器绝缘的温度（即变压器油温度）应在10-400C.④测量电压应稳定，其值不得超过被测绕组外施耐压电压的有效值。当变压器的外绝缘影响到测量结果时，应使用屏蔽端子消除沿外绝缘表面的泄露电流。所使用的测量线本身的绝缘电阻应达到测量仪表的最大量程。油浸式变压器的绝缘电阻与温度有关，温度上升绝缘电阻的绝对值减小，温度每变化100C，绝缘电阻变化1.5倍。通常绝缘电阻对测量温度的换算公式和换算系数见下表：绝缘电阻与温度间换算系数注：⒈K——测量时实测温度与200C温度的差值的绝对值；⒉如果测量绝缘电阻的温度差不是表中所列的数值时，其换算系数可用线性插入法确定。从测量温度校正到温度为200C的绝缘电阻值用下式计算：当测量温度高于200C时：R20=ART当测量温度低于200C时：R20=RT/A式中R20——校正到200C的绝缘电阻值（MΩ）；RT——在测量温度下实测绝缘电阻值（MΩ）；A——换算系数。⒊⒋空载损耗和空载电流测量将额定频率下的额定电压（主分接）施加于选定的绕组，其余绕组开路，但开口三角形联结的绕组（如果有）应闭合。测量时，变压器的温度应接近于试验时的环境空气温度。选择接到试验电源的绕组和联结方式时，应尽可能使三个心柱上出现对称的正弦波电压。试验电压应以平均值电压表读数为准。空载电流与空载损耗在同一绕组同时测量，对于三相变压器，应取各相空载电流的平均值。实际测量电压U1与额定电压U0的误差应不大于0.5%，且测量值P1应按下式折算成实际空载损耗P0。P0=（U0/U1）2.7×P1空载损耗、空载电流的数值和允许偏差见附件1~附件6。⒊⒌短路阻抗和负载损耗的测量一对绕组的短路阻抗和负载损耗测量，应在额定频率下，将近似正弦波的电压施加在一个绕组上，另一个绕组短路，其他绕组（如果有）开路。应施加相应的额定电流（或分接电流）。在受到实验设备限制时，可以施加不小于相应额定电流（或分接电流）的50%，测得的负载损耗值应乘以额定电流（或分接电流）对试验电流之比的平方。试验应尽量快速进行，以减少绕组温升所引起的误差。负载试验前，应准确地测量被试变压器的绕组温度，且应尽量在变压器温度与周围空气温度相同时测量。变压器的负载损耗主要是由两部分组成的，一部分是电流流过绕组所产生的电阻损耗，另一部分是由试验电流所形成的漏磁通在绕组中及其他部件上产生的涡流损耗，包括不完全换位损耗及漏磁通穿过压板、夹件和油箱等结构所造成的损耗等等，这部分损耗总称附加损耗；还有一部分损耗就是励磁损耗，这部分损耗所占比重很小，因此可以忽略。负载损耗中的电阻损耗与温度系数Kt成正比，而附加损耗则与Kt成反比。当附加损耗大于电阻损耗的10%时（通常对容量≤630kVA的配电变压器），负载损耗按下式计算：PK75℃=KtPKt式中：PK75℃_——参考温度下的负载损耗；PKt——试验温度下的负载损耗；Kt——电阻温度系数。对于铜：Kt=（235+75）/(235+t)对于铝：Kt=（225+75）/(225+t)PKt=P’Kt(IN/I)2式中：P’Kt——试验电流下的负载损耗；IN——额定电流；I——试验电流。当附加损耗大于电阻损耗的10%时（通常对容量≥800kVA的变压器）负载损耗按下式计算：PKt=∑Irt+PF2PK75℃=Kt∑I2rt+PF/Kt=【PKt+∑I2rt(Kt2-1)】/Kt式中∑Irt——t度时负载损耗中的电阻损耗；PF——t度时负载损耗中的附加损耗。变压器的阻抗电压包括两部分，其中一部分是电阻压降的有功分量，另一部分是电抗压降的无功分量。阻抗电压的有功分量与电阻温度系数Kt成正比，而与频率无关。而阻抗电压的无功分量与温度无关，而与频率成正比。在大多数场合下很少进行频率换算，而经常遇到的是温度换算。大型变压器阻抗电压的有功分量urt占阻抗电压uKt的比例很小，往往urt15%uKt,因此必须校正温度对阻抗电压的影响甚小。所以2UK75℃≈uKt对于中小型变压器往往urt15%uKt，愈小的变压器urt所占比例愈大，因此必须校正温度对阻抗电压的影响。此时的UK75℃应公式（5-17）进行计算：UK75℃=【（Kturt）+ux】220.5(5-17)式中：UK75℃——参考温度下的阻抗电压百分数；urt——阻抗电压的有功分量占额定电压的百分数；ux——阻抗电压的无功分量占额定电压的百分数。因为urt=(PKt/10SN）%ur75℃=(PKt/10SN）Kt%而ux=（u220.5220.5-u）=【u-（P/10S）】KtrtKtKtN所以，换算到75℃时的阻抗电压公式为：UK75℃=【u2Kt-（PKt/10SN）2+（PKt/10SN）2Kt2】0.5%=【u2Kt-（PKt/10SN）2（K2-1）】0.5%（5-18）uKt=u‘Kt（IN/I）=U‘K（IN/I）/UN×100%式中：SN——被试变压器的额定容量（KVA）；U‘K——试验电流I时的测量电压（V）；UN——额定电压（V）I——试验电流（A）；IN——额定电流（A）。负载损耗、短路阻抗的数值和允许偏差见附件1~附件6。⒊⒍外施耐压试验外施耐压试验应采用不小于80%额定频率的任一合适的频率，且波形尽可能接近于正弦波的单相交流电压进行应测量电压的峰值，试验电压值应是测量电压的峰值除以2。全电试验值应施加于被试绕组的所有连接在一起的端子与地之间，加压时间60s。试验时，其余绕组的所有端子、铁心、夹片、箱壳等连在一起接地。根据GB1094.3-2003的规定，油浸电力变压器绕组的工频试验电压见下表：0.5如果试验电压不出现突然下降，油变产品内部没有放电声，干变试验声音平稳无异常，则试验合格。⒊⒎感应耐压试验在被试变压器的任意一组绕组上，施加该绕组额定电压的两倍作试验电压（对于自藕变压器允许高于两倍额定电压）。为了不使铁心中的磁通饱和，应使两倍以上额定频率的电源。试验持续的时间（s）按下式计算，但不得小于15s.试验时间=120×额定频率/试验频率试验应从不大于规定试验值的1/3的电压开始，并与测量相配合尽快地增加到试验值。试验完了，应将电压迅速地降低到试验值的1/3以下，然后切断电源。如果试验电压不出现突然下降，试验电流不突然的增加，则试验合格。⒊⒏油浸变压器试漏详见《变压器试漏工艺守则》。⒊⒐局部放电测量（例行试验）⒊⒐⒈概述所有的干式变压器均应进行局部放电测量。测量应按GB1094.3和GB/T7534的规定进行。局部放电测量应在Um≥3.6KV的绕组上进行。⒊⒐⒉基本测量线路（仅为典型线路）局部放电试验用的基本测量线路见图1和图2。1——低压绕组；2——高压绕组；3——测量仪器。1——低压绕组；2——高压绕组，D或Y；3——测量仪器；4——开关。图1单相变压器局部放电试验的基本测量线路图2三相变压器局部放电试验的基本测量线路图中C表示一台电压额定值合适的无局部放电的高压电容器（其电容值与校准发生器的电容C0相比应足够大）。该电容器与测量阻抗Zm串联，且与每个被试高压绕组端子相连接。⒊⒐⒊测量线路的校准在绕组内部和测量线路中，均会出现放电脉冲的衰减现象。校准按GB1094.3的规定进行，将一台标准放电校准器所产生的模拟放电脉冲施加到变压器高压绕组端子上。为了方便，可使标准发生器的重复频率与变压器试验时所用电源频率的每半周中有一个脉冲相当。⒊⒐⒋电压施加方式局部放电测量应在所有绝缘试验项目完成后进行。根据变压器是单相还是三相结构，来决定其低压绕组是由单相电源还是三相电源供电。试验电压波形应尽可能是正弦波，且试验频率应适当地比额定频率高些，以免试验期间励磁电流过大。试验程序按22.4.1或22.4.2。本试验应在所有的干式变压器上进行，施加电压方式见图3。图3局部放电例行试验的施加电压方式相间预加电压为1.8ur（ur为额定电压），加压时间为30s。然后不切断电源，将相间电压降至1.3ur，保持3min，在此期间应进行局部放电测量。单相变压器对于单相变压器，ur应视实际情况，为相间电压或相对地电压。施加电压方式按三相变压器。对于三台单相变压器组成的三相变压器组，其试验要求应与三相变压器相同。⒊⒐⒌局部放电接受水平局部放电水平的最大值为10pC。可能要对装有某些附件（如：避雷器）的变压器进行特殊考虑