变压器试验

变压器试验

1 实验类型.................................................................................................................................................................................. 1

1.1 例行试验 ....................................................................................................................................................................... 1 1.2 型式试验 ....................................................................................................................................................................... 2 1.3 特殊试验 ....................................................................................................................................................................... 2 2 电压比试验 ............................................................................................................................................................................ 3

2.1 电压比测量 ................................................................................................................................................................... 3 2.2 绕组并联之路间的等匝试验 ..................................................................................................................................... 3 2.3 绕组电阻测量 ............................................................................................................................................................. 3 3 绕组绝缘的特性试验 ............................................................................................................................................................ 4 4 外施耐压试验、感应耐压试验和局部放电测量 .................................................................................................................. 4

4.1外施耐压试验 又称短时间工频耐压试验 ................................................................................................................ 4 4.2 感应耐压试验 ............................................................................................................................................................... 5 4.3 局部放电测量 ............................................................................................................................................................... 5 5 空载试验与负载试验 .............................................................................................................................................................. 5

5.1 空载试验的目的和意义 ............................................................................................................................................... 6 5.2 负载试验 ....................................................................................................................................................................... 7 6 温升试验.................................................................................................................................................................................. 8 7 试验程序 ................................................................................................................................................................................ 9 8 术语...................................................................................................................................................................................... 12

8.1 端子和中性点 ............................................................................................................................................................. 12 8.2 绕组 ............................................................................................................................................................................. 13 8.3 分接 ............................................................................................................................................................................. 14 8.4 试验分类 ..................................................................................................................................................................... 16

1 实验类型

1.1 例行试验

1） 绕组电阻测量

2） 电压比测量和联结组标号检定

3） 短路阻抗和负载损耗测量

4） 空载电流和空载损耗测量

5） 绕组对地绝缘电阻和（或）绝缘系统电容的介质损耗因数 （tgδ）的测量

6） 绝缘例行试验

7） 有载开关分解试验

8） 绝缘油试验

1.2 型式试验

1） 温升试验

2） 绝缘型式试验

1.3 特殊试验

1） 绝缘特殊试验

2） 绕组对地和绕组间的电容测定

3） 暂态电压零序阻抗测量

4） 三相变压器零序阻抗测量

5） 短路承受能力试验

6） 声级测定

7） 空载电流谐波测量

8） 风扇和油泵电机所吸取功率测量

2 电压比试验

2.1 电压比测量

是为了检查变压器的每个绕组的匝数是否符合图样要求，因此也叫做匝数比试验。

2.2 绕组并联之路间的等匝试验

2.3 绕组电阻测量

变压器绕组在制造过程中，由于每根导线长度有限，加上工艺上的要求（例如纠结式绕组），常常需要进行焊接，容量越大焊点就越多。纠结式绕组一相可达几十处甚至更多。引线装配过程中，分接引线、相间的引线和各相引线的焊点，分接引线与开关之间的紧固连接，开关动、定触头之间的接触环节的质量都必须进行有效的监督。而测量绕组电阻则是一种简单而有效的手段。

在变压器的整个试验过程中，要用绕组电阻来计算电阻上的损耗（I2R）。用此数据来计算校正到参考温度下的阻抗电压、短路阻抗和负载损耗。还要用温升试验测得的冷态电

阻和试验终了时的热态电阻来计算绕组的平均温升。在现场定期维修和检查故障时用以判断缺陷的基本数据，因此必须保证测量的精度。

3 绕组绝缘的特性试验

变压器绝缘试验分为绝缘特性试验和绝缘强度试验两部分。

绝缘特性试验时对产品生产过程中的工艺质量进行监督和间接鉴别绝缘在高压作用下的可靠性的手段。绝缘强度试验则是直接鉴别其是否能承受规定的试验电压（在规定的施加电压的时间内）

4 外施耐压试验、感应耐压试验和局部放电测量

4.1外施耐压试验 又称短时间工频耐压试验

外施耐压试验是考验产品主要绝缘电气强度的最基本的绝缘试验，是发现主绝缘是否合理，绝缘材料有无缺陷和制造工艺是否符合要求的重要手段之一。因此，把它列入出厂试验项目之一，同时也是现场验收试验、修理后试验和定期的绝缘预防性试验的重要项目之一。他对于产品在运行之中绝缘能否承受主大气过电压和操作过电压，是一项重要考核指标。

试验电压的标准

外施耐压试验使用外部的工频交流高压，施加在被试变压器的绕组上，绕组各部位处于同电位下承受工频电压1min,用以考核绕组的绝缘对地绝缘的电气强度。

4.2 感应耐压试验

感应耐压试验是出厂试验的重要项目之一。对于全绝缘的变压器，通常用该项试验产品的从绝缘——绕组的匝间、层间和段间以及相间的绝缘强度，对于分级绝缘的电力变压器和试验变压器，对其绕组的主绝缘和本身的纵绝缘，往往用感应耐压试验同时考核。

4.3 局部放电测量

1 测量变压器局部放电的意义和目的

为了考核变压器绝缘的可靠性，在产品出厂时要进行一些列的绝缘试验。冲击试验、操作波试验、外施高压试验和感应高压试验等，其目的都是为了考核变压器绝缘，对大气电压和操作过电压的短时耐受能力。但是实践表明，许多变压器的损坏，不仅是由于上述两种过电压的短时作用，而是由于多次过电压的积累效应和长期在工频工作电压下局部放电造成的。绝缘介质中局部放电，虽然短时放电能量很小，但由于它存在很长时间，会对绝缘材料产生破坏作用，最终导致绝缘击穿。为了保证变压器在规定寿命时间内，不致因局部放电而损坏，必须确定一个合理的允许放电量。

2 局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高电压的作用下，发生在电极之间，但并未贯通的放电。这种放电可在导体附近发生，也可能不在导体附近发生，它可以产生在固体绝缘的空气中、液体绝缘气泡中或不同介质特性绝缘的分界面。

5 空载试验与负载试验

5.1 空载试验的目的和意义

空载试验是出厂试验的重要项目之一，制造过程中需要重复多次，同时它也是经大修投运前的直接实验项目之一。

空载试验是在试品的一个绕组供给额定电压下进行，使在铁心中产生额定磁通，通过测量空载损耗和空载电流可发现磁路中的局部或整体缺陷，同时也能发现线圈匝间短路等问题。另外，空载损耗使变压器在投运后时时刻刻都在产生能源损失，因此把它控制在一定范围，对变压器的经济运行和节约能源都有重要意义。

空载损耗主要包括，铁心在交变磁通作用下所产生的磁滞损耗。同时也包括空载电流流过绕组所产生的电阻损耗和附加损耗，由于这部分损耗占的比例也很小，因此通常可以忽略不计。

空载电流的成份中，绝大部分是激磁电流（无功部分），铁损电流（有功部分）所占的比例很小。激磁电流主要与铁心的磁阻有关，磁阻的大小决定于铁心材质的好坏和磁感应强度的大小。铁心中的接缝也是磁阻的一个部分，其对于小变压器空载电流的影响较大，但对大型变压器影响较小。空载电流通常以占定额定电流的百分数表示。三相变压器的空载电流取其三相的算术平均值;三绕组变压器绕组容量不等时，空载电流的基数无论由哪个绕组供电，均应换算到最大的容量。

2 在空载试验的数据中，空载损耗是重要的，引起空载损耗增大一般有以下几个原因：

1） 铁心硅钢片的材质不良

2） 铁心硅钢片的毛刺较大

3） 铁心硅钢片的片间绝缘不好

4） 铁心中某一部分短路

5） 穿心螺杆或压板的绝缘损坏，造成局部短路

6） 绕组匝间短路

7）线圈并联之路的匝数不等

5.2 负载试验

1负载试验的目的和意义

变压器的空载试验是在变压器的一种极限状态，即铁心中只有励磁磁通，而没有漏磁通，所测得损耗都是在铁心中产生的。而变压器的负载试验，是在变压器一侧将一侧绕组的线路短路，在另一侧供给额定频率的额定电流，这时两侧的线圈中都流过额定电流，因而产生了漏磁通。绕组除由额定电流而产生的电阻损耗外，漏磁通在绕组中和构件中所产生的损耗，叫做负加损耗。合在一起称为负载损耗，即负载试验时测得的损耗（因负载实验时电压很低，铁心中磁通密度很低，而铁心内部损耗很小）。

负载试验时使短路绕组中产生额定电流所施加的电压，称为阻抗电压，一般以额定电压的百分数表示。

负载实验时测得的负载损耗和阻抗电压，是变压器很重要的两个参数。负载损耗所产生的热直接影响绕组、油和其它部位的温升。无论大小变压器，负载损耗都占总损耗（负载损耗与空载损耗之和）的大部分。另外，通过负载损耗增大的分析，还可以检查出变压器在结构上的缺陷。

6 温升试验

冷却方式的标志

对于油浸式变压器，用四个字母顺序代号标志其冷却方式

第一个字母表示与绕组接触的内部冷却介质

O 矿物油或燃点不大于300的合成绝缘液体

K 燃点大于300的绝缘液体

L 燃点不可测出的绝缘液体

注：燃点用“克利夫兰开口杯法”试验

第二字母表示内部冷却介质的循环方式

N 流经冷却设备和绕组内部的油流是自然的热对流循环

F 冷却设备中的油流是强迫循环，流经绕组内部的油流是热对流循环

D 冷却设备中的油流是强迫循环，（至少）在主要绕组内的油流是强迫循环

第三个字母表示外部冷却介质

A 空气 W 水

第四个字母表示外部冷却介质的循环方式

N 自然对流 F 强迫循环（风扇、泵等）

绝缘配合

电气产品在输电系统中可能受到各种电压的作用，为了保证产品正常运行，系统中又设置了各种保护装置。综合考虑，系统中可能出现的各种过电压、保护装置的特性及设备的绝缘特性，确定输电系统中各种电气设备的绝缘水平，从而使设备绝缘故障率或停电事故降到经济上和运行上都可以接受的水平。这就是绝缘配合问题。

JB/T 501-2000X

7 试验程序

本试验程序并未标准化，未注明试验类型的试验项目属例行试验。

具体试验项目包括以下内容：

1） 油箱机械强度试验（型式试验）

2） 油箱密封试验

3） 绝缘特性测量 （1） 绝缘电阻、吸收比及极化指数测定（35kV、4000kVA及以上和66kV及以上提供绝缘电阻和吸收比，330kV及以上应提供绝缘电阻值、吸收比及极化指数；其它中小型变压器只提供绝缘电阻） （2）介质损耗因数测量（35kV、8000kVA及以上和66kV及以上）。

4） 变压器油试验 （1）介质损耗因数测量 （2）含气量测定 （3）含水量测定 （4）击穿电压测定 （5）溶解气体气相色谱分析

5） 电压比测量

6） 电压矢量关系校定

7） 绕组电阻测量

8） 空载损耗及空载电流测量（需做LI的产品）

9） 操作冲击试验（220kV及以上）

10） 线端雷电全波冲击试验（型式试验） 注：电压为110kV及以上为例行试验

11） 线端雷电截波冲击试验（型式试验）

12） 中性点端子雷电全波冲击试验（型式试验）

13） 不引出的中性点端子雷电全波冲击试验（特殊试验）

14） 外施耐压试验

15） 空载损耗及空载电流测量（35kV、8000kVA及以上和66kV及以上）

16） 感应耐压试验 注：不同电压等级产品按GB1094.3的规定

17） 局部放电测量 注：适用于干式变压器和额定容量10000kVA、电压等级66kV级及以上油浸式变压器

18） 空载损耗及空载电流测量

19） 空载电流谐波测量（特殊测量）

20） 短路阻抗及负载损耗测量

21） 三相变压器的零序阻抗测量（特殊试验）

22） 有载分接开关操作试验 注：有载分接开关操作试验可在试验中穿插进行

23） 温升试验（型式试验）

24） 声级测定（特殊试验）

25） 风扇电机和油泵所吸收功率测量（特殊测量）

26） 短路承受能力试验(特殊试验)

注：需做此试验的产品，试验项目 11）~13）应在其后进行

8 术语

8.1 端子和中性点

端子 用于将绕组与外部导线相连接的导电部件

线路端子 用连接电网络导线的一种端子

中性点 对称电压系统中，通常处于零电位的一点

中性点端子

A 对以三相变压器或有单相变压器组成的三相组

指连接星型联结或有曲折形联结公共点（中性点）的端子

B 对单相变压器

指连接网络中性点的端子

对应端子

变压器不同绕组标有相同字母或对应符号的端子

8.2 绕组

绕组 构成与变压器标注的某一电压值相对应的电气线路的一组线匝

注：对于三相变压器，指三个相绕组的组合

带分接绕组 有效匝数可以逐级改变的绕组

相绕组 构成三相绕组的一个相的线匝组合

注：“相绕组”一词不应与某一心柱上所有线圈的组装体混同

高压绕组 具有最高额定电压的绕组

低压绕组 具有最低额定电压的绕组

注：对于增压变压器，较低额定电压的绕组可能具有较高的绝缘水平

增压变压器 具有一个与线路串联以改变线路电压值和（或）相位的串联绕组及一个励磁电阻的变压器

中压绕组 多绕组变压器中的一个绕组，其额定电压在最高额定电压和最低额定电压之间

辅助绕组 只承担比变压器额定容量小得多的负载绕组

稳定绕组 在星形——星型联结或星型——曲折形联结的变压器中，为减小星形联结绕组的零序阻抗而专门设计的一种辅助的三角形联结的绕组。

注：此绕组只有在三相不连接到外部电路时，才称为稳定绕组

公共绕组 自耦变压器有关绕组的公共部分

串联绕组 对以自耦变压器，是指于线路串联部分的绕组，对于增压变压器，则指串联于线路中绕组

励磁绕组 增压变压器中，向串联绕组供给电能的绕组

8.3 分接

分接 在带分接绕组的变压器中，该绕组的每一个分接连接均表示该分接的绕组有一确定的有效匝数，也表示该分接绕组与任何其他匝数不变的绕组间有一确定值的匝数比。

注：在所有分接中，有一个是主分接，其他分接用各自相对主分接的分接因数来表示其与主分接的关系。

主分接 与额定参数相对应的分接

分接因数（与指定的分接相对应的）

指Ud/Ur（分接因数）或100Ud/Ur（用百分数表示分接因数）

其中：Ur——该绕组的额定电压

Ud在不带分接绕组施加额定电压时，处于指定分接位置的绕组端子间在空载下所感应出的电压

正分接 分接因数大于1的分接

负分接 分接因数小于1的分接

分接级 两相邻分接间以百分数表示的分接因数之差

分接范围 用百分数表示的分接因数与100相比的变化范围

注：如果分接范围用从100+a变到100-b，则此分接范围为：+a%、-b%；若a=b，则为：+a

分接电压比（一对绕组的）

当带分接绕组是高压线组时，其分接电压比等于额定电压比乘上该绕组的分接因数

当带分接绕组是低压线组时，其分接电压比等于额定电压比除以该绕组的分接因数

注：按定义，虽然额定电压比至少等于1，但当额定电压比接近1时，某些分接的分接电压比有可能小于1.

分接工作能力 除主分接以外其他分接某些参数的指定值，与额定参数相类似。

分接参数 表示某一分接（除主分接以外）的分接工作能力的参数

注：变压器内任何一个绕组（不足是带分接的绕组）都有分接参数

其分接参数是：

A 分接电压 （与额定电压类似）

B 分接容量 （与额定容量类似）

C 分接电流 （与额定电流类似）

满容量分接 分接容量等于额定容量的分接

降低容量分接 分接容量低于额定容量的分接

有载分接开关 适合在变压器励磁或负载下，改变绕组分接连接位置的一种位置

总损耗 空载损耗与负载损耗之和

注：辅助装置损耗，不包括在总损耗之中，并应单独说明

8.4 试验分类

例行试验 每台变压器都要承受的试验

型式试验 在一台有代表性的变压器上所进行的试验，以证明被代表的变压器也符合规定要求（但例行试验除外）

注：如果变压器在额定值和结构方面完全相同，则认为其中一台可以代表。若一台变压器在额定值或其他特性与其余变压器的差异不大时，对其所做的型式试验也可以认为有效，其差异应由制造厂和用户协议进行规定。

特殊试验 除型式试验和例行试验外，按制造厂和用户协议所进行的试验。