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油浸式变压器绝缘试验方法

   作者:油浸式变压器厂家 时间:2019-08-27 14:25 点击 次
    油浸式变压器毛病的检测技术是精确确诊毛病的首要手法,依据DL/T596—1996电力设备预防性实验规程规则的实验项目及实验顺序,首要包括油中气体的色谱剖析、直流电阻检测、绝缘电阻及吸收比、极化指数检测、绝缘介质丢失角正切检测、油质检测、部分放电检测及绝缘耐压实验等。在油浸式变压器毛病确诊中应归纳各种有用的检测手法和办法,对得到的各种检测成果要进行归纳剖析和评判。
 
    关于电压等级为220kV及以下的油浸式变压器,要进行1min工频耐压实验和冲击电压实验以查核其绝缘强度;关于更高电压等级的油浸式变压器,还要进行冲击实验。因为冲击实验比较复杂,所以220kV以下的油浸式变压器只在型式实验中进行;但220kV及以上电压等级的油浸式变压器的出厂实验也规则要进行全波冲击耐压实验。出厂实验中,常选用二倍以上额外电压进行耐压实验,这样能够一起查核主绝缘和纵绝缘。
 
    丈量绕组连同套管一同的绝缘电阻、吸收比和极化指数,对检查油浸式变压器全体的绝缘状况具有较高的灵敏度,能有用地检查出油浸式变压器绝缘全体受潮、部件外表受潮或脏污以及贯穿性的集中缺点。例如,各种贯穿性短路、瓷件决裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥等现象引起的半贯通性或金属性短路。经历表明,油浸式变压器绝缘在干燥前后绝缘电阻的改变倍数比介质丢失角正切值改变倍数大得多。
 
    一、绝缘电阻、吸收比和极化指数丈量    丈量绕组绝缘电阻时,应顺次丈量各绕组对地和其他绕组间的绝缘电阻值。被测绕组各引线端应短路,其他各非被测绕组都短路接地。将空闲绕组接地的办法能够测出被测部分对接地部分和不同电压部分间的绝缘状态。
 
    1.绝缘电阻丈量顺序和部位
 
    顺序 双绕组油浸式变压器 三绕组油浸式变压器
 
    被测绕组 接地部位 被测绕组 接地部位
 
    1 低    压 外壳及高压 低    压 外壳、高压及中压
 
    2 高    压 外壳及低压 中    压 外壳、高压及低压
 
    3 / / 高    压 外壳、中压及低压
 
    4 (高压及低压) (外    壳) (高压及中压) (外壳及低压)
 
    5 / / (高压、中压及低压) (外    壳)
 
    注:(1)假如表头指标超越量程,应记录为(量程)+,例如10000+,而不该记为∞。
 
    (2)序号4和5的项目,只对15000kVA及其以上的油浸式变压器进行测定。
 
    (3)括号内的部位必要时才进行。
 
    2.兆欧表
 
    丈量绝缘电阻时,对额外电压为1000V以上的绕组,用2500V兆欧表丈量,其量程一般不低于10000MΩ;对额外电压为1000V以下的绕组,用1000V或2500V兆欧表丈量。
 
    3.成果剖析
 
    《规程》中对油浸式变压器绕组的绝缘电阻没有规则详细值,而是选用相对比较的办法,规则按换算至同一温度时,与前一次丈量成果相比无显着改变。若选用绝缘值判别时,通常选用预防性实验绝缘电阻值应不低于装置或大修后投入运转前的丈量值50%。对500kV油浸式变压器,在相同温度下,其绝缘电阻不小于出厂值的70%,20℃时最低电阻值不得低于2000MΩ。
 
    《规程》规则关于电压35kV及其以下容量小于10000kVA的油浸式变压器,在温度10——30℃时,吸收比(K=R60/R15)不小于1.3;关于35kV以上容量大于10000kVA的油浸式变压器,在温度10——30℃时吸收比不小于1.5。实践丈量时,受潮或绝缘内部有部分缺点的油浸式变压器的吸收比挨近与1.0。油浸式变压器绕组绝缘电阻丈量应尽量在50℃时丈量,不同温度(t1,t2)下的电阻值(R1、R2)可按工程简化公式R2=R1×1.5(t1-t2)/10进行核算。
 
    4。注意
 
    为防止绕组上残损电荷导致丈量值偏大,丈量前应将被测绕组与油箱短路接地,其放电时刻应不少于2min。丈量刚停止运转时油浸式变压器,需将油浸式变压器自电网断开后静置30分钟,使油温与绕组温度趋于相同,在进行绝缘电阻等的测定,并把油浸式变压器上层油温作为绝缘温度。关于新投入或大修后的油浸式变压器,应在充满合格油并静止一段时刻,待气泡消除后,方可进行实验。通常,对8000kVA及其以上的较大型油浸式变压器需静置20h以上,对3——10kVA的小容量油浸式变压器,需静置5h以上。
 
    在实践丈量过程中,会呈现绝缘电阻高、吸收比反而不合格的状况,其间原因比较复杂,这时可选用极化指数PI来进行判别,极化指数定义为加压10min时绝缘电阻与加压1min的绝缘电阻之比,即PI=P10/P1。现在现场实验时,常规则PI不小于1.5。
 
    二、走漏电流丈量    丈量走漏电流比丈量绝缘电阻有更高的灵敏度。
 
    1.双绕组和三绕组油浸式变压器丈量走漏电流的顺序与部位
 
    顺序 双绕组油浸式变压器 三绕组油浸式变压器
 
    加压绕组 接地部分 加压绕组 接地部分
 
    1 高    压 低压、外壳 高    压 中、低压、外壳
 
    2 低    压 高压、外壳 中    压 高、低压、外壳
 
    3 / / 低    压 高、中压、外壳
 
    2。走漏电流实验电压规范
 
    丈量走漏电流时,绕组上所加的电压与绕组的额外电压有关。
 
    绕组额外电压(kV)   3   6——10   20——35   66——330   500
 
    直流实验电压(kV)   5   10   20   40   60
 
    3。注意
 
    丈量时,加压至实验电压,待1min后读取的电流值即为所测得的走漏电流值,为了是读数精确,应将微安表接在高电位处。
 
    4.成果剖析
 
    因为走漏电流值与油浸式变压器的绝缘结构、温度等要素有关,所以在《规程》中也不作规则。在判别时要与历年丈量成果的比较,一般状况下,当年丈量值不该大于上一年丈量值的150%,一起还应与同类型的油浸式变压器的走漏电流比较。对500kV油浸式变压器的走漏电流不作规则,但一般不大于30μA。
 
    三、介质损耗角正切丈量
 
    1.意图
 
    丈量油浸式变压器的介质损耗角正切值tanδ首要用来检查油浸式变压器全体受潮、釉质劣化、绕组上附着油泥及严峻的部分缺点等,是判别31。5MVA以下油浸式变压器绝缘状态的一种较有用的手法。丈量油浸式变压器的介质损耗角正切值是将套管连同在一同丈量的,可是为了提高丈量的精确性和检出缺点的灵敏度,必要时可进行分解实验,以判明缺点所在位置。
 
    2。成果处理
 
    表4-4给出了《规程》规则tanδ丈量值,丈量成果要求与历年数值进行比较,改变应不大于30%。当选用电桥法丈量时,关于作业电压10kV及以上的绕组,实验电压为10kV;关于作业电压为10kV及其以下的绕组,实验电压为额外电压。当选用M型实验器时,实验电压通常选用2500V。
 
    表4-4 介质损耗角正切值规则
 
    油浸式变压器电压等级 330——500kV 66——220kV 35kV及以下
 
    tanδ 0。6% 0。8% 1。5%
 
    3.注意
 
    丈量温度以顶层油温为准,尽量使每次丈量的温度相近。丈量应尽量在油温低于50℃下进行,不同温度下(t1、t2)的tanδ值(tanδ1、tanδ2)可按如下工程简化公式进行换算:
 
    油浸式变压器介质损耗角正切丈量成果常受外表泄露和外界条件(如搅扰电场和大地条件)的影响,应采纳办法削减和消除这种影响。
 
    3.丈量办法
 
    (1)平衡电桥丈量办法
 
    因为油浸式变压器外壳均直接接地,所以多选用QS-1型西林电桥的反接法进行丈量。对双绕组和三绕组油浸式变压器的丈量部位见表5-5。
 
    表5-5 电桥法丈量油浸式变压器绕组的部位
 
    双绕组油浸式变压器 三绕组油浸式变压器
 
    序号 丈量端 接地端 序号 丈量端 接地端
 
    1 高压 低压+铁芯 1 高压 中压、铁芯、低压
 
    2 低压 高压+铁芯 2 中压 高压、铁芯、低压
 
    3 高压+低压 铁芯 3 低压 高压、铁芯、中压
 
    4 高压+低压 中压、铁芯
 
    5 高压+中压 低压、铁芯
 
    6 低压+中压 高压、铁芯
 
    7 高压+中压+低压 铁芯
 
    对双绕组油浸式变压器丈量tanδ及C时,接线如图4-1所示。从上述接线办法中能够明晰地看出,丈量所得的数据并不是各绕组的tanδ和C,需求在丈量后进行核算。
 
    图4-1   双绕组油浸式变压器丈量tanδ及C接线办法
 
    (a)高压-低压及地    (b)低压-高压及地     (c)(高压+低压)-地
 
    关于三绕组油浸式变压器丈量C及tanδ的接线办法如图4-2所示。
 
    图4-2 三绕组油浸式变压器C及tanδ丈量接线图
 
    (a)高压-中、低压及地  (b)中压-高、低压及地   (c)低压-高、中压及地
 
    (d)(高+中)压-低压及地;(e)(中+低)压-高压及地;
 
    (f)(高+低)压-中压及地,(g)(高+中+低)压-地
 
    能够推导出油浸式变压器各绕组对地和油浸式变压器绕组间的C和tanδ
 
    (2)、非平衡电桥丈量法
 
    用非平衡电桥丈量(M型介质实验器)双绕组和三绕组油浸式变压器的tanδ,其丈量顺序和办法按表4-6所示办法进行。丈量时M型介质实验器的实验电压均为2500V。
 
    表4-6  M型介质实验器丈量油浸式变压器tanδ的办法
 
    双绕组油浸式变压器 三绕组油浸式变压器
 
    序号 丈量部位 屏蔽绕组 序号 丈量部位 屏蔽绕组
 
    丈量端 接地端 丈量端 接地端
 
    1 高压 低压 -- 1 高压 低压 中压
 
    2 高压 -- 低压 2 高压 -- 低压、中压
 
    3 低压 低压 -- 3 低压 中压 高压
 
    4 低压 -- 低压 5 低压 -- 高压、中压
 
    5 中压 高压 低压
 
    6 中压 -- 高压、低压
 
    7 悉数 -- --
 
    在双绕组油浸式变压器中,实验2直接测出高压-地的tanδ,实验4直接测出低压-地的tanδ。若实验1、2、3、4所丈量的视在功率分别为S1、S2、S3、S4,有功功率分别为P1、P2、P3、P4,则高压-低压之间的。
 
    在三绕组油浸式变压器中,实验2、4、6可直接测出高压、低压、中压对地的tanδ。若实验1、2、3、4、5、6所测得的视在功率分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6,有功功率分别为P1、P2、P3、P4、P5、P6,则高压-低压之间的,低压-中压之间的,中压-高压之间的。
 
    在电气实验中容易呈现的错误接线剖析
 
    依据《电力设备预防性实验规程》(DL/T596-1996)的规则, QSI型高压西林电桥丈量油浸式变压器绕组介质损耗因数的正确接线。其被试绕组短接加高压,非被试绕组短接接地,以防止因绕组电感的影响而构成各侧绕组端部和尾部电位差较大,影响丈量的精确度。
 
    常见的错误接线为绕组不短接。使用等值电路剖析可知,所测得的介质损耗因数tanδ’大于实践值tanδ。当绕组两端短接后再加压时,则因为电容电流在电感性绕组内方向相反,发作相互抵消的磁通,即电感L值极小,将不致发作太大的误差。现场曾对某6.3MVA、220kV油浸式变压器在不同接线的丈量成果下表,绕组不短接测得的介质损耗因数,显着大于绕组短接后的丈量值。
 
    四、沟通耐压实验    沟通耐压实验是鉴定绝缘强度最有用的办法,特别对查核主绝缘的部分缺点。如绕组主绝缘受潮、开裂、绕组松动、绝缘外表污染等,具有决定性效果。
 
    沟通耐压实验关于10kV以下的油浸式变压器每1——5年进行一次;关于66kV及以下的油浸式变压器仅在大修后进行实验,如现场条件不具备,可只进行外施工频耐压实验;关于其他的油浸式变压器只在替换绕组后或必要时才进行沟通耐压实验。
 
    (1)油浸式变压器替换绕组后的沟通耐压实验规范
 
    (2)括号内数值用于不固定接地或小电流接地系统;
 
    (3)干式油浸式变压器定期实验按出厂值85%进行。
 
    在油浸式变压器注油后进行实验时,需求静置必定时刻。通常500kV油浸式变压器静置时刻大于72h,220kV油浸式变压器静置时刻大于48h,110kV油浸式变压器静置时刻大于24h.。
 
    出厂实验电压规范同悉数替换绕组的电压规范,而大修后的实验电压规范同部分替换绕组后实验电压规范。
 
    2。接线
 
    进行沟通耐压实验时,被试油浸式变压器的正确接线办法是被试绕组一切套管应短路衔接(短接)并接高压实验油浸式变压器,非被试绕组也要短接并可靠接地,如图4-3所示,图中只画出了一组绕组。
 
    T1---实验油浸式变压器;T2---被试油浸式变压器
 
    当进行沟通耐压实验时,油浸式变压器的衔接办法不正确,或许损坏被试油浸式变压器绝缘。
 
    3.绝缘毛病判别
 
    在油浸式变压器沟通耐压实验时,除了发作击穿能够判别油浸式变压器存在绝缘毛病外,还能够依据实验过程中的一些异常现象来判别是否存在隐含的绝缘缺点:
 
    (1)在升压阶段或持续时刻阶段,发作清脆、响亮的“当”、“当”放电声响,这种声响很像金属物碰击油箱的声响,这往往是因为油隙间隔不行或者是电场畸变等所构成的油隙一类绝缘结构击穿所形成的。并且此时还伴有放电声,电流表指示值发作突变。当重复进行实验时,放电电压下降并不显着。
 
    (2)实验中,若发作较小的“当”、“当”放电声,且外表摆动不大,在重复实验时放电现象却消失了。这往往是油浸式变压器油中有气泡,在电场力的效果下,或许构成一条必定长度的很狭窄的气隙通道,因为气泡的耐电强度比油低,当气隙通道发展到必定长度时,将或许导致气隙通道击穿,最后导致油浸式变压器油击穿。假如油浸式变压器油中气泡不多,气隙通道放电后缩短了,这时气泡被击穿后,油浸式变压器油或许不再击穿。这种部分击穿所呈现的放电声响,或许是细微、断续的,电流表的指示值也不会变动。由气泡所引起的无论是贯穿性的或者是部分性的放电,在重复实验中或许会消失,因为在放电后,气泡容易从上部逸走。
 
    (3)在加压过程中,油浸式变压器内部有炒豆般的放电声,而电流表的指示值还很稳定,这或许是因为悬浮的金属件对地放电所形成的。在制作过程中,铁心或许没有和夹件经过金属片衔接,使铁心在电场中悬浮,因为静电感应的效果,在必定电压下,铁心对接地的夹件就开始放电。
 
    五、油浸式变压器油中水分丈量
 
    1.原因
 
    油浸油浸式变压器在运转中会受到电、热、机械力、化学腐蚀和光辐射等外界要素的影响,致使油浸式变压器油和纤维材料逐渐老化蜕变,分解出微量水分。
 
    因为密封不严,潮气和水分也会进入油箱内,使油中的水分逐渐增多。
 
    当水分含量超越必定限度时,就会使绝缘功能显着下降,乃至危及油浸式变压器安全。若油中不含固体杂质,当油的含水量在40ppm(1ppm=10-6)以下时,一般具有十分高的击穿强度,而当油中含水量超越100ppm时,或当油中存在固体杂质,含水量为5ppm时,其击穿强度都将下降到很低,有的还或许成为引起绝缘破坏的直接原因。
 
    2。检测办法
 
    丈量绝缘电阻、走漏电流和tanδ能够定性断定油浸式变压器绝缘是否受潮,但不能直接定量地测定油浸式变压器油纸中含水量。现在常见的定量丈量油浸式变压器微量水分含量的办法有:气相色谱法、库仑法。
 
    《规程》规则了油浸式变压器油中微水含量值,见表4-8所示,对运转时的油浸式变压器应尽量在顶层油温高于50ºC时采样。
 
    六、部分放电丈量
 
    1.油浸式变压器部分放电特点
 
    油浸式变压器内部绝缘结构首要选用油纸绝缘,其绝缘结构较复杂,在设计过程中或许构成部分区域场强过高;油浸式变压器在丈量过程中或许导致绝缘中含有气泡和较多的水分,在运转过程中油纸劣化可分解出气泡,机械振动和热胀冷缩可构成部分开裂也会呈现气泡等等,这些状况都会导致在较低外施电压下发作部分放电。
 
    油浸式变压器放电脉冲是沿绕组传达的,放电脉冲波沿绕组传达的衰减随丈量频率的添加而增大。关于油浸式变压器来说,油中放电对绝缘损坏是首要的,而油中放电时延较长、低频分量较大。
 
    2.局放分类
 
    油浸式变压器中部分放电可分为:
 
    (1)绕组中部油——屏障绝缘中油道击穿;
 
    (2)绕组端部油道击穿;
 
    (3)接触绝缘导线和纸板(引线绝缘、搭接绝缘、相间绝缘)的油间隙击穿;
 
    (4)引线、搭接纸等油纸绝缘中部分放电;
 
    (5)线圈间(纵绝缘)的油道击穿;
 
    (6)匝间绝缘部分击穿;
 
    (7)纸板沿面滑闪放电。
 
    3.油浸式变压器部分放电丈量
 
    油浸式变压器部分放电丈量首要包括三种状况:单相励磁油浸式变压器、三相励磁油浸式变压器和油浸式变压器套管抽头的丈量,它们丈量的根本接线如图4-6所示。
 
    图4-6 油浸式变压器部分放电丈量根本原理图
 
    (a)单相励磁油浸式变压器;(b)三相励磁油浸式变压器;(c)油浸式变压器套管抽头
 
    《规程》规则,对220kV及以上的油浸式变压器在大修后、220kV及以上或120MVA及其以上的油浸式变压器替换绕组后和必要时进行部分放电实验。油浸式变压器部分放电实验选用分段升压的办法,实验时首先将实验电压升到U1=1.3Um/√3或U1=1.5Um/√3保持5min,并在此电压下进行部分放电丈量,然后将实验电压加到U2=Um保持5s,然后将电压加到U1,保持30min,并进行丈量。其间Um为油浸式变压器最高作业电压,在U1=1.5Um/√3下的放电量应不大于500pc,在U1=1.3Um/√3下的放电量应不大于300pc。
 
    在电压升至U1及由U1再下降的过程中,应记录起始、平息放电电压。在整个实验过程中,应接连调查放电波形,并按必定的时刻间隔记录放电量。在整个实验期间试品不发作击穿,在U1的第二阶段的30min内,一切丈量端子测得的放电电量接连地持续在答应的限值内,并无显着的增加趋势,则试品合格。假如放电量曾超出答应限值,但之后有下降并低于答应的限值,则实验继续进行,直到30分钟的期间内部分放电量不超越答应的限值,试品才合格。
 
    4.油浸式变压器部分放电丈量中的搅扰抑制
 
    在加压前,调查未接通高压电源及接通高压电源后是否存在较大的搅扰,实验前记录一切丈量电路上的背景噪声水平,其值应低于规则的视在放电量的50%。
 
    消除油浸式变压器部分放电测验现场的搅扰,对精确丈量至关重要。油浸式变压器现场实验的搅扰有两种状况:一种是实验回路未通电前就存在搅扰,其首要来源于实验回路以外的其他回路中的开关操作、邻近高压电场、电机整流和无线电传输等;另一种是在实验回路通电后发作的搅扰,这种搅扰包括实验油浸式变压器自身的部分放电、高压导体上的电晕或接触不良放电,以及低压电源测部分放电、经过实验油浸式变压器或其他连线耦合到测验回路中的搅扰等。对来自电源的搅扰,可选用在高压实验油浸式变压器的初级设置低通滤波器、电源侧加装屏蔽式隔离油浸式变压器、实验油浸式变压器的高压端设置高压低通滤波器的办法。关于高压段部电晕放电,可选用适宜的无晕环(球)及无晕导杆作为高压连线。关于接地搅扰,有必要选用整个实验回路一点接地办法。
 
    在实验过程中遇到的首要搅扰有:
 
    (1)高压端部和引线的电晕放电。波形特点是在实验电压的负半波呈现刷状放电脉冲。
 
    (2)实验油浸式变压器的部分放电。其波形与被试油浸式变压器的放电波形共同,需求选用更高额外电压的实验油浸式变压器。
 
    (3)悬浮放电搅扰。需求选用清理现场的办法抑制悬浮放电。
 
    (4)充油套管外表放电。需求从法兰到伞群之间的瓷外表刷半导体漆。

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