变压器试验：出厂、交接、预防性试验及注意事项

变压器试验分为出厂试验、交接试验、预防性试验。

(一)变压器出厂试验

电力变压器的出厂试验分为例行试验、型式试验和特殊试验三种类型。例行试验是每台变压器出厂都要进行的试验项目,通常又称为出厂试验;型式试验是在一种类型的产品中抽测1或2台变压器来进行的试验项目;特殊试验是由用户提出,并与制造厂协商同意的试验项目。

1000kV主体变和调压补偿变分体布置,所以部分试验需分别进行,部分试验项目需整体进行。

(二)变压器交接试验

变压器交接试验是指变压器现场安装以后,交付投运前所进行的试验。试验目的有两个:①检验变压器的安装质量;②建立变压器长期运行的比较基准。

(三)变压器预防性试验

变压器预防性试验是指对已投入运行的变压器按规定的试验条件(如规定的试验方法、试验设备、试验电压等)、试验项目、试验周期所进行的定期试验。

下面详述1000kV油浸式电力变压器、电抗器常用预防性试验项目、周期和要求。

1.油中溶解气体色谱分析

(1)周期。

1)变压器、电抗器1个月1次;对新装、大修、更换绕组后增加第1、2、3、4、7、10、30天。

2)大修后。

3)必要时。

(2)要求。

1)新装变压器的油中任一项溶解气体含量不得超过下列数值:

总烃:20μL/L;H2:10μL/L;C2 H2:不应含有。

2)大修后变压器的油中任一项溶解气体含量不得超过下列数值:

总烃:50μL/L;H2:50μL/L;C2 H2:痕量。

3)变压器的油中一旦出现C2 H2,即应缩短检测周期,跟踪变化趋势。

4)运行设备的油中任一项溶解气体含量超过下列数值时应引起注意:

总烃:150μL/L;H2:150μL/L;C2 H2:1.0μL/L。

5)烃类气体总和的产气速率大于0.5m L/h,相对产气速率大于10%/月,则认为设备有异常。

(3)说明。

1)1000kV变压器、电抗器注入前、注入后、变压器长时空载试验后、投运第1、2、3、4、7、10、30天时进行。

2)总烃包括:CH4、C2 H6、C2 H4和C2 H2四种气体,溶解气体组分含量的单位为μL/L。

3)溶解气体组分含量有增长趋势时,可结合产气速率判断,必要时缩短周期进行追踪分析。

4)总烃含量低的设备不宜采用相对产气速率进行分析判断。

5)新投运的变压器应有投运前的测试数据。

6)从实际带电之日起,即纳入监测范围。

2.红外测温试验

定期对变压器和电抗器进行红外测温,可以提前发现很多较为隐蔽的缺陷,提高设备维护检修水平。如变压器漏磁通产生的涡流损耗引起的箱体发热;变压器内部异常发热,引起箱体局部温度升高;冷却装置及油路系统异常,潜油泵过热、管道堵塞或阀门未开、油枕缺油或假油位等;高压套管介损增大、套管缺油、导电回路连接件接触不良等。

红外测温试验的周期为带负荷一个月内(但应超过24h),每3个月一次或必要时。按《带电设备红外诊断应用规范》(DL/T 664)要求执行。注意事项:①测量套管及接头、油箱壳、油枕、冷却器及其进出口等部位;②试验时应记录运行电压和环境温度与湿度等。

3.绕组直流电阻

绕组电阻测量是变压器实验中既简单又重要的一个试验项目,通过绕组电阻测量,可以检查绕组内部导线的焊接质量,引线与绕组的焊接质量,分接开关、引线与套管等载流部分接触是否良好等。

影响变压器绕组电阻测量准确度的因素包括:测量仪表的准确级,接线的方法,温度测量,读数的视差,试品的接触状况和电流稳定情况(电源的质量)等。采用直流电阻测试仪测量,测量准确性高,灵敏度高,并具有直接读数的优点。

测量时应准确地读取绕组温度(即所在油箱油温),并将电阻换算到参考温度(一般出厂试验温度为75℃)。

变压器的电感比较大,因此直流电路中电流的稳定时间比较长,特别是测量三相五柱铁芯大型变压器的低压三角形连接绕组的直流电阻时,在电路和磁路中不仅有电感的作用,还有电路的各支路及磁路的各支路中的过渡过程,电流的稳定时间特别长。但是不能增加电源电流的方法来缩短测试时间,为防止励磁涌流造成变压器差动保护误动,1000kV侧绕组测试电流不宜大于2.5A,其他绕组测试电流不宜大于5A,并在直流电阻试验后对变压器进行消磁。

绕组直流电阻试验周期为1年,在投运前、大修后、无磁调压变压器变换分接位置或必要时都需测量。要求:①各相绕组电阻相互间的差别,不应大于三相平均值的2%;且三相不平衡率变化量大于0.5%应引起注意,大于1%应查明原因;②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,其差别不应大于2%,当超过1%时应引起注意;③电抗器参照执行。

绕组直流电阻测量注意事项:①不同温度下的电阻值按下式换算:R2=R1(T+t2)/(T+t1),式中R1,R2分别为在温度t1、t2下的电阻值;T为电阻温度常数,铜导线取235;②无激磁调压变压器投入运行时,应在所选分接位置锁定后测量直流电阻;③1000kV侧绕组测试电流不宜大于2.5A,其他绕组测试电流不宜大于5A。

4.绕组绝缘电阻、吸收比和极化指数

绝缘特性试验是在较低电压下,以比较简单的手段,从各种不同的角度鉴定绝缘的性能。

绝缘特性试验一般包括:绝缘电阻测量、吸收比测量、极化指数测量、介质损耗因数测量。

绝缘介质在直流电压作用下,流过绝缘介质的电流是随着时间的增加而逐渐减小,并逐渐趋于稳定值。这种电流是三种电流之和,他们分别是位移电流、吸收电流及泄漏电流。

位移电流:是施加电压时对绝缘介质几何电容的充电电流,一般在极短的时间内衰减。当撤去电压时流过和充电时相反的放电电流,同样很快衰减。

吸收电流:是绝缘介质在施加电压后,由于介质的极化,偶极子转动等原因而产生的。它是随着时间缓慢衰减的电流。

泄漏电流:是由于在绝缘介质内部或表面移动的带电粒子产生的传导电流,它一般不随时间的改变而改变。

绝缘电阻:外施电压U除以全电流I,由于电流是随着时间变化的量,所以绝缘电阻也是随着时间变化的量,当测量时间足够长时,全电流衰减到只有泄漏电流时,绝缘电阻达到稳定值。

吸收比:R1min/R15s,(即1min绝缘电阻/15s绝缘电阻)。

极化指数:R10min/R1min,(即10min绝缘电阻/1min绝缘电阻)。(www.xing528.com)

介质损耗因数(tanδ):变压器绝缘在交流电压的作用下有极化损耗和电导损耗,这种损耗用介质损耗因数来表示,介质损耗因数为有功功率与无功功率的比值。

周围大气条件、外绝缘表面污秽程度、油温等都会影响测量结果。绝缘电阻和介质损耗因数与油的温度关系都很大,所以在试验中要准确记录油的温度。绝缘电阻一般是随着温度的上升而下降。目前,随着变压器制造工艺水平的提高,现在变压器绝缘电阻的测量值较高,但吸收比较低。

绕组绝缘电阻、吸收比和极化指数试验周期为1年,投运前、大修后或必要时。要求:①绝缘电阻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%(10000MΩ以上可不考核);②在10～30℃范围内,吸收比一般不低于1.3,极化指数不低于1.5,绝缘电阻大于10000MΩ时,吸收比和极化指数可仅作为参考。

绕组绝缘电阻、吸收比和极化指数试验注意事项:①采用5000V及以上兆欧表;②测量前被试绕组应充分放电;③测量温度以顶层油温为准,尽量在相近的温度下试验;④尽量在油温低于50℃时试验;⑤吸收比和极化指数不进行温度换算。

5.绕组连同套管的电容量和tanδ

绕组连同套管的电容量和tanδ的试验周期为1年,投运前、大修后或必要时。要求:①20℃时的tanδ不大于0.6%;②tanδ值与历年的数值比较不应有明显变化(一般不大于30%),电容量也不应有明显变化;③试验电压10kV。

绕组连同套管的电容量和tanδ测量注意事项:①非被试绕组应接地,被试绕组应短路;②同一变压器各绕组的tanδ标准值相同;③测量温度以顶层油温为准,尽量在相近的温度下试验;④尽量在油温低于50℃时试验。

6.电容型套管的tanδ和电容值

见第6章。

7.铁芯(有外引接地线的)绝缘电阻

变压器或电抗器铁芯(有外引接地线的)绝缘电阻试验周期为1年,投运前、大修后或必要时。要求:①与以前试验结果相比无明显差别;②出现两点接地现象时,运行中接地电流一般不大于0.1A。注意事项:①采用2500V兆欧表;②夹件也有单独外引接地线的需分别测量。

8.绕组泄漏电流

绕组泄漏电流试验周期为1年,投运前、大修后或必要时。要求:

(1)试验电压见表2-8。

表2-8　1000kV绕组泄漏电流变压器试验电压　单位:kV

(2)由泄漏电流换算成的绝缘电阻值应与兆欧表所测值相近(在相同温度下)。注意事项:①读取1min时的泄漏电流值;②泄漏电流值与历史数据比较无明显变化。

9.绝缘油试验

(1)周期。

1)投运前。

2)1年。

3)大修后。

4)必要时。

(2)项目。

1)外观:透明、无杂质或悬浮物;将油样注入试管冷却至5℃在光线充足的地方观察。

2)水溶性酸p H值:≥4.2;按《运行中变压器油水溶性酸测定法》(GB/T 7598)进行试验。

3)酸值(mg KOH/g):≤0.1;按《石油产品酸值测定法》(GB/T 264)或《运行中变压器油、汽轮机油酸值测定法(BTB)法》(GB 7599)进行试验。

4)闪点(闭口)(℃):与新油原始测量值相比不低于10℃;按《石油产品闪点测定法》(GB/T 261)进行试验。

5)水分(mg/L):≤10;运行中设备,测量时应注意温度影响,尽量在顶层油温高于50℃时采样,按《运行中变压器油、汽轮机油水分测定法(气相色谱法)》(GB/T 7601)进行试验。周期为:①半年;②必要时。

6)击穿电压(kV):≥60;按《绝缘油击穿电压测定法》(GB/T 507)和《电力系统油质试验方法 第9部分:绝缘油介电强度测定法》(DL/T 429.9)方法进行试验。

7)界面张力(25℃)(m N/m):≥19;按《石油产品油对水界面张力测定法(圆环法)》(GB/T 6541)进行试验。

8)tanδ(90℃):≤0.02;按《液体绝缘材料相对电容率、介质损耗因数和直流电阻率的测量》(GB/T 5654)进行试验。

9)体积电阻率(90℃)(Ω·m):≥1×1010;按《绝缘油体积电阻率测定法》(DL/T 421)进行试验。

10)油中含气量(v/v)(%):一般不大于3;按《绝缘油中含气量的气相色谱测定法》(DL/T 703)进行试验。周期为:①投运前;②1年;③必要时。

11)油泥与沉淀物(m/m)(%):一般不大于0.02;按《石油产品和添加剂机械杂质测定法(重量法)》(GB/T 511)方法试验,若只测定油泥含量,试验最后采用乙醇一苯(1∶4)将油泥洗于恒重容器中称重。

12)油中颗粒度:按《油中颗粒数及尺寸分布测量方法(自动颗粒计数仪法)》(SD 313)或《电力用油中颗粒污染度测量方法》(DL/T 432)试验,为今后运行积累数据。

10.测温装置及其二次回路试验

测温装置及其二次回路试验周期为1年或大修后。要求测温装置密封良好,指示正确。测温电阻值应和出厂值相符,在规定的周期内使用。绝缘电阻一般不低于1MΩ,测量绝缘电阻采用2500V兆欧表。

11.气体继电器及其二次回路试验

气体继电器及其二次回路试验周期为1年或大修后。要求气体继电器整定值符合《气体继电器检验规程》(DL/T 540)要求,动作正确。绝缘电阻一般不低于1MΩ,测量绝缘电阻采用2500V兆欧表。

12.冷却装置及其二次回路试验

冷却装置及其二次回路试验周期为1年、投运前或大修后。投运后,检查油泵流向、温升和声响正常、无渗漏;绝缘电阻一般不低于1MΩ,测量绝缘电阻采用2500V兆欧表。

13.变压器绕组变形试验

变压器绕组变形试验周期为不超过6年、更换绕组后或必要时(如出口短路)。要求变压器绕组变形试验与初始结果相比,或三相之间结果相比无明显差别。注意事项:①每次测量时,变压器外部接线状态应相同;②应在最大分接下测量;③出口短路后应创造条件进行试验;④应采用频率响应法和低电压阻抗法。

14.振动测量

在变压器或电抗器振动声响异常时,进行振动测量。变压器、电抗器振动测量结果,与出厂值相比,不应有明显差别。

15.噪音测量

在变压器或电抗器更换绕组后或声响突然增大时,进行噪音测量。在额定电压及额定频率下不大于合同规定值;按《电力变压器 第10部分 声级测定》(GB/T 1094.10)的要求进行。

16.油中糠醛含量、绝缘纸(板)聚合度、绝缘纸(板)含水量

油中糠醛含量、绝缘纸(板)聚合度、绝缘纸(板)含水量在必要时才进行测量,具体要求见《1000kV交流电气设备预防性试验规程》(GBZ 24846)。