变压器雷电冲击和操作冲击试验方案编制

（1）阅读变压器相关的技术协议、产品技术数据以及试验标准，确定雷电冲击和操作冲击的试验要求 对于标准雷电冲击全波，其波形如图9-4所示。

图9-4 标准雷电冲击全波

T_f—波前时间 T_t—波尾时间

标准雷电冲击全波的波形要求是：波前时间为1.2μs±0.36μs；波尾时间为50μs±10μs。

对于出线端，一般要求达到标准波形的要求；而对于中性点端子，其波前时间可以放宽到13μs以内。

对于雷电冲击截波试验，其波形要求一般是：截断时间为2～6μs，反峰值一般小于30%。

对于操作冲击波，其波形如图9-5所示。

图9-5 操作冲击波形

操作冲击波的波形要求是：视在波前时间T至少为100μs，一般不大于250μs。超过90%规定峰值的时间T_d至少为200μs，从视在原点到第一个过零点的全部时间T₂至少为500μs，最好为1000μs。

对于变压器雷电冲击和操作冲击耐受电压的峰值，在GB1094.3—2003中也做了具体规定，见表9-2。

表9-2 变压器雷电冲击和操作冲击耐受电压的峰值 （单位：kV）

但有时，对于变压器出线端冲击耐压的耐受值，在技术协议中也有高于国家标准的情况，在制定试验方案时要明确指出。

（2）根据试验要求，确定试验设备 对于雷电冲击试验和操作冲击试验，目前都采用串级冲击电压发生器来进行，在试验方案中要根据试验电压、冲击发生器的效率，以及试品冲击入口电容的大小选择合适的冲击发生器的级数，此外还要选择合适的测量设备，如分压器等。

（3）波形调整的注意事项 调整波形时，在方案中要明确非被试端子支撑电压的大小，不能超过标准中的要求。

（4）雷电冲击试验和操作冲击试验是否合格的判断依据 在试验方案中要明确试验结果的判断依据，在GB 1094.3—2003中规定如下：

1）雷电冲击全波试验判断准则：

①若在降低试验电压下所记录的电压波形和瞬变波形与全电压下所记录的相应瞬变波形无明显差异，则试验合格。

②对于电压波形与数字记录之间可能存在的差异，要做出切合实际的说明，如果对于电压波形与数字记录之间可能存在差异的解释有疑问时，应该再施加三次全电压的冲击波，或者在该端子重做全部冲击试验，如果没有发现差异扩大，则应认为试验合格。

2）操作冲击试验判断准则：

①若示波器或数字记录仪中没有指示电压突然降落或中性点电流中断，则试验合格。

②试验中的辅助观察（如异常的声音）可用来验证示波图和数字记录仪，但这些观察不能作为直接的证据。

（5）对试验现场采取必要的监护措施 由于雷电冲击试验和操作冲击试验的电压都很高，因此在试验方案中必须明确安全防护措施，以避免人身和设备的损坏。

例3 DFP—240000/500变压器雷电冲击试验方案

1.产品技术数据

产品型号：DFP—240000/500

产品代号：1BB.700.024.1

工作号：×××××××××

额定容量：240000kV·A/240000kV·A

电压组合：

额定电流：791.8A/12000A

额定频率：50Hz

联结组标号：Ii0

冷却方式：ODAF

绝缘水平：SI1175LI1550AC680-LI185AC85/LI125AC60

2.试验标准及要求

（1）试验标准 《电力变压器》（GB1094）、《电力变压器试验导则》（JB/T 501）、《油浸式电力变压器技术参数和要求500kV级》（GB/T 16274）和《××××××××机组主变压器技术协议》。

（2）试验要求

1）冲击试验电压见表9-3。

表9-3 变压器雷电冲击试验电压

2）试验电压波形：

①标准全波波形：负极性，（1.2±0.36）μs/（50±10）μs。

②标准截波波形：负极性，截断时间2～5μs，过零系数k＜0.3。

3.试验接线

试验时，变压器外壳、铁心均接地，所有接地点均应接在参考接地点上。变压器绕组分接位置为最大分接（另外两台同型号变压器雷电冲击试验分别在额定最小分接时进行）。

1）500kV高压线端雷电冲击试验接线如图9-6所示。

图中，500kV线端接TCF-4000电容分压器（分压比K=3277），4800kV冲击机14级运行。

2）20kV低压线端雷电冲击试验接线如图9-7所示（以a端为例）。

图9-6 500kV高压线端雷电冲击试验接线

图9-7 20kV低压线端雷电冲击试验接线

图中，20kV线端接300kV冲击电阻分压器（分压比K=360），900kV冲击机2级运行。(www.xing528.com)

3）500kV高压中性点雷电冲击试验接线如图9-8所示。

图中，500kV中性点接300kV冲击电阻分压器（分压比K=360），900kV冲击机4级运行。

4.试验程序

（1）检查被试变压器的油面高度，把升高座部分的放油螺栓松动放气，检查分接位置是否正确。

（2）试验时，同时记录被试线端入波电压和示伤电流波形。被试线端按下列顺序试验：

1）一次或几次降低电压的全波冲击（取50%试验电压）。

图9-8 500kV高压中性点雷电冲击试验接线

2）一次100%电压的全波冲击。

3）一次或几次降低电压的截波冲击（取50%试验电压）。

4）两次100%电压的截波冲击。

5）两次100%电压的全波冲击。

注意：在施加100%试验电压时，每两次冲击间隔时间不小于5min，若记录有误或波形有疑问允许复试1次。中性点试验时试验顺序仅按1）、2）、5）款即可。

5.试验监护

1）在试验场地设立明显的警示装置。

2）在试验连接线的下方设立防护栏，并派专人监护。

3）试验过程中，禁止在试验场地内进行带电作业。

6.试验结果判断与分析

1）若在降低试验电压下所记录的电压波形和瞬变波形与全电压下所记录的相应瞬变波形无明显差异，则试验合格。

2）对于电压波形与数字记录之间可能存在的差异要做出切合实际的说明，如果对于电压波形与数字记录之间可能存在差异的解释有疑问时，应该再施加三次全电压的冲击波，或者在该端子重做全部冲击试验，如果没有发现差异扩大，则应认为试验合格。

例4 变压器操作冲击试验方案编制实例

1.产品技术数据

产品型号：DFP—240000/500

产品代号：1BB.700.024.1

工作号：×××××××××

额定容量：240000kV·A/240000kV·A

电压组合：

额定电流：791.8A/12000A

额定频率：50Hz

联结组标号：Ii0

冷却方式：ODAF

绝缘水平：SI1175LI1550AC680-LI185AC85/LI125AC60

2.试验标准及要求

（1）试验标准《电力变压器》（GB 1094）、《电力变压器试验导则》（JB/T 501）、《油浸式电力变压器技术参数和要求500kV级》（GB/T 16274）、《电力变压器及电抗器的雷电冲击及操作冲击试验导则》（GB 7449）和《××××××××机组主变压器技术协议》。

（2）试验要求

1）试验电压：500kV线端为1175kV（负极性）。

2）试验波形：视在波前时间为100～250μs；大于90%峰值电压的持续时间≥200μs；视在原点到第一个过零点的时间≥500μs。

3.试验电路（见图9-9）

图中，500kV线端接JCF-4000电容分压器（分压比K=3277），4800kV冲击机14级运行。

4.试验程序

1）按图9-9所示方式接线，试验前检查高压A应置于额定分接，检查试品油位，松动放油塞，察看是否有滞留气体。

2）在50%试验电压下，调整入波波形，直至得到满足标准要求的波形。

图9-9 500kV线端操作冲击试验接线

3）在100%试验电压进行前，应施加20%左右的正极性试验电压以产生剩磁。为保证每次100%电压的试验波形相一致，可调整产生剩磁的正极性电压。

5.波形记录

1）测量试验电压并记录入波波形和中性点电流波形。

2）试验时，应将记录试验电压和中性点电流波形的两个通道的扫描时间设为相同，以方便试验结果的判断。

6.试验监护

1）在试验场地设立明显的警示装置。

2）在试验连接线的下方设立防护栏，并派专人监护。

3）试验过程中，禁止在试验场地内进行带电作业。

7.试验结果分析

以电气方法为主，由入波电压、中性点电流波形的变化作为故障判断的依据，同时还应注意产品内有无异常声响。