電力變壓器試驗與分析報告

2022-09-22 22:45:05 字數 3754 閱讀 6271

一測定絕緣電阻和吸收比

1.1 測量絕緣電阻

測量時,按「標準」規定使用兆歐表,依次測量變壓器各線圈對地及線圈間的絕緣電阻。被測線圈引線端短接,非被測線圈引線端均短路接地。測量部位和順序,按下錶進行測量。

比較絕緣電阻的數值時,應換算到同一溫度,數字表示式為:r2=r1×1.5(t1-t2)/10式中r1為t1溫度時測得的絕緣電阻值(兆歐)r2 為換算到溫度為t2時測得的絕緣電值(兆歐)

測量的絕緣電阻值,主要依靠各線圈歷次測量結果相互比較進行判斷,與上一次試驗結果相比應無明顯變化,一般不低於上一次值的70%。交接試驗時,一般不應低於出廠試驗值的70%(相同溫度下)

沒有參考值時絕緣電阻值的標準,一般如下表所列。

1.2 測量吸收比及極化指數

吸收比是用兆歐表對變壓器加壓時間為60秒和15秒時,測得絕緣電阻的比值。吸收比對絕緣受潮反應比較靈敏。當溫度為攝氏10~30℃時吸收比不應低於1.3。

220kv及120mva以上變壓器應測量極化指數。取十分鐘和一分鐘的比值,極化指數不低於1.5。

測量絕緣電阻和吸收比是檢查變壓器絕緣狀態簡便而通用的方法。一般對絕緣受潮及區域性缺陷,如瓷瓶破裂、引出線接地等,均能有效地查出。如果測定的絕緣電阻和吸收比達不到規定值,則絕緣中肯定存在上述某種缺陷。

2 洩漏電流試驗

試驗時使用直流發生器和微安表,加壓部位如下表

試驗加壓標準如下表

將電壓公升至試驗電壓後,讀取一分鐘時通過被試線圈的直流電流,即為所測得的洩漏電流值。

洩漏電流的試驗實際上也就是測量絕緣電阻,由於測定洩漏電流用的直流電壓較高,它可以發現兆歐表所不能發現的絕緣缺陷。如變壓器的部分穿透性缺陷和引線套管缺陷等。對測量結果進行分析判斷時,主要是與同類變壓器及各線圈相互比較,與歷年試驗結果比較,不應有顯著變化。

當其數值逐年增大時,應引起注意,這往往是絕緣逐漸劣化所致;若數值與歷年比較突然增大時,則可能有嚴重缺陷,應查明原因。

3 測量介質損失角的正切值

變壓器的外殼因直接接地,所以採用qs1型交流介質電橋反接線。測量時被測線圈兩端短接,非測量相線圈均要短接接地,可以避免線圈電感給測量帶來誤差。

測量變壓器線圈絕緣的介質損失角正切值標準(20℃)如下表

介質損失角正切值與歷年的數值比較不應有明顯變化(一般不大於30%)試驗電壓當繞組電壓在10千伏及以上時為10千伏,繞組電壓在10千伏以下的為un。

測量時介質損失角正切值應換算到同一溫度,數字表示式為:

tgδ2=tgδ1×1.3(t2-t1)/10 式中tgδ1,tgδ2分別在溫度t1,t2下的tgδ值。

測量變壓器線圈絕緣的介質損失角正切值,主要用於檢查變壓器是否受潮,絕緣老化,油質劣化,絕緣上附著油泥及嚴重區域性缺陷等。如果測定的介質損失角正切值達不到規定值,則絕緣中肯定存在上述某種缺陷。

4 影響試驗結果的主要因素

嚴格地講,不含水分、灰塵和纖維等雜質的純淨油,擊穿起始於個別油分子在電場中的極化、電離,其化學組成對擊穿電壓影響不大,不同牌號和產地的絕緣油應該具有大致相同的擊穿電壓,並且同一試樣平行試驗結果的分散性也不大,擊穿電壓值能達到200kv以上(電極距離2.5mm)。但實際應用中的油和「純淨油」有極大的不同,用目前世界上最先進的淨化裝置多次處理後的絕緣油,其含水量也往往大於2mg/kg,每100ml油中長度大於5μm的雜質顆粒不少於數千個;另外在取樣測定過程中油樣也不可避免地與周圍大氣接觸,大氣中的水分、飄塵會不可避免地混入油中。這些油中的雜質和溶解於油並與油分子緊密結合的水分子,在純淨的油分子遠未在電極之間極化和電離之前,就沿電場強度方向排列、聚集,進而電離形成微小通路,即所謂「小橋」,小通路連線貫穿兩極,導致油迅速擊穿。

油中雜質越多,越易形成小橋,擊穿電壓越低。測定絕緣油的擊穿電壓,實際上是在衡量絕緣油中雜質含量的多少,即判斷絕緣油被汙染的程度。

油的擊穿過程實際上是隨機的,與油隙電場的瞬間狀態密切相關。油中雜質分布的不均勻性和雜質顆粒的運動,導致油隙間雜質顆粒的分布隨時間改變而不同,因此小橋在電場中的位置是不可預知的。尤其是對於平板倒角形電極而言,相對均勻的電場比球形和球蓋形電極所形成的同等強度的電場所佔的空間體積要大得多,小橋形成的位置更加不可預知,形成的概率也要大得多。

這也是平板倒角形電極測定油的擊穿電壓值比另兩種電極的測定值低的根本原因。

由以上擊穿機理的分析,我們可以得知油隙的擊穿雖然是短暫的一瞬間,其過程卻是複雜的,即使是一杯試樣,在多次擊穿試驗中的測得值也是分散性很大的,各種試驗標準都規定取6次試驗的平均值作為試驗結果,這種規定在一般的測試中是不多見的。把一些顯而易見的影響因素作人為的嚴格規定,使這些因素對結果的影響維持在乙個恆定的水平是十分必要的。

4.1環境的影響

大氣中的飄塵和水氣不可避免地要混入待測油樣中,從而使測定值偏低,因此標準中有油杯加防塵蓋和盡快完成測定的提法,有條件的話,應盡可能在有空調的潔淨、乾燥的試驗室內進行測定,尤其是在我國南方潮濕多雨的季節和北方沙塵較大的季節,防止環境條件對測定結果的影響

4.2試驗儀器的影響

試驗儀器包括公升壓裝置(手動或自動)、油杯和電極、攪拌裝置(手動或自動)、資料輸出裝置(模擬儀表或數顯印表機)、計時裝置等,每一部分的異常都會使測定結果產生誤差,全自動的儀器較好,在測定過程中基本上消除了人為因素的影響。

4.2.1 公升壓裝置

公升壓裝置的輸出電壓波形是否近似正弦波,輸出電壓是否與輸出顯示一致,對結果的準確性有很大影響,不同的測試儀器,其公升壓裝置的效能必須確保符合標準的規定。公升壓裝置的此項效能應由生產廠家在儀器的設計生產中予以保證,使用者可在選購儀器時向生產廠家索要公升壓裝置輸出電壓頻譜分析和輸出電壓峰值的檢測報告。

4.2.2油杯和電極

電極的形狀不同,電極周圍空間的電場也截然不同,平板倒角形電極之間的電場可以大致看成是均勻電場,而球形和球蓋形電極之間的電場為不均勻電場,絕緣油在不同電場中的表現也完全不同。油杯的容量大小、電極浸入絕緣油的深淺都會給測定結果帶來影響,為此相關標準中都有明確的規定。實踐表明,電極的加工和裝配水平、油杯的形狀和材料等不同都會給測定結果帶來明顯的差異。

4.3 環境的影響

大氣中的飄塵和水氣不可避免地要混入待測油樣中,從而使測定值偏低,因此標準中有油杯加防塵蓋和盡快完成測定的提法,有條件的話,應盡可能在有空調的潔淨、乾燥的試驗室內進行測定,尤其是在我國南方潮濕多雨的季節和北方沙塵較大的季節,防止環境條件對測定結果的影響。

4.4試驗資料的分散性

乙個絕緣油油樣6次擊穿電壓試驗的測定值,其分散性是較大的,根本原因在於擊穿瞬間兩個電極之間的電場分布狀態和絕緣油中所含雜質的分布狀態都是隨機的。資料處理中,不論6個資料分散性有多大統統進行平均,或者按照數處理原則捨棄離散值再進行平均,都不十分合適。筆者認為,有些儀器使用說明中建議當6個資料的標準差s≥10kv(電極距離2.

5mm)時重新取樣測定,這一提法值得推薦。較準確地說,我們測得的擊穿電壓值只是說明該絕緣油在平均值附近發生電擊穿的概率最大,偏離此點較多的過高值和過低值出現電擊穿的概率較低,並不是說該絕緣油在此點一定被擊穿。選擇擊穿電壓值較集中的範圍,取不少於6個測定值的平均值作為測定結果是較為合理的,這樣更能較真實地反映絕緣油的平均被汙染水平。

4.5 試驗資料的準確性

得到準確可靠的絕緣油擊穿電壓值,是擊穿電壓試驗的最終目的。若對試驗結果產生懷疑,建議用下述辦法處理:

a)檢驗公升壓裝置輸出電壓波形和幅值。此項工作一般生產廠家都已做了,在正常使用中發生變化的可能性不大,在使用中若沒有發生明顯的損壞,由此引起的誤差可能性很小。

b)在測得值介於合格與不合格之間時,採用對比試驗的方法,驗證油杯和電極對結果的影響,即同時在不同的試驗室,用不同的電極和油杯測定同一油樣,在確保兩對電極間距離都是(2.5±0.1)mm的前提下,測定值較高的應更接近於真值。

這是因為只有電極間距離過大才會使絕緣油的擊穿電壓測定值的誤差為正誤差,其餘各種影響因素,包括電極形狀、加工精度和表面狀態,油杯的材料、形狀等,都會使測定值出現負誤差,即測得結果小於真值。

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