1、變壓器感應耐壓試驗,2011-2-21,試驗目的,變壓器絕緣可分為主絕緣和縱絕緣，交流外施耐壓試驗只考驗了全絕緣變壓器主絕緣的電氣強度，而感應耐壓試驗是考核全絕緣變壓器縱絕緣的電氣強度；對中性點是半絕緣的變壓器來說，其主絕緣、縱絕緣都可由感應耐壓試驗進行考核,試驗儀器、設備的選擇,所需設備主要包括試驗電源、中間變壓器、補償電抗器、高壓分壓器、支撐變壓器及電壓、電流測量設備等。 （一）試驗電源 1.試驗電源頻率的選擇 變壓器進行感應耐壓試驗時，施加在變壓器繞組上的試驗電壓高于運行電壓數(shù)倍。此時必然出現(xiàn)鐵芯飽和激磁電流急劇增加造成鐵芯飽和以及變壓器發(fā)熱燒毀,根據(jù)電磁感應定律 為了使變壓器在施加2倍

2、以上額定電壓時鐵芯不飽和，就需要提高實驗電源的頻率至2倍頻以上，一般頻率范圍為100300Hz，大容量變壓器感應耐壓試驗時，常用100250Hz,2.現(xiàn)場常用試驗電源 中頻發(fā)電機組 變頻電源 三倍頻發(fā)生裝置 3.試驗電源容量的選擇 感應耐壓所需容量是由被試變壓器的鐵損、勵磁無功功率、繞組間和對地電容的充電容量三者所決定。,（1）鐵損P0的估算 變壓器鐵損與電源頻率和磁通密度的變化有關，根據(jù)試驗結(jié)果，其鐵損P0與額定頻率下的鐵損 的關系可用下式表示： 式中P0試驗頻率下的鐵損，kW； fn額定工作頻率50Hz； fs試驗時所采用的頻率，Hz； ks試驗電壓與額定電壓的比值； 額定頻率下的鐵損，k

3、W； m系數(shù)。對冷軋硅鋼片取1.6，對熱扎硅鋼片取1.3； n系數(shù)。對冷軋硅鋼片取1.9，對熱扎硅鋼片取1.8。 分相進行三相變壓器感應耐壓試驗時，非被試相系半壓勵磁，也應按所加電壓進行鐵損的計算。,（2）勵磁無功功率Qm的估算,根據(jù)變壓器原理可以得到如圖3所示的等效電路圖。由于試驗頻率提高，變壓器鐵芯不飽和，可以認為Lm基本不變。此時根據(jù)空載試驗參數(shù)可得：,低壓側(cè)看進去被試變壓器等效電路圖,（3）電容無功功率的估算 知道了變壓器的等效電容即可按下式計算容性無功功率 式中 Qc容性無功功率，kvar； fs試驗頻率，Hz； Us試驗電壓，kV； C變壓器等效電容，F(xiàn)。 試驗所需的容量由下式求得

4、：,中間變壓器 1.變比選擇 感應耐壓試驗時，將被試變壓器高、中壓側(cè)分接開關調(diào)至1檔，使全部線匝都受到考驗。 此時高低壓間變比： K1=UH相/UL相 高中壓變比: K2=Um相/UL相,2.電壓分布計算 根據(jù)試驗電壓標準和下圖所示試驗加壓接線和方法，各級電壓分布計算如下（以U相試驗為例）,被試相高壓端對地及相間電壓 被試相高壓端繞組兩端電壓 被試相中壓端對地及相間電壓 高壓繞組中性點對地電壓 低壓繞組外施電壓 中間變壓器的容量應大于或等于電源容量，且阻抗應盡可能小。理想情況是使中間變壓器一次側(cè)電壓等于試驗電源額定輸出電壓，二次電壓等于被試品試驗電壓,（三）補償電抗器 當電源采用中頻發(fā)電機組，

5、被試變壓器呈容性時，必須使用補償電抗器，使負荷呈感性，以避免發(fā)生諧振和發(fā)電機自勵磁過電壓。 當電源采用變頻電源或三倍頻電源時，在容量滿足的條件下，可不用補償電抗器；或經(jīng)計算選擇補償電抗器 補償電抗器選擇原則如下： （1）按照變壓器入口電容選擇并聯(lián)電抗器，使諧振頻率在100Hz。 （2）也可固定加壓頻率在100200Hz，根據(jù)試驗需要選擇補償電抗器,（四）分壓器 （五）支撐變壓器 支撐變壓器是為感應耐壓試驗專門設計的變壓器，通常為單相，具有多種組合的變壓比，相鄰變壓比之間差別不大但調(diào)壓范圍寬,危險點分析及控制措施,防止高處墜落 使用專用爬梯上下變壓器；在變壓器上作業(yè)應系好安全帶；220kV及以上

6、變壓器，需解開高壓套管引線時，宜使用高處作業(yè)車，嚴禁徒手攀爬變壓器高壓套管 防止高處落物傷人 高處作業(yè)使用工具袋，上下傳遞物件應用繩索拴牢，嚴禁拋擲。裝運起吊試驗設備需認真檢查確保鋼絲繩、U型環(huán)完好合格。掛穩(wěn)、吊平，緩慢升降，嚴禁吊臂下站人。 防止工作人員觸電 拆、接試驗接線前，應將變壓器各繞組對地充分放電，以防止剩余電荷、感應電壓傷人。注意保持與帶電體的安全距離 。試驗現(xiàn)場周圍必須設明顯標志，防止誤入試驗現(xiàn)場。 防止被試設備損壞,試驗前的準備工作,了解被試設備現(xiàn)場情況及試驗條件 試驗儀器、設備的準備 辦理工作票并做好試驗現(xiàn)場安全和技術措施,現(xiàn)場試驗步驟及要求,（一）試驗要求和方法 1.試驗方

7、法 （1）自身勵磁法 端部對地電壓滿足試驗電壓要求時，其匝間試驗電壓將超過規(guī)定值，所以很少單獨采用。 （2）自偶支撐法 以電壓較低的繞組或以同電壓等級的非被試相來支撐被試相的高壓繞組。 （3）外加支撐變壓器法,2.試驗分類 感應耐壓試驗分為短時感應耐壓試驗（ACSD和ACLD），短時感應耐壓試驗電壓數(shù)值和加壓順序如圖2所示。 加壓順序（相對地電壓）： （1）在不大于2/3U的電壓下接通電源； （2）升高電壓到1.1Um/ ，保持5min （3）上升到U2，保持5min （4）上升到U1，其實驗時間按第（3）條規(guī)定 （5）試驗后立刻不間斷地降壓到U2，保持時間大于5min （6）降低到1.1Um

8、/ ，保持5min （7）當電壓降低到1/3U2以下時，方可切斷電源。,3.試驗時間 當試驗電壓頻率等于或小于2倍額定頻率時，全電壓下試驗時間為60s；當試驗電壓頻率大于2倍額定頻率時，全電壓下試驗時間t按下式計算: t=120(f1/f2) t試驗電壓持續(xù)時間； f1額定頻率； f2試驗電源頻率。試驗電壓持續(xù)時間不小于15s。,（二）試驗接線及步驟 1.試驗接線 （1）全絕緣變壓器 對于110kV級及以下的全絕緣的變壓器，一般為三相變壓器，其實驗接線如下圖所示，試驗中要選擇合適的接地點，以避免電位懸浮。,該種方法只能滿足線間達到試驗電壓，對中性點和線圈還需進行一次外施高壓主絕緣耐壓試驗。外絕

9、緣是否承受住了感應耐壓，需要根據(jù)試驗后的空載損耗測試與試驗前的測量值進行比較才能判斷。,(2)分級絕緣變壓器 分級絕緣變壓器外施電壓只能考核中性點的絕緣水平。由于分級絕緣變壓器高壓均為星形連接，無法采取全絕緣變壓器試驗接線方法，只能采用單相感應法。 1）單相分級絕緣變壓器的直接勵磁法,1)繞組具有并聯(lián)回路且在中部出線的單相變壓器試驗接線及向量圖如下圖所示,2)高壓繞組端部出線的變壓器試驗接線如下圖所示,3)單相三繞組變壓器試驗接線圖,中壓繞組在高、低壓繞組之間的接線圖,低壓繞組在高、中壓繞組中間的接線圖,單相三繞組自耦變壓器的試驗接線及電位分布圖如下圖所示,圖ZY1800506002-5 單相

10、三繞組自耦變壓器的試驗接線,2）單相分級絕緣變壓器的支撐法,為了滿足試驗電壓的要求，大多情況下，要借助于被試品的其它繞組或支撐變壓器來完成感應耐壓試驗。下圖是采用支撐法進行單相變壓器感應耐壓的四種典型情況,3）三相分級絕緣變壓器,感應電壓通常采用施加單相電壓逐相進行，國際電工委員會推薦的幾種接線如下圖所示。,當試驗設備不滿足正常的試驗要求或試驗線路絕緣不允許時，可采用非被試相勵磁的試驗方法。,圖(a)是接線組別為YNyn0，圖(b)是接線組別為 YNd11，勵磁電壓都僅為被試相勵磁電壓的一半。圖(c)是被試變壓器高壓側(cè)非被試相勵磁的試驗線路圖。,2.試驗條件 1）變壓器常規(guī)絕緣試驗應全部合格

11、2）變壓器真空注油后，靜止相應時間并徹底排氣 套管TA二次短路接地 3）試驗前后取變壓器本體油樣作色譜分析,3.試驗步驟 1）檢查被試品狀態(tài)，放出油箱及套管升高座內(nèi)的殘留氣體，檢查油箱和繞組的接地是否正確； 2）安裝均壓罩，端接套管式TA二次端子，將試驗設備吊裝到位 3）根據(jù)變壓器類型，選擇合適的加壓方法，并連接好試驗線路 4）裝設安全圍欄，并設專人看守； 5）確認電源自動開關在分斷位置，接好電源，在試驗設備良好的情況下，將電源設備輸出端接到被試變壓器加壓相。 6）合上電源自動開關。 7）試驗人員和安全負責人到位，加壓前由試驗負責人負核試驗接線，確保接線無誤方可升壓 8）升壓至1/31/2額定

12、電壓，觀察各部分電壓電流值，確認回路各部分正常后，按標準規(guī)定試驗程序加壓 9）試驗結(jié)束后，迅速降低試驗電壓至零，切斷電源。將被試變壓器接地充分放電后拆線。,試驗注意事項,1）對大型變壓器，當用中頻發(fā)電機組作電源時，要注意自勵磁現(xiàn)象 2）試驗前應保證變壓器常規(guī)試驗都必須合格 3）試驗應在小于1/3的試驗電壓下合閘，并隨時監(jiān)視試驗電源和被試品的電壓和電流有無異常變化，變壓器內(nèi)部有無異常聲響。若有異常，應立即降壓斷電檢查 4）被試變壓器高、中壓側(cè)分接開關應盡量調(diào)到1檔 5）試驗電壓測量需用分壓器在設備高壓端直接測量以避免容升效應 6）試驗電壓的波形應為正弦波，以有效值為準施加電壓,試驗結(jié)果分析及報告

13、編寫,（一）試驗結(jié)果分析 試驗標準及要求 電力變壓器 第3部分 絕緣水平、絕緣試驗和外絕緣空氣間隙（GB1094.3-2003） 電氣裝置安裝工程 電氣設備交接試驗標準（GB 50150-2006 ） 輸變電設備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程（Q/GDW 188-2008） 對中性點半絕緣產(chǎn)品的感應高壓試驗要同時使繞組對地、與相鄰繞組最近點、匝間和兩相間的絕緣都能受到試驗，并盡可能達到規(guī)定的試驗電壓值。 現(xiàn)場短時感應耐壓試驗按出廠值的80%施加，電壓標準如表1、2所示,感應耐壓試驗電壓標準,分級絕緣變壓器中性點端子的額定耐受電壓,試驗結(jié)果分析,試驗合格標準： 1.試驗電源或被試品的電壓和電流不發(fā)生變化 2.被試品內(nèi)部沒有放電聲，或有輕微放電聲但復試中消失 3.感應耐壓試驗前后的空負荷試驗數(shù)據(jù)無明顯差異,試驗報告編寫,試驗報告填寫應包括試驗單位、委托單位、試驗時間、試驗人員、天氣情況、環(huán)境溫度、濕度、變壓器的運行編號、變壓器型號、變壓器上層油溫及相關技術參數(shù)、試驗結(jié)果、試驗結(jié)論等。 報告附頁應注明試驗所依據(jù)的規(guī)程，記錄所使用的儀器設備、儀表的名稱、型號、制造廠、