变压器的试验方法
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油浸式变压器的试验方法
变压器例行试验
绕组电阻测量; 绕组对地绝缘电阻测量; 绝缘系统电容量和介质损耗因
数(tanδ)的测量； 绝缘油试验。
直流电阻的测量
测量变压器绕组直流电阻的目的是： 检查绕组接头的焊接质量和绕组有无 匝间短路；电压分解开关的各个位置 接触是否良好以及分接开关实际位置 与指示位置是否相符；引出线有无断 裂；多股导线并绕的绕组是否有断股 等情况。
测量仪表的准确度应不低于0.5级。 连接导线应有足够的截面，且接触必须良好。 准确测量绕组的平均温度，当变压器未运行处于冷
态时，测量油温即可认为是绕组的平均温度。当变 压器退出运行或因露天太阳直晒造成绕组上、下层 油温相差较大是，需对照变压器绕组与油面温度计 的指示值，只有当两者温差小于5℃时，可以认为油 面温度即为绕组平均温度。 为了与出厂及历次测量的数值比较，应将阻值换算 到通一温度下进行比较R2=R1(235+t2)/(235+t1) 式中R1、R2分别为在温度t1、t2时的电阻值 变压器绕组反向感应电动势保护。由于变压器绕组 具有较大的电感，在测量过程中，不能随意切断电 源及拉掉接在试品两端的充电连接线。测试完毕需 切换分接开关，或测量结束时，需待回路充分放电 后方能切换分接或拆线。启备变可直接换档。
绝缘油试验
防止空气和潮气的侵入，使电气设备 得到可靠的绝缘；促进变压器散热和 灭弧
按凝点分为＃10、＃25和＃45我厂使 用的为＃25
在绝缘油的的检验方面，有三种区别， 即新油、投运前的油和运行中的油。 新油：未与电气设备接触过及未交接 的成品油；投运前的油：交接后长时 间未投运的油，一般安排在投运之前 一个月前进行检验；运行中的油：已 注入设备投入运行的油。
变压器绕组是由分布电感、电阻及电 容组成的复杂电路。测直流电阻是在 绕组的被试端子间通以直流，待瞬变 过程结束、电流达到稳定后，记录电 阻值及绕组温度。
串联助磁法连接示意图
+I
A
B
C
+I
A
B
C
+I
A
B
C
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
+U
-I -U
a
b
c
-I -U +U
a
b
c
-I -U
+U
a
b
c
测Rac
测Rbc
测Rab
直阻测量中的注意事项
油介损测量油温应以顶层油温为准，测量时油温宜 控制在50 ℃以下。油温与环境温差，应控制在30 ℃ 以内，否则油温变化过快会影响测量结果。
绝缘介损一般反映绝缘的整体性能，对判断局部缺 陷是不灵敏的，例如当套管的介损增至标准值的5倍 时，假设套管的电容量是变压器电容量的5％，那么 对整体介损也只增大了10％。因此需与电容值一起 作参考。
测量极化指数应采用电动兆欧表，当绝缘电阻 测量分散性大时，除采取屏蔽措施外，可提高 测量电压，如从2500V提高到5000V，降低分散 性。
当测量阻值接近或低于规程规定的参考值时， 应与历次试验对比，并区分是油还是绕组绝缘 造成的。
测量时，变压器油温一般在10~40℃之间。
绝缘系统电容量和介质损耗因数(tanδ)
测量时，使用2500V兆欧表，依次测量各 绕组对地及绕组间的绝缘电阻。被测绕组 引线端短接，非被测绕组引线端均短路接 地。
非被测绕组短路接地，其主要优点是：可 以测量出被测绕组对地和非被测绕组间的 绝缘状态；同时能避免非被测绕组中，由 于剩余电荷对测量的影响。为此，试前应 将被试绕组短接接地，使其能充分放电。
试验接线
简化等值电路
综合判断分析
在20℃条件下，330KV级以上变压器，其绕组介损 小于0.6％；66～220KV级，介损小于0.8％；35KV 级以下，介损小于1.5％。
介损的相对变化，一般不超过30％，但在实际测量 过程中，介损很小时，相对比较意义不大。介损在 历次比较中应换算到同一温度，换算公式为： tgδt1＝ tgδt2×1.3(t2-t1)/10 式中tgδt1、tgδt2分别为温度t1、t2时的绕组介损值
Ra=RAC - Rt- RAB RBC/ (RAC – Rt ) Rb=RAB - Rt- RAC RBC/ (RAB – Rt ) Rc=RBC- Rt- RAB RAC/ (RBC – Rt ) Rt=(RAB+ RBC + RAC )/2
绝缘特性试验
测量绝缘电阻和吸收比是检查变压器绝缘 状态简便而通用的方法。一般对绝缘受潮 及局部缺陷，如瓷瓶破裂，引出线接地等， 均能有效地查出。
当直流电压作用于介质上时，通过介质中 有吸收电流、充电电流和电导电流三部分 电流。
电流时间特性
充电电流： 它是当直流电压加到试品上时对两极之间的几何电容进行充电形 成的电流。衰减很快，一般几秒钟之内。
吸收电流：是在直流电压作用下，层间电压重新分布过程中形成的电流。衰减 时间较长。
电导电流：是绝缘中的自由导电粒子所形成的电流。与时间无关
电气强度试验
绝缘油的电气强度试验主要是判断有无外界杂质和潮气的 掺入。国际上较通行球电极的方法。电气强度试验是基于 测量在油杯中绝缘油的瞬时击穿电压值。试验记录应包括： 油的颜色、有无杂质、全部击穿电压数值、5次击穿电压的 平均值、结论、试验日期、温度、湿度和试验人员等。
介质损耗因数的测量
介损能能灵敏的反映出劣化、水分和脏污程度。做油介损 时，主要是测量90℃的介质损失角。
变 压 器 主 绝 缘 结 构 图 及 等 值 电 路
试验注意事项
对新注油的变压器，应静放一段时间后测量， 大型变压器需静放24h。
每次测量后都要充分放电，避免残余电荷造成 测量误差，大型变压器需要放电5min。
随着变压器干燥工艺水平的提高，大大的降低 了变压器绝缘材料水分，绝缘电阻也提高了很 多，吸收比有时很低需结合实际情况进行分析 以免造成错误的结论。
若比较结果直流电阻未超过标准，但每次测量的数值都有
所增加，这种情况也应引起足够的重视。如变压器中性电 无引出线时，三相线电阻不平衡值超过2％时，则需将线 电阻换算成相电阻，以便找出缺陷相。
线电阻换算相电阻的方法：
星形绕组
三角形绕组
Ra=(RAB+ RAC -RBC)/2 Rb=(RAB+ RBC -RAC)/2 Rc=(RBC+ RAC -RAB)/2
测量结果判断
对于630KVA以上的变压器，当无中性点引出线时，同一
分接位置测量的绕组直流电阻，直接用线电阻相比较，即 RAB、 RBC 、 RAC相互比较，其最大差值不大于三相平均值 的2％，并与以前（出厂、交接或上次）测量的结果比较， 其相对变化也应不大于2％（本次测量值与以前测量值换 算值同一温度）。
这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲，是 通过测量δ或者Φ得到介损因数。
测量介损的同时，也能得到试品的电容量。如果多个电容屏中的一个或几个 发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量也是一个重要参数。
双绕组变压器测量介损及电容 量的接线
一般电气设备的结构是多个部件组成的。各部件的 绝缘又是由不同绝缘材料构成的。因此，在对电气 设备试验结果分析时，可如实地把设备的绝缘部件 看成是由多个介质的等值电路串联、并联、及串并 联组成的电路。
介质损耗角δ 在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率 因数角Φ)的余角(δ)。 简称介损角。
介质损耗正切值tgδ 又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。介质损耗因 数的定义如下:
如果取得试品的电流相量 和电压相量 ，则可以得到如下相量图：
总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此：
绝缘介质在交流电压作用下，除有电导电流、电容电流外，还有极化引起的 有功电流。介质极化后，在交流电场作用下，发生运动，摩擦发热，形成有 功电流。电导电流和极化引起的有功损耗，共称为介质损失。绝缘受潮和脏 污使强极性介质加入，造成介质损失增加。该方法主要用于检查变压器是否 受潮、绝缘老化、油质劣化、绝缘上附着着油泥及严重的局部缺陷等。
变压器例行试验
绕组电阻测量; 绕组对地绝缘电阻测量; 绝缘系统电容量和介质损耗因
数(tanδ)的测量； 绝缘油试验。
直流电阻的测量
测量变压器绕组直流电阻的目的是： 检查绕组接头的焊接质量和绕组有无 匝间短路；电压分解开关的各个位置 接触是否良好以及分接开关实际位置 与指示位置是否相符；引出线有无断 裂；多股导线并绕的绕组是否有断股 等情况。
测量仪表的准确度应不低于0.5级。 连接导线应有足够的截面，且接触必须良好。 准确测量绕组的平均温度，当变压器未运行处于冷
态时，测量油温即可认为是绕组的平均温度。当变 压器退出运行或因露天太阳直晒造成绕组上、下层 油温相差较大是，需对照变压器绕组与油面温度计 的指示值，只有当两者温差小于5℃时，可以认为油 面温度即为绕组平均温度。 为了与出厂及历次测量的数值比较，应将阻值换算 到通一温度下进行比较R2=R1(235+t2)/(235+t1) 式中R1、R2分别为在温度t1、t2时的电阻值 变压器绕组反向感应电动势保护。由于变压器绕组 具有较大的电感，在测量过程中，不能随意切断电 源及拉掉接在试品两端的充电连接线。测试完毕需 切换分接开关，或测量结束时，需待回路充分放电 后方能切换分接或拆线。启备变可直接换档。
绝缘油试验
防止空气和潮气的侵入，使电气设备 得到可靠的绝缘；促进变压器散热和 灭弧
按凝点分为＃10、＃25和＃45我厂使 用的为＃25
在绝缘油的的检验方面，有三种区别， 即新油、投运前的油和运行中的油。 新油：未与电气设备接触过及未交接 的成品油；投运前的油：交接后长时 间未投运的油，一般安排在投运之前 一个月前进行检验；运行中的油：已 注入设备投入运行的油。
变压器绕组是由分布电感、电阻及电 容组成的复杂电路。测直流电阻是在 绕组的被试端子间通以直流，待瞬变 过程结束、电流达到稳定后，记录电 阻值及绕组温度。
串联助磁法连接示意图
+I
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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测Rac
测Rbc
测Rab
直阻测量中的注意事项
油介损测量油温应以顶层油温为准，测量时油温宜 控制在50 ℃以下。油温与环境温差，应控制在30 ℃ 以内，否则油温变化过快会影响测量结果。
绝缘介损一般反映绝缘的整体性能，对判断局部缺 陷是不灵敏的，例如当套管的介损增至标准值的5倍 时，假设套管的电容量是变压器电容量的5％，那么 对整体介损也只增大了10％。因此需与电容值一起 作参考。
测量极化指数应采用电动兆欧表，当绝缘电阻 测量分散性大时，除采取屏蔽措施外，可提高 测量电压，如从2500V提高到5000V，降低分散 性。
当测量阻值接近或低于规程规定的参考值时， 应与历次试验对比，并区分是油还是绕组绝缘 造成的。
测量时，变压器油温一般在10~40℃之间。
绝缘系统电容量和介质损耗因数(tanδ)
测量时，使用2500V兆欧表，依次测量各 绕组对地及绕组间的绝缘电阻。被测绕组 引线端短接，非被测绕组引线端均短路接 地。
非被测绕组短路接地，其主要优点是：可 以测量出被测绕组对地和非被测绕组间的 绝缘状态；同时能避免非被测绕组中，由 于剩余电荷对测量的影响。为此，试前应 将被试绕组短接接地，使其能充分放电。
试验接线
简化等值电路
综合判断分析
在20℃条件下，330KV级以上变压器，其绕组介损 小于0.6％；66～220KV级，介损小于0.8％；35KV 级以下，介损小于1.5％。
介损的相对变化，一般不超过30％，但在实际测量 过程中，介损很小时，相对比较意义不大。介损在 历次比较中应换算到同一温度，换算公式为： tgδt1＝ tgδt2×1.3(t2-t1)/10 式中tgδt1、tgδt2分别为温度t1、t2时的绕组介损值
Ra=RAC - Rt- RAB RBC/ (RAC – Rt ) Rb=RAB - Rt- RAC RBC/ (RAB – Rt ) Rc=RBC- Rt- RAB RAC/ (RBC – Rt ) Rt=(RAB+ RBC + RAC )/2
绝缘特性试验
测量绝缘电阻和吸收比是检查变压器绝缘 状态简便而通用的方法。一般对绝缘受潮 及局部缺陷，如瓷瓶破裂，引出线接地等， 均能有效地查出。
当直流电压作用于介质上时，通过介质中 有吸收电流、充电电流和电导电流三部分 电流。
电流时间特性
充电电流： 它是当直流电压加到试品上时对两极之间的几何电容进行充电形 成的电流。衰减很快，一般几秒钟之内。
吸收电流：是在直流电压作用下，层间电压重新分布过程中形成的电流。衰减 时间较长。
电导电流：是绝缘中的自由导电粒子所形成的电流。与时间无关
电气强度试验
绝缘油的电气强度试验主要是判断有无外界杂质和潮气的 掺入。国际上较通行球电极的方法。电气强度试验是基于 测量在油杯中绝缘油的瞬时击穿电压值。试验记录应包括： 油的颜色、有无杂质、全部击穿电压数值、5次击穿电压的 平均值、结论、试验日期、温度、湿度和试验人员等。
介质损耗因数的测量
介损能能灵敏的反映出劣化、水分和脏污程度。做油介损 时，主要是测量90℃的介质损失角。
变 压 器 主 绝 缘 结 构 图 及 等 值 电 路
试验注意事项
对新注油的变压器，应静放一段时间后测量， 大型变压器需静放24h。
每次测量后都要充分放电，避免残余电荷造成 测量误差，大型变压器需要放电5min。
随着变压器干燥工艺水平的提高，大大的降低 了变压器绝缘材料水分，绝缘电阻也提高了很 多，吸收比有时很低需结合实际情况进行分析 以免造成错误的结论。
若比较结果直流电阻未超过标准，但每次测量的数值都有
所增加，这种情况也应引起足够的重视。如变压器中性电 无引出线时，三相线电阻不平衡值超过2％时，则需将线 电阻换算成相电阻，以便找出缺陷相。
线电阻换算相电阻的方法：
星形绕组
三角形绕组
Ra=(RAB+ RAC -RBC)/2 Rb=(RAB+ RBC -RAC)/2 Rc=(RBC+ RAC -RAB)/2
测量结果判断
对于630KVA以上的变压器，当无中性点引出线时，同一
分接位置测量的绕组直流电阻，直接用线电阻相比较，即 RAB、 RBC 、 RAC相互比较，其最大差值不大于三相平均值 的2％，并与以前（出厂、交接或上次）测量的结果比较， 其相对变化也应不大于2％（本次测量值与以前测量值换 算值同一温度）。
这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲，是 通过测量δ或者Φ得到介损因数。
测量介损的同时，也能得到试品的电容量。如果多个电容屏中的一个或几个 发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量也是一个重要参数。
双绕组变压器测量介损及电容 量的接线
一般电气设备的结构是多个部件组成的。各部件的 绝缘又是由不同绝缘材料构成的。因此，在对电气 设备试验结果分析时，可如实地把设备的绝缘部件 看成是由多个介质的等值电路串联、并联、及串并 联组成的电路。
介质损耗角δ 在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率 因数角Φ)的余角(δ)。 简称介损角。
介质损耗正切值tgδ 又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。介质损耗因 数的定义如下:
如果取得试品的电流相量 和电压相量 ，则可以得到如下相量图：
总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此：
绝缘介质在交流电压作用下，除有电导电流、电容电流外，还有极化引起的 有功电流。介质极化后，在交流电场作用下，发生运动，摩擦发热，形成有 功电流。电导电流和极化引起的有功损耗，共称为介质损失。绝缘受潮和脏 污使强极性介质加入，造成介质损失增加。该方法主要用于检查变压器是否 受潮、绝缘老化、油质劣化、绝缘上附着着油泥及严重的局部缺陷等。