变压器试验技术简介(二)

2018-10-26

原文:王国刚  鲜椒微电气

6. 各试验 项目的主要注意要点

(1) 电压比 测量与联接组标号检定

1为联结 组标号检定最基本的测量方法。工厂试 验时除了采用电桥法进行电压比测量和联接组标号检定之外,如果用 户所在地区不具有新式电桥,则工厂试验时,应按右 图所示采用最基本的方法对联结组标号进行检定,以便为 现场试验提供比较的基础。

1:联结组标号检定

电压比 和联结组是变压器最基本的性能参数。

变压器 并联运行的三个主要条件为:电压比相同,联结组标号相同,短路阻抗相同。第四个 条件是容量比为0.52.0;实际应用时,建议采 用相同容量变压器并联运行。

(2) 绕组电阻测量

测量两个量:以Ω(或mΩ)为单位的电阻值,以℃为单位的温度值,两者缺一不可。

当低压 绕组的阻值很小,如小于1mΩ时,测量低压绕组电阻时,为了使 铁心快速饱和以缩短测量时间,可以串入HV绕组。铁心中的磁通与NI(绕组匝 数与通过的电流的乘积)成正比,HV绕组的匝数比LV的大很多,效果很明显,可以使测量时间由40min缩短至10min

测量电流It的选取:

测量电流为直流电流。

1.2**I0It15%In

I0为用A表示的空载电流;In为绕组的额定电流。

It ≥1.2**I0的目的 是使铁心能够达到饱和;It15%In的目的 是为了防止电流过大加热绕组,产生温度变化,造成测量误差。

例如三 绕组变压器容量为500/500/167MVA,HV/LV额定电流分别为721.69A/2921.74AHV/LV联结组为YNd11,空载电流为I0=0.24%。

计算得:

HV绕组测量电流需要0.29AIt108A

LV绕组测量电流需要2.59AIt380A

在满足 上述要求的前提下,测量电流尽可能大。

(3) 绝缘电阻测量

l 绝缘电 阻是时间的函数;若不指明时间,则隐含指1min时的绝缘电阻。

l 绝缘电 阻也是温度的函数。

l 标准中 给出了不同温度时绝缘电阻的换算公式R2=R1*1.5^((t1-t2)/10);该公式 的定性趋势正确,定量数值尚待研究。

l 工厂试验时,应重点 关注绝缘电阻本身的数值,而不要 过多纠结辅助判据吸收比和极化指数的数值大小。吸收比为R60/R15,即60s的绝缘电阻与15s的比值;极化指数为R10/R1,即10min的绝缘电阻与1min的比值。

很多年前——大约八十年代以前,煤油气 相干燥设备尚未投入使用,使用热 风循环干燥器身。那时器 身的干燥程度远没有目前的彻底,因此引入吸收比、极化指 数作为绝缘电阻值的辅助判据。

目前,器身的 干燥已经很彻底,吸收、极化现 象已经非常微弱,继续使 用这个微弱的辅助判据已经不符时宜。

(4) 介损的测量

l 介损也是温度的函数。

l 标准中 给出的换算公式tanδ2=tanδ1*1.3^((t2-t1)/10);该公式 的定性趋势正确,定量数值也尚待研究。

(5) 空载电 流与空载损耗测量

l 供电电 源保持良好的正弦波形。

l 空载电 流较小并用百分数表示,有效数 字位数至少为两位。

l 注意检 查是否存在剩磁。

(6) 短路阻 抗与负载损耗测量

l 注意试验回路补偿。

l 各绕组 对之间的负载损耗,最后换 算成三绕组联合运行负损耗。

l 多测量4个分接 位置的短路阻抗,为后来 的分接开关切换试验做好准备。假如调压范围为±8*1.25%,则额定分接为9 继续测量781011位置的短路阻抗。

l 变压器 各绕组的容量关系为向量和。

(7) 温升试验

l 低压侧 短路工具应选取具有电动快速打开功能;热态电 阻测量时间要求,第一个 测量点的时间不宜超过 Sn <100MVA: 2min

100MVA≤Sn500MVA: 3min

Sn > 500MVA: 4min

l 变压器 装配完后至试验之前的几个最后步骤:

真空注油——热油循环——静放——电气试验

可以尝 试按下述步骤进行温升试验,即把温 升试验插入至真空注油与热油循环之间,即:

真空注油——温升试验——热油循环——静放——电气试验

按第二 个步骤进行温升试验时,尚无空 负载损耗测量结果,此时可借用设计值;等到其 后的空负载试验完成后,再对温 升结果做进一步计算。

(8) 雷电冲击试验

雷电冲 击试验包括三个回路:主回路、测量回路、截波回路。

主回路:冲击电 压发生器所在的回路。

测量回路:分压器所在的回路。

截波回路:截波装置所在回路。

l 各回路 按要求严格接线。

l 所有接线应牢固。

l 若大厅地面绝缘良好,则地线 可以放置于地面;否则若 大厅地面为钢板,表面环氧树脂层较薄,则建议地线绝缘。

(9) 雷电冲 击电位分布测量

l 在器身状态下测量。

l 被试品 的连接方式与高电压下试验的雷电冲击试验完全相同。

l 做好记录,保证试 验完后的探针数量与试验前严格相等。

l 重新包扎插针部位。

(10) 操作冲击试验

HV入波和LV入波均 为标准允许的方法,可以选 用试验效率高的方法进行试验。

(11) LTAC试验

l 只要使 线端对地达到规定的试验电压即可,所以对 三相变压器应逐相试验。

l 注意回路补偿,使发电 机回路始终保持为感性电流,防止容 性电流造成发电机自激的情况发生。

(12) IVWIVPD试验

l LTAC试验类似,均为感应性试验,所以注意回路补偿。

l IVPD需要局放测量,所以,回路连接应规范,试验场 地的空间净距保持足够,避免周 围待试品对局放测量产生干扰影响。

(13) 局放超声定位

l 局放超 声定位对变压器故障位置的查找极其有用。

l 局放超声定位原理:

超声信 号在变压器内部,包括变压器油、绝缘纸 板等介质中的传播速度近似认为v=1.4m/ms,电信号 的传播速度近似认为300000m/ms,远远大 于超声信号的传播速度;相对于超声信号来说,可以认 为电信号无时延传播;以电信号为参考,可以求 出超声信号相对于电信号的时延Δt Δt*v即是局 放源至超声传感器所在位置的距离。

从理论上说,在油箱 的不共线三点布置三个超声传感器,即可一 次确定局放源的位置。

虽然原理不甚复杂,但是,超声信 号的捕捉不是容易的事情。既需要 一定的理论知识,同时也 需要一定的实践经验。

(14) 风扇和 油泵电机吸取功率测量

本项试 验最好在温升试验结束或者负载电流试验结束时,也可在过程中测量;否则在 其它状态下可能与实际情况不符,结果也可能偏高。

温升试 验或负载电流试验时,油的粘 度与运行状态下较为接近。低温下测量时,油的粘度较大,测量结果可能偏高。

(15) 有载分 接开关切换试验

假如分接调压范围为±8*1.25%,那么额定为9分接,其两侧 两个位置分别为871011

7→891011109 87算一次变换,也可以说是一圈变换。

这样的变换要做10次或10圈。

在短路 阻抗试验时已经测得各位置的短路阻抗,事先计 算好补偿电容值,以确保5个位置均合适。

(16) 电晕和 无线电干扰水平测量

l 电晕和 无线电干扰水平测量属于局放试验。

l 局放试 验有视在电荷法(又叫脉冲电流法)和无线电干扰法,前者局放测量单位为pC,后者单位为µV;两者之 间没有换算关系。

l 无线电干扰法是IEEE规定的局放测量方法;据介绍,IEEE即将废止该测量方法,而优先 采用视在电荷法。

(17) 油流静电测量

变压器 不励磁开动所有油泵,包括备用油泵,运行4小时;期间监测各端局放量,并测量中性点、铁心、夹件对地静电电流。

(18) 开动油泵时局放测量

继油流静电测量之后,继续开动所有油泵,在不停 油泵情况下进行局放测量,试验方法类似IVPD;施加电压为1.5Um/1.58Ur/Um为被试品最高电压,Ur为被试品额定电压;持续时间30min或60min

(19) 三相变 压器零序阻抗测量

零序阻 抗测量仅对三相变压器而言;单相变压器无需测量,其零序 阻抗等于正序阻抗,即通常 所说的短路阻抗。

变压器 的负序阻抗也无需测量。电力系统中电气设备,除旋转电机外,其负序 阻抗均等于正序阻抗。

对于三绕组变压器,最好在 几种组合方式下进行零序阻抗测量,电力系 统短路电流计算时可能需要这些参数。

(20) 绕组频响特性测量

l 这项技 术对理论性和实践性要求都比较强,缺一不可。

l 绕组频 响特性需要与其它测量结果结合起来综合判断,仅靠绕 组频响特性本身,难以做出确切推断。

l 建议频 响特性曲线用绿颜色表色正常状态,红颜色表示异常状态,以符合常规习惯。

(21) 变压器油色谱分析

变压器 油色谱分析是变压器电气试验不可或缺的一个重要手段。

变压器 油色谱分析的特征气体常用的有CH4(甲烷)C2H6(乙烷) C2H4(乙烯) C2H2(乙炔) H2(氢气)CO(一氧化碳) CO2(二氧化碳)

温度不 高时变压器油即能分解出CH4,随着温度的升高,油中产 生气体的顺序如下:

CH4 C2H6  C2H4(500)  C2H2 (800 1000)

不同故障类型,主要特 征气体含量不同,据此可 以对故障情况作出推断。表5为油中 故障类型与主要特征气体之间的关系。

5:油中故 障类型与主要特征气体

异常情况的类型

特征气体

油纸绝缘中局部放电

H2CH4CO

油中火花(或电弧)

C2H2H2

油和纸中电弧

C2H2H2COCO2

油过热

CH4C2H4

油和纸过热

CH4C2H4COCO2

三比值法:C2H2/C2H4、CH4/H2C2H2/C2H6,通过过 去试验过程中的大量使用,个人的看法是:

该方法可以作为参考,对工厂 试验时故障类型的判断不是十分有效;也许对 运行中的变压器故障类型的判断或许有很好的指导作用。

运行中的变压器油:

对于各种气体含量,既要注 意各含量的绝对值,又要注 意气体的增长速率,综合判断。

关于变 压器油的主要参考标准有:

GB/T 7252-2001   变压器 油中溶解气体分析和判断导则

DL/T 722-2000  变压器 油中溶解气体分析和判断导则

IEC 60599-2007 对运行 中的充油电气设备内的可溶气体和游离气体分析的解释导则

IEEE C57.104-2008 油浸式 变压器油中所产气体解释导则

 7. Excel在试验工作中的应用

EXCEL是试验工作非常、特别、极其有用的工具,不仅应 掌握而且应熟练掌握。

如绕组电阻测量,利用Excel 表格可 以测量结果一目了然。

Tap No.

Measured Resistance(Ω)

1U-2U

1V-2V

1W-2W

1

0.12249

0.12242

0.12225

2

0.11898

0.11892

0.11876

3

0.11545

0.11541

0.11525

4

0.11204

0.11198

0.11185

5

0.10853

0.10849

0.10834

6

0.10509

0.10505

0.10493

 7

0.10164

0.10161

0.10145

8

0.09816

0.09814

0.09801

9

0.09440

0.09437

0.09420

10

0.09810

0.09806

0.09796

11

0.10161

0.10157

0.10145

12

0.10505

0.10502

0.10491

13

0.10858

0.10854

0.10842

14

0.11202

0.11197

0.11187

15

0.11554

0.11549

0.11539

16

0.11897

0.11893

0.11884

17

0.12242

0.12236

0.12236

 


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