大型电力变压器感应耐压试验的几点分析

大型电力变压器感应耐压试验的几点分析

郭满生

保定天威保变电气股份有限公司

摘要：对GB1094.3-2003变压器新的感应耐压试验规定在大型电力变压器上几年来的实践进行了总结，提出

了进行该项试验应注意的问题。

关键词：ACSD 试验；ACLD 试验；分级绝缘；大型变压器

1 引言

大型电力变压器的感应耐压试验是一项考核产品绝缘结构可靠性的重要试验，一直为有关各方所关注，按照GB1094.3-2003的

要求，感应耐压试验分为ACSD 与ACLD 两

种，ACSD 与ACLD 分别是短时交流感应耐压试验和长时交流感应耐压试验的简称，对不同的变压器绕组类型，GB1094.3-2003作出了不同的规定，见表1：

表1不同类型绕组的感应试验要求

绕组类型 设备最高电压Um （kV）（方均根值） ACSD ACLD

全绝缘 Um≤72.5 例行 （Um=72.5 kV 且Sr≥10000kVA，PD） 不适用 全绝缘和分级绝缘 72.5＜Um≤170 例行 （PD） 特殊（PD）

分级绝缘 170＜Um＜300 特殊 （PD） 例行（PD） 分级绝缘 Um≥300 特殊 （PD） 例行（PD）

GB1094.3-2003感应试验规程实施几年来，在大型电力变压器上得到了切实的推广，特别是感应试验与局部放电试验（PD）的结合，对提高产品的绝缘性能起到了巨大的推动作用，通过产品的实际试验使我们对改进后的感应试验规程有了进一步的认识，以下对该试验的实施情况进行分析，实际使用中，应以国标内容为准。

2 ACSD 试验和ACLD 试验的加压顺序和时间

ACSD 与ACLD 有一些相似的地方，首先ACSD 与ACLD 均按照图1的顺序施加电

压，参数说明附后：

图1 带PD 测量ACSD 及ACLD 施加电压的时间顺

序

其中，U 0：试验时合闸或切断电压。U 0

≤U 2/3；A、B、E：施加电压时间，均为5min;U 1：预励磁电压；C：U 1施加时间；U 2：测量PD 时电压；D：U 2施加时间；

其次，对于ACSD 与ACLD ， 预励磁电压U 1施加时间的规定是一致的，当试验电压频率等于或小于2倍额定频率时，施加时间为60s；当试验频率超过2倍额定频率时，施加时间按120×(额定频率/试验频率)s,但不少于15s，通常该试验频率取100Hz 或200Hz。

ACSD 与ACLD 测量PD 时对地电压U 2

在D 阶段的时间是不同的，对ACSD ，U 2施加时间D≥5min；对ACLD ，U 2施加时间D 视Um 大小不同，当Um＜300kV 时，D≥30min；当Um≥300kV 时，D≥60min。

此外，标准中对三相变压器的ACSD 与ACLD 试验均规定了进行单相加压和三相加压的方法。

单相变压器所进行的感应耐压试验，无论是ACSD 或ACLD，均是单相进行；对于全绝缘三相变压器，只需在三相对称电压下进行感应耐压试验；对于分级绝缘的三相变压器，ACSD 试验单相加压方式和三相加压方式都要进行，ACLD 试验采用的方式由供需双方

协商。以下仅对分级绝缘的三相变压器的情形作出分析：

3 分级绝缘三相变压器ACSD 试验和ACLD 试验的加压方式与试验电压

分级绝缘三相变压器ACSD 单相加压方式如图2，其中，U 为规定的感应耐受电压。

图2 三相分级绝缘变压器ACSD 试验单相加压方式

分级绝缘三相变压器ACLD 单相加压方式如图3，高压为Y 连接的情形。二者的区别是显然的。

对于分级绝缘三相变压器ACSD 试验和ACLD 试验的三相对称加压方式，线路是一致的，注意中性点须接地。

对应ACSD 与ACLD 测量中的U 1,U 2取值，根据加压方式的不同是有区别的，小结于表2，其中Ug 为GB1094.3-2003规定的短时感应耐受电压[1]

。为了便于分析比较，其中的

计算公式没有经过简化。

图3 三相分级绝缘变压器ACLD 试验单相加压方

式（Y ）

对于变压器可能遭受过电压的网络情况，ACLD 单相加压方式对地电压U 1 ,U 2根据协议可分别取1.8Um/√3， 1.6Um/√3。

表2 ACSD 与ACLD 试验电压比较

试验类型 U 1 （对地） U 1 （相间） U 2 （对地） U 2 （相间）

ACSD （单相加压） Ug Ug 1.5 Um / √3 1.5 Um / √3 ACSD （三相加压） Ug / √3 √3x Ug / √3 1.3 Um / √3 √3x1.3 Um / √3

ACLD （单相加压） 1.7 Um / √3 1.5x1.7 Um / √3 1.5 Um / √3 1.5x1.5 Um / √3 ACLD （三相加压） 1.7 Um / √3 √3x1.7 Um/ √3 1.5 Um / √3 √3x1.5 Um / √3

从表2可以看出，对于ACSD 相间电压，

其中预励磁电压对于三相加压方式和单相加压方式是一致的均为Ug，而三相加压方式的

PD测量电压高于单相加压方式的PD测量电压1.5倍；对于ACSD相对地电压，单相加压方式的预励磁电压和PD测量电压分别比三相加压方式的情形高1.732倍和1.15倍。由此可见对于ACSD，三相加压方式和单相加压方式各有所侧重，而且三相加压方式更符合实际情况，因此GB1094.3-2003增加了三相加压的试验方式且规定三相变压器ACSD试验单相、三相都要考核是正确的。从产品试验实际情况来看，虽然GB1094.3-2003规定了对于220kV、330kV、500kV级等变压器产品ACSD试验为特殊试验，但几乎所有产品都进行该项试验，其类型已等同于例行试验。

对于ACLD相间电压，三相加压方式的预励磁电压和PD测量电压均比单相加压方式高出1.15倍；对于ACLD相对地电压，三相加压方式的预励磁电压和PD测量电压与单相加压方式一致。与ACSD的三相加压方式PD测量电压相比，ACLD的相间电压高出1.1538倍，与ACSD的三相加压方式预励磁电压相比，ACLD的相间电压高出1.071-1.375倍，因此GB1094.3-2003中特别提出采用ACLD三相加压方式应注意的问题和施行该项试验加压方式的可协商性。就目前的试验情况，ACLD试验以单相加压方式为主。

鉴于单相加压方式侧重于相对地电压的考核，而三相加压方式侧重于相间电压的考核，根据表2并结合变压器产品的发展，表3列出了各等级变压器感应耐压试验两种情形下应施加的电压数值；表4为相应的相间或对地电压。需要说明的是，500kV级变压器ACSD试验三相加压相间电压计算按1.2Um,对于750kV和1000kV的变压器目前仅有单相形式，只给出了单相加压的试验电压值。

表3 变压器ACSD与ACLD试验电压（单位：kV ）

系统标称电压 设备最高电压 单相加压 (对地) 三相加压（相间）

Un Um ACSD_ U1 ACSD_ U2 ACLD_ U1 ACLD_ U2 ACSD_ U1 ACSD_ U2 ACLD_U1 ACLD_

U2

3 3.6 6

6 7.2 12

10 12 20

15 17.5 30

20 24 40

35 40.5 70

66I 72.5(Sn≤10000kVA) 132

66II 72.5(Sn＞10000kVA) 132 94.25

110 126 200 109.1 123.7 109.1 200 163.8 214.2 189

220I 252 360 218.2 247.3 218.2 360 327.6 428.4 378 220II 252 395 218.2 247.3 218.2 395 327.6 428.4 378 330I 363 460 314.4 356.3 314.4 460 471.9 617.1 544.5

330II 363 510 314.4 356.3 314.4 510 471.9 617.1 544.5

500I 550 630 476.3 539.8 476.3 630 660 935 825

500II 550 680 476.3 539.8 476.3 680 660 935 825

750 800 860 692.8 785.2 692.8

1000 1100 1100 952.6 1079.6 952.6

表4 变压器ACSD与ACLD试验电压（单位：kV ）

系统标称电压 设备最高电压 单相加压 (相间) 三相加压（对地）

Un Um ACSD_ U1 ACSD_ U2 ACLD_ U1 ACLD_ U2 ACSD_ U1 ACSD_ U2 ACLD_U1 ACLD_

U2

110 126 200 109.1 185.6 163.7 115.5 94.6 123.7 109.1

220I 252 360 218.2 371.0 327.4 207.9 189.1 247.3 218.2 220II 252 395 218.2 371.0 327.4 228.1 189.1 247.3 218.2 330I 363 460 314.4 534.4 471.6 265.6 272.5 356.3 314.4

330II 363 510 314.4 534.4 471.6 294.5 272.5 356.3 314.4

500I 550 630 476.3 809.7 714.5 363.8 381.1 539.8 476.3