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变压器常规试验作业指导书

变压器常规试验作业指导书

1 范围

本作业指导书适用于35 kV及以上的油浸式变压器,规定了变压器交接验收、预防性试验、检修过程中的常规电气试验的引用标准、仪器设备要求、试验人员资质要求和职责、作业程序、试验结果判断方法和试验注意事项等。变压器试验的主要目的是判定变压器在运输、安装过程中和运行中是否受到损伤或发生变化,以及验证变压器性能是否符合有关标准和技术条件的规定。因此变压器试验的判断原则是与出厂试验和历史数据比较,有关标准和技术条件的各项条款试验判据也是依据这一原则制定的。制定本作业指导书的目的是规范试验操作、保证试验结果的准确性,为设备运行、监督、检修提供依据。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本作业指导书的引用而成为本作业指导书的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单或修订版均不适用于本作业指导书,然而,鼓励根据本作业指导书达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡不注日期的引用文件,其最新版本适用于本作业指导书。

GB 50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准

3 安全措施

(1)测量前应断开变压器与引线的连接,并应有明显断开点。

(2)变压器试验前应充分放电,防止残余电荷对试验人员的伤害。(3)为保证人身和设备安全,要求必须在试验设备周围设围栏并有专人监护。负责升压的人要随时注意周围的情况,一旦发现异常应立刻断开电源停止试验,查明原因并排除后方可继续试验。

(4)接地线应牢固可靠。

(5)注意对试验完毕的变压器绕组必须充分放电。

(6)进行直流泄漏电流试验过程中,如发现泄漏电流随时间急剧增长或有异常放电现象时,应立即停止试验,并断开电源,将被测变压器绕组接地,充分放电后,再进行检查。

4 试验项目

变压器常规试验包括以下试验项目:

(1)绕组连同套管绝缘电阻、吸收比和极化指数;

(2)绕组连同套管的直流泄漏电流;

(3)绕组连同套管的tgδ;

(4)铁芯绝缘电阻;

(5)绕组连同套管的直流电阻;

(6)绕组的电压比、极性与接线组别;

(7)油纸套管试验。

5 仪器设备要求

(1)温度计(误差±1℃)、湿度计。

(2)2500 V兆欧表:输出电流大于1mA,220 kV及以上变压器试验时输出电流宜大于5 mA。

(3)直流发生器:要求输出电压高于试验电压,输出电流大于绕组的泄漏电流,通常在0.5 mA以上,电压脉动因数小于3%。在保证精度的前提下,可使用直流发生器自带的电压表(1.5级)和微安表(0.5级)。(4)介质损耗测试仪(介质损耗测量精度为1%,电容量精度为0.5%)。(5)变压器直流电阻测试仪(0.2级):120 MVA以下变压器输出电流宜大于10 A, 120MVA及以上变压器输出电流宜大于20 A,180 MV A以上变压器输出电流宜大于40A。

(6)变压比测试仪(0.2级)。

所有使用仪器均应在校验有效期内。

6 试验人员资质要求和职责

6.1 试验人员资质

负责人为高压试验高级工以上,参加人为熟练试验工。

6.2 职责

(1)作业负责人应承担试验方案制定、试验接线检查、试验结果的现场确认和原始记录审核。

(2)作业负责人对试验过程中的安全问题负责,作业负责人可本身担任安全监督员,也可指定参加作业的一名人员担任安全监督员。

(3)作业参加人的职责:准备试验仪器设备,进行试验接线、操作、测量等,如实记录数据、编写试验报告。

(4)作业组应自觉维护所用仪器设备,包括去现场前确认仪器设备的可用性,试验完成交还仪器设备时复核其状态,如实记录和反映存在或出现的问题。

7 作业程序

7.1 绕组连同套管绝缘电阻、吸收比与极化指数

7.1.1 测试方法

测量绕组绝缘电阻时,应依次测量各绕组对地和其他绕组间绝缘电阻值。被测绕组各引出端应短路,其余各非被测绕组应短路接地。

7.1.2 试验步骤

(1)测量并记录环境温度和湿度,并记录变压器顶层油温平均值作为绕组绝缘温度。

(2)测量前应将被测绕组短路接地,将所有绕组充分放电。

(3)各非被测绕组短路接地,被测绕组各引出端短路,测量记录15、60、600s的绝缘电阻值。

(4)关闭兆欧表,被测绕组回路对地放电。

(5)测量其他绕组。

7.1.3 试验结果判断依据(或方法)

(1)可利用公式R2二R1 x 1.5(t1-t2)/10,将不同温度下的绝缘值换算到同一温度下,与上一次试验结果相比应无明显变化,一般不低于上次值的70%(式中R1、R2分别为在温度t1、t2下的绝缘电阻值)。

(2)在10~30℃范围内,吸收比不小于1.3;极化指数不小于1.5。吸收比和极化指数不进行温度换算。

(3)对于变压器绝缘电阻、吸收比或极化指数测试结果的分析判断最重要的方法就是与出厂试验比较,比较绝缘电阻时应注意温度的影响。由于干燥工艺的改进变压器绝缘电阻越来越高,一般能达到数万兆欧,这使变压器极化过程越来越长,原来的吸收比标准值越来越显示出其局限性,这时应测量极化指数,而不应以吸收比试验结果判定变压器不合格。变压器绝缘电阻大于10000 MΩ时,可不考核吸收比或极化指数。

7.1.4 注意事项

(1)测量吸收比时应注意时间引起的误差。

(2)试验时注意兆欧表的L端和E端不能对调。

(3)试验时设法消除表面泄漏电流的影响。

(4)准确记录顶层油温,因为变压器的绝缘电阻随温度变化而有明显的变化。

7.2 绕组连同套管的直流泄漏电流

7.2.1 测试方法

(1)根据相关规程和所试变压器绕组的额定电压确定试验电压,并根据试验电压选择合适电压等级的电源设备、测量仪表。试验中被测绕组短接,各非被测绕组短路接地。

(2)试验前应将变压器套管外绝缘清扫干净。

7.2.2 试验步骤

(1)将变压器各绕组引线断开,将试验高压引线接至被测绕组,其他非被测的绕组短路接地。

(2)按接线图(如图1所示)准备试验,保证所有试验设备、仪表仪器接线正确、指示正确。

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(3)记录顶层油温及环境温

度和湿度。

(4)确认一切正常后开始试

验。先空载分段加压至试验电

压,以检查试验设备绝缘是否良

好、接线是否正确。

(5)将直流电源输出加在被

试变压器绕组上,测量时,加压

到0.5倍试验电压,待1 min后读取泄漏电流值。然后加压到试验电压,待1 min后读取泄漏电流值。

(6)被测绕组试验完毕,将电压降为零,切断电源,必须充分放电后再进行其他操作。

7.2.3 试验结果判断依据

(1)试验电压见表1。

表1试验电压值kV

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(2)绕组的直流泄漏电流测量从原理上讲与绝缘电阻测量是完全一样的,能发现的缺陷也基本一致,只是由于直流泄漏电流测量所加电压高,因而能发现在较高电压作用下才暴露的缺陷,故由泄漏电流换算成的绝缘电阻值应与兆欧表所测值相近。

(3)500 kV变压器的泄漏电流一般不大于30μA。

(4)任一级试验电压时,泄漏电流的指示不应有剧烈摆动。

7.2.4 注意事项

(1)分级绝缘变压器试验电压应按被试绕组电压等级的标准,但不能超过中性点绝缘的耐压水平。

(2)高压引线应使用屏蔽线以避免引线泄漏电流对结果的影响,高压引线不应产生电晕。

(3)微安表应在高压端测量。

(4)负极性直流电压下对绝缘的考核更严格,应采用负极性。

(5)由于出厂试验一般不进行直流泄漏测量,直流泄漏电流值应符合有关标准规定,并为以后预试比较判断留存依据。

(6)如果泄漏电流异常,可采用干燥或加屏蔽等方法加以消除。

7.3 绕组连同套管的tgδ

7.3.1 测试方法

(1)测量时根据试品的接地状况选择正接线或反接线。在有干扰时应设法排除以保证测量结果的可靠性。试验中被测绕组短接,各非被测绕组短路接地。

(2)试验前应将变压器套管外绝缘清扫干净。

(3)试验原理接线图(参照各介质损耗测试仪试验接线)。

7.3.2 试验步骤

(1)测量并记录顶层油温及环境温度和湿度。

(2)按照仪器接线图连接试验线路,应注意测试高压线的对地绝缘问题。

(3)按照各介质损耗测试仪操作说明进行试验。

7.3.3 试验结果判断依据(或方法)

(1)不同温度下的tgδ值一般可用公式tgδ2= tgδ1×1.3(t2-t1)/10换算(式中tgδ1、tgδ2分别为在温度t1、t2下的tgδ值),20℃时tgδ不大于下列数值:

500 kV 0.6%

110~220 Kv 0.8%

35 kV 1.5%

(2)交接时应测量变压器绕组的tgδ,并作为该设备原始记录,以后试验应与原始值比较,应无明显变化(一般不大于30%)。

(3)试验电压如下:

绕组电压10 kV及以上10 kV

绕组电压10 kV以下U n

(4)绕组tgδ与原始值比较变大或变小都可能是缺陷的反映,同一变压器各绕组的tgδ应基本一致。

7.3.4 注意事项

(1)介质损耗测量能发现变压器整体受潮、绝缘油劣化、严重的局部缺陷等,但对于大型变压器的局部缺陷而言,其灵敏度较低。

(2)在试验中高压测试线电压为10 kV,应注意对地绝缘问题。

7.4 铁芯绝缘电阻

7.4.1 测试方法

打开铁芯接地连接片,测量铁芯对地的绝缘电阻值。

7.4.2 试验步骤

(1)测量并记录顶层油温及环境温度和湿度。

(2)将地线端子用接地线和变压器的外壳连接好,用绝缘把手将相线接触被测变压器的铁芯,开始测量,记录60s的绝缘电阻值。

(3)关闭兆欧表并将被测变压器的铁芯放电。

7.4.3 试验结果判断依据(或方法)

(1)绝缘电阻值不低于10 MΩ(使用2 500 V兆欧表)。

(2)测量铁芯绝缘电阻的主要目的是检查铁芯是否存在多点接地,按这个目的要求:使用2 500 V兆欧表加压1 min应无闪络或击穿现象,绝缘电阻要求很低。但是铁芯绝缘电阻与变压器器身绝缘有一定的对应关系,如果铁芯绝缘电阻过低,应查明原因。

7.4.4 注意事项

(1)在试验中读取绝缘电阻数值后,应先断开接至被试品的连接线,然后再将兆欧表停止运转;

(2)注意对试验完毕的变压器铁芯必须充分放电。

7.5 绕组连同套管的直流电阻

7.5.1 测试方法

(1)使用变压器直流电阻测试仪进行测量。

(2)试验原理接线图(参照各直流电阻测试仪试验接线)。

7.5.2 试验步骤

(1)测量并记录顶层油温及环境温度和湿度。

(2)将测量设备或仪表通过测试线与被测绕组有效连接,开始测量。(3)测试完毕应使用测量设备或仪表上的“放电”或“复位”键对被测绕组充分放电。

7.5.3 试验结果判断依据(或方法)

(1)按公式R2=R1(T+t2)/(T+t1)将测量值换算到同一温度(式中R1、R2分别为在温度t1、t2下的电阻值,t1可取为交接试验时的变压器绕组温度;T为电阻温度常数,铜导线取235,铝导线取225)。(2)1.6 MVA以上的变压器,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,线间差别应不大于三相平均值的1%。

(3)1.6 MVA及以上变压器,相间差别一般应不大于三相平均值的4%;线间差别一般应不大于三相平均值的2%。

(4)各相绕组电阻与以前相同部位、相同温度下的历次结果相比,不应有明显差别。

(5)三相不平衡率是判断的重要标准,各种标准、规程都作了详细明确的规定。交接时与出厂时比较三相不平衡率应无明显变化,否则即使小于规定值也不能简单判断为合格。

7.5.4 注意事项

(1)测量一般应在油温稳定后进行。只有油温稳定后,油温才能等同绕组温度,测量结果才不会因温度差异而引起温度换算误差。

(2)对于大型变压器测量时充电过程很长,应予足够的重视,可考虑使用去磁法或助磁法。

(3)应注意在测量后对被测绕组充分放电。

7.6 绕组的电压比、极性与接线组别

7.6.1 测试方法

(1)在出厂试验时,检查变压器极性与接线组别及所有分接头的变压比,目的在于检验绕组匝数、引线及分接引线的连接、分接开关位置及各出线端子标志的正确性。对于安装后的变压器,主要是检查分接开关位置及各出线端子标志是否正确。可使用专用变压比测试仪进行测试。(2)试验原理接线图(参照变压比测试仪使用接线)。

7.6.2 试验步骤

(1)将专用变压比侧试仪与被测变压器的高压、低压绕组用测试线正确连接。

(2)根据被测变压器的铭牌、型号对变压比测试仪进行设置。

(3)运行测试仪便可得到被测变压器的变压比、极性与接线组别。

7.6.3 试验结果判断依据(或方法)

(1)各相应分接的电压比顺序应与铭牌相同。

(2)电压35 kV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%,其他分接的偏差应在变压器阻抗值(%)的1/10以内,但不得超过1%。

(3)三相变压器的接线组别或单相变压器的极性必须与变压器的铭牌和出线端子标号相符。

7.6.4 注意事项

(1)对于一个绕组有分接开关的多绕组变压器,可只测量带分接开关

绕组对一个绕组所有分接头的变压比,而对第三绕组只测额定变压比。(2)测试前应正确输人被测变压器的铭牌、型号。

7.7 油纸套管试验

7.7.1 试验项目

(1)主绝缘及末屏对地的绝缘电阻。

(2)主绝缘及末屏对地的tgδ和电容量。

7.7.2 试验接线

tgδ和电容量测量参照介损测试仪接线图,采用正接法。

7.7.3 试验步骤

(1)测量时记录环境温度和设备的顶层油温。

(2)测量变压器套管tgδ时,与被试套管相连的所有绕组端子连在一起加压,其余绕组端子均接地,末屏接电桥,正接线测量。tgδ和电容量测量接线图参照介质损耗测试仪接线图。

(3)tgδ与电容量测试完毕,使用兆欧表测量末屏对地的绝缘电阻。测量后应对末屏充分放电。

(4)试验完毕恢复套管的末屏接地。

7.7.4 试验结果判断依据(或方法)

(1)主绝缘20℃时的tgδ值应不大于表2中的数值。

表2主绝缘的rgδ值(20℃)%

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(2)当电容型套管末屏对地绝缘电阻低于1000MΩ时,应测量末屏对地的tgδ;加压2kV,其值不大于2%。

(3)试验时应对电容量的测量有足够的重视,当电容量变化达到±5%时(或达到一层电容屏击穿引起的变化)应认真处理。

(4)油纸绝缘电容式套tgδ试验时,一般不低于10℃,而且不进行温度换算。

8 原始记录与正式报告

8.1 对原始记录与正式报告的要求

(1)原始记录的填写要字迹清晰、完整、准确原始记录上注明使用的仪器设备名称及编号。

(2)当记录表格出现某些“表格”确无数据记录时,可用“/”表示此格无数据。

(3)若确属笔误,出现记录错误时,允许用“单线划改”,并要求更改者在更改旁边签名。

(4)原始记录应由记录人员和审核人员二级审核签字;原始记录的记录人与审核人不得是同一人。试验原始记录的内容及格式参考附录A。(5)试验报告应由拟稿人员、审核人员、批准人员三级审核签字,正式报告的拟稿人与审核/批准人不得是同一人。

(6)原始记录及试验报告应按规定存档,以备查阅。

8.2 试验原始记录的内容及格式

试验原始记录的内容及格式参考附录A。

附录A(规范性附录)

变压器常规试验原始记录

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