变压器试验技术简介(一)

2018-10-23

 原文:王国刚  鲜椒微电气


序言:变压器 试验技术经过以往的岁月得到了很大的发展。其发展 经历了这样的过程:从早先 的仅仅判断变压器是否能通过耐压试验,到后来 的对变压器众多参数的详尽测试。新的成 熟性试验技术的应用,为厂内 试验的故障诊断提供了极大的方便。

1. 试验分类与试验标准

1.1 变压器的试验分类:

l 按场地划分:

现场试验、工厂试验

l 按制造过程划分:

半成品试验、成品试验

半成品 试验包括型式性半成品试验与例行性半成品试验。

例行性半成品试验:每台半 成品均要进行的试验项目,如套管CT试验、电压比 测量与联接组标号检定、绕组电阻测量等。

型式性半成品试验:新产品 研制过程中要进行的试验项目,如铁心叠装完后,缠绕临时绕组,进行铁心损耗测量等。

成品试验包括:例行试验、型式试验、特殊试验。

例行试验:每台产 品出厂前都要进行的试验项目。

型式试验:新产品 要进行的试验项目;一般周期为5年;或者没到5年,而原设 计产品的制造场地、制造人员、产品原材料、生产设备……,发生了重大变化,也应进行型式试验。

特殊试验:标准规定的特殊项目,以及标准中没有规定,用户与 制造厂协商达成一致的试验项目。

1.2 试验标准

变压器 试验应按照一定的标准来进行,这些标准包括:

国际标准、国家标准、行业标准、工厂标准。

国际标准→国家标准→行业标准→工厂标准,程度上逐渐严格。

l 国际标准

国际标准公认的有:

IEC标准,如IEC60076-XX

IEEE标准,如IEEE Std C57.12.xx

l 国家标准

GB1094系列,如GB1094.xx

l 行业标准

常见的由DLDL/TJBJB/T打头,均为行业标准。

l 工厂标准

有些试 验项目的具体数值,国际标准、国家标准、行业标 准没有规定或无法规定,需要制定工厂标准(或者称企业标准)做补充规定。如绝缘电阻、介损等 的具体数值需要在工厂标准中给予规定。

2. 我国的 试验技术水平与特高压输电线路概况

2.1 我国的 变压器试验技术水平

我国的 变压器试验技术处于国际一流水平,主要表 现在以下三个方面:

(1) 我国输 变电工程的快速发展,使试验 工程师在超高压、特高压 产品的试验方面积累了较为丰富的经验;

(2) 随着特 高压交直流输变电设备的制造,促进了 国内相关试验设备、测量仪 器的突破性发展;

(3) 国内建 造了许多无与伦比的特高压试验大厅。

2.2 特高压 交直流输电线路

我国是 世界上最先拥有±800kV直流输电线路的国家;±1100kV直流输 电线路正在建设之中。

我国也 是世界上最先拥有1000kV交流输电线路的国家。

印度的交流765kV已经运行数年;虽具有1200kV交流输电线路,仅为2km的试验线路,已经带电;但还没 进入商业运行阶段。

印度的±400kV直流输 电线路已经运行数年;±800kV已有两 条线路投入运行,其它线路在建;印度将 是紧随我国之后,世界上第二个拥有±800kV输电线路的国家。

3. 几个最常用的IECGB变压器试验标准

1:几个最常用的IECGB变压器试验标准

IEC

GB

名称

GBIEC的关系

IEC  60076-1 2011

GB1094.1  2013

电力变压器第1部分总则

修改采用

IEC  60076-2 2011

GB1094.2  2013

电力变压器第2部分温升

修改采用

IEC  60076-3 2000

GB1094.3  2003

电力变压器第3部分绝缘水平、绝缘试 验和外绝缘空气间隙

等效采用

IEC  60076-3 2013

------

------

------

idt—等同采用,identical

eqv—等效采用,equivalent

mod—修改采用,modified

neq—非等效采用,none equivalent

等同采 用的主要意思是,修改原 标准中的错别字、笔误,版面保持一致;

等效采 用的主要意思是,除了修改原 标准中的错别字、笔误之外,版面可能调整。

从等同→等效→修改→非等效,与原标 准的差异逐渐加大。

4. 液浸式 变压器工厂试验项目

Um>72.5kV变压器试验项目为例。

下表所 列试验项目及表达方式均参照最新版本,即GB 1094.12013版和IEC 60076-3 2013版。

2:变压器工厂试验项目

序号

试验项目

类型

1

液浸式 变压器压力密封试验

例行

2

充气式 变压器油箱压力密封试验

例行

3

变压器油试验

例行

4

电压比 测量和联结组标号检定

例行

5

绕组电阻测量

例行

6

绝缘电阻、吸收比、极化指数测量

例行

7

绕组绝 缘介质损失因数tanδ、绕组对 地和绕组间的电容测量

例行

8

低电压空载电流测量

特殊

9

低电流短路阻抗测量

特殊

10

铁心和 夹件的绝缘试验

例行

11

套管的介损、电容测量

例行

12

绝缘试验前后90%100%110%电压下 空载损耗与空载电流测量

例行

13

雷电冲击(LI,  LIC, LIN, LIMT)

见表3

雷电冲 击传递电压测量

特殊

14

操作冲击(SI)

见表3

操作冲 击传递电压测量

特殊

15

外施耐压(AV)

例行

16

线端交流耐压(LTAC)

见表3

17

感应耐压(IVW)

见表3

18

带有局 部放电测量的感应电压试验(IVPD)

见表3

19

短路阻 抗与负载损耗测量

例行

20

温升试验

型式

21

负载电流试验(不需温升试验的)

特殊

22

负载时声级测量

型式

23

风扇和 油泵电机吸取功率测量

型式

24

有载分接开关试验

例行

25

绝缘试 验后空载电流与空载损耗测量

特殊

26

空载状态下声级测量

型式

27

长时间空载试验

特殊

28

空载电流谐波测量

特殊

29

空载励磁特性测量

特殊

30

电晕和 无线电干扰水平测量

特殊

31

油流静电测量

特殊

32

开动油泵时局放测量

特殊

33

三相变 压器零序阻抗测量

例行

34

辅助绝缘试验

例行

35

绕组频响特性测量

特殊

36

变压器油色谱分析

例行

37

短路承受能力试验

特殊

38

短路承 受能力试验之后重复上述例行试验

例行

以上所列38项试验 并不是每台变压器所必须的,根据电压等级不同,有所差异。400kV500kV765kV常见的 试验项目一般为2025项。

12两项为 非电气试验项目,为了方便目的,一般由装配车间进行,由质量 检查部门控制试验质量。

从第3项开始 为电气试验项目,由试验部门完成。

89两项为特殊试验,其目的 是考虑到现场难以在额定电压和额定电流下进行,为了提供比较的基础,工厂在 低电压和低电流下进行这两项特殊试验。

14项的操作冲 击传递电压测量为特殊项目,属于特殊之中的特殊,一般很 少要求此项试验;因为,在操作 冲击电压作用下,传递到 非被试绕组中的电压几乎按电压比分布。

21项的负载电流试验,许多情 况下用户同时订货几台相同型号的产品,首台进行温升试验,其余各 台进行负载电流试验。多数情况下是1.1In 持续12小时。

37项短路承受能力试验,是一项 非常重大的试验项目。制造厂 一般不为此建立专门的试验站,而由专 门的短路承受能力试验站完成此项特殊试验。变压器 短路承受能力试验站,国内的 有沈阳变压器研究院虎石台强电流试验站、苏州电 气科学研究院强电流试验站、西安西 高院强电流试验站;国际上有荷兰KEMA试验站、意大利CESI试验站。短路承 受能力试验之后,要复试 所有的例行试验,因此说 这项试验是非常重大的一个试验项目。

5. 绝缘试 验新版标准简介

变压器 绝缘试验的主要标准为GB 1094.3IEC60076-3。本文的新版标准指IEC 60076-3 2013版,现版标准指GB 1094.32003(IEC 60076-3 2000版;GB 1094.3 2003等效采用IEC60076-3 2000,两者之间的差异较小)

20174月初向 国家标准制修订部门权威人士做了咨询,新版GB 1094.3正在报批之中。所以,在GB 1094.3新版标 准正式实施之前,简介IEC新版标准的要求时,为了不 至于造成跟将来的GB新版标 准不一致的说法,新版IEC60076-3 2013用英文表达。

3IEC 60076-3 2013对绝缘试验的要求

Um  72.5 kV

72.5 kV < Um  170 kV

Um > 170 kV

Insulation

Uniform

Uniform

Non-uniform

Uniform and non-uniform

Full wave lightning impulse test for the line terminals (LI)

T

R

R

NA(included in LIC)

Chopped wave lightning impulse test for the line terminals (LIC)

S

S

S

R

Lightning impulse test for the neutral terminals (LIN)

S

S

S

S

lightning impulses applied to multiple line terminals simultaneously  (LIMT)

S

S

S

S

switching impulse (SI)

NA

S

S

R

applied voltage test (AV)

R

R

R

R

Line terminal AC withstand voltage test (LTAC)

NA

S

Rb

S

Induced voltage withstand test (IVW)

R

R

R

NA

Induced voltage test with PD measurement (IVPD)

Sa

Ra

Ra

R

R—Routine-------------例行试验

T---Type-----------------型式试验

S---Special--------------特殊试验

NA---Not applicable---不适用

a The requirements of the IVW testcan be incorporated in the IVPD test so that only one test is required.

b The LTAC test for this categoryof transformers can be replaced by a switching impulse test by agreementbetween manufacturer and purchaser.

If specified by the purchaser a switching impulse testusing the method given in Clause 14 shall be performed on the line terminals.The test voltage is given in Table 2(该表指IEC 60076-3 2013中的表 格而不是本文的表格).If this test is carried out, then the Line Terminal AC Withstand Test (LTAC)may be omitted by agreement.

IEC 60076-3 2013版同前 版有较大的不同,主要体现在以下几点:

(1) 试验项目调整

(2) 新增试验项目

(3) 说法上的改变

3右上角 的黄颜色区域为试验项目调整,其含义是对220kV及以上变压器,之前LI为例行,LIC为型式;调整之后LI+LIC为例行,比之前有所严格。

第二个黄颜色区域LIMT为新增项目。

第三个 黄颜色区域属于说法上的改变;LTAC对应之前的ACSDIVPD对应之前的ACLDIVW不属于新增项目,但在之 前试验项目中找不到与之对应的确切项目。

LTACIVWIVPD均为感应性试验,为了清 楚表明各试验的含义,列出表4

4LTACIVWIVPD试验方法

试验种类

Line terminal AC withstand voltage test (LTAC)

Induced voltage withstand test (IVW)

Induced voltage test with PD measurement  (IVPD)

试验方式(频率)

感应(200Hz)

感应(200Hz)

感应(200Hz)

考核方式

线端对地,而不管相间或匝间。

线端对地、相间、匝间同时考核。

线端对地、相间、匝间同时考核。

中性点

中性点可以支撑

接地

接地

被试品相数

逐项进行

三相同时

三相同时

加压时间(200Hz)

30s

30s

30s+60min(2.5min+60min)

30s+5min(Um ≤ 72,5 kV)

加压顺序


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