电气设备检测试验.ppt

电气设备检测实验电气设备检测实验 胡汉梅：胡汉梅：6393381（（o））电气信息学院电气工程学科电气信息学院电气工程学科2021/9/151依依 据据•电气设备交接试验标准电气设备交接试验标准 GB50150-2006•电力设备预防性试验规程电力设备预防性试验规程 DL/T 596-1996•高压电气设备试验方法 西南电业管理局试验研究所 水利电力出版社•高压电气设备试验方法高压电气设备试验方法 四川省电力试验研四川省电力试验研究院究院 李建明李建明 朱康编朱康编•变压器试验 沈阳变压器厂编 机械工业出版社2021/9/152第一章变压器绝缘电阻、吸收比的测定第一章变压器绝缘电阻、吸收比的测定（绝缘特性试验之一（绝缘特性试验之一）） •变压器绝缘试验变压器绝缘试验 包括绝缘电阻、吸收比、泄漏电流、介质损耗、绝缘油、交流耐压及感应耐压•测量绝缘电阻、吸收比，是检查变压器绝缘状态简便而通用的办法一般对绝缘受潮及局部缺陷，如瓷件破裂、引出线接地等，均能有效查出经验表明，变压器的绝缘在干燥前后，其绝缘电阻的变化倍数，比介质损耗的变化倍数大得多 2021/9/153•试验目的试验目的 1.学习并掌握变压器绝缘电阻和吸收比的测量方法2.了解影响绝缘电阻及吸收比测量值的因素及减少测量误差的方法•试验内容试验内容 1.测量油浸式三相电力变压器15＂和60＂的绝缘电阻R15和R602.计算变压器的吸收比K＝R60/ R15 •试验设备试验设备1.￿￿￿50kVA，10±5%/0.4kV，三相电力变压器2台￿2. 3124型绝缘电阻表一只 2021/9/154试试 验验 接接 线线 根据电气设备交接试验规程和预防性试验规程的规定，需要测量变压器绕组连同套管的绝缘电阻和吸收比。

测量时，按“标准”规定使用兆欧表，依次测量各线圈对地及线圈间的绝缘电阻测量线圈和接地部位如表1-1 测量时被测绕组引出端三相短路用绝缘电阻表的专用绝缘导线（红线）与 L（LINE）端子联接非被测绕组三相短路用接地线与变压器外壳联接，并用绝缘电阻表的绿线与表E端子联接如图1-1所示 2021/9/155表表1-1测量线圈和接地部位测量线圈和接地部位顺序双线圈变压器三线圈变压器被测线圈接地部位被测线圈接地部位1低压外壳和高压线圈低压外壳、高压和低压线圈2高压外壳和低压线圈中压外壳、高压和低压线圈3高压外壳、中压和低压线圈4高压和低压外壳高压和中压外壳和低压线圈5高压、中压和低压外壳表4和5两项，只对16000千伏安及以上的变压器进行测定2021/9/156图1-1 三相变压器高压绕组绝缘电阻测试接线图2021/9/157试验步骤试验步骤 •1、了解3124型绝缘电阻表的使用方法，检查仪表是否已充好电（“BATT－ALARM”④指示灯显示绿色时表示电量充足，为黄色或红色时，表示需要充电），如电量不足，需立即充电试验接线前仪表功能选择开关在“OFF”位置PRESS　TO　TEST”15旋纽确认不在“LOCK”位置,调压旋纽17在最小位置时方可接线。

•2、测量高压线绕组连同套管对低压绕组及外壳的绝缘电阻：（1）高压绕组三相短路用仪表红色绝缘线与表L端子联接，低压绕组a、b、c三相及中性点用接地线短接，并与外壳联接，然后，用仪表绿色绝缘线与仪表E端子联接2）将功能选择开关由“OFF”位置转至H.V.SET档，再调节右边的调压旋纽17，将试验电压升至2500伏2021/9/158（3）将功能选择开关切换至H.V.OVT档，并按下“PRESS　TO　TEST”按钮，进行绝缘电阻测量，应注意在按下“PRESS　TO　TEST”按钮同时，立即开始计时，读取15s的绝缘电阻值R15和60s绝缘电阻值R60试验时应指派1人持秒表（或手表）计时，1人读仪表测量值当测量开始时，如果绝缘电阻值指示为0，应立即松开“PRESS　TO　TEST”按钮，并将功能开关切换至“OFF”档，然后检查加压测量回路是否有接地点（如接地线或放电棒），如有则排除 （4）确认测量结果正常，并记录下R15、R60后，松开“PRESS　TO　TEST”按钮，待显示屏显示测量电压已降至0，确认试品充电电荷已完全放尽确认试品充电电荷已完全放尽，再将功能选择开关切换至“OFF”档。

计算吸收比K＝R60/R152021/9/159•3、测量低压绕组连同套管对高压绕组及外壳的绝缘电阻：（1）拆除低压绕组与外壳联接的接地线（保留a、b、c、o短接线），并将仪表红色绝缘线改接到低压绕组，绿色绝缘线及与外壳联接的接地线接高压绕组2）将功能选择开关由“OFF”档切换至1kV，100MΩ档，按下“PRESS　TO　TEST”按钮，同时开始计时并读取R15、R60值3）松开“PRESS　TO　TEST”按钮，待显示屏指示电压降至0伏，将功能选择开关切换至“OFF”档，计算K＝R60/R15值在表1-2中记录所测量的数据并将试验数据交指导教师检查，如无问题，可断开试验电源，拆除试验接线，结束试验2021/9/1510表表1－2变压器绝缘电阻测试记录表•变压器铭牌数据型 号额定电压额定电流额定容量 kVA短路阻抗连接组别出厂日期出厂编号制造厂家•测试数据测试部位测试电压R15R60K测试温度℃高压－低压及外壳2500伏　　　GΩ　　　GΩ低压－高压及外壳1000伏MΩMΩ2021/9/1511注意事项注意事项 •1、试验过程中不允许接触试品，以防止电击，只有仪表功能选择开关在“OFF”，且确认显示屏电压已降至0后，才允许接触试品。

•2、由于检测中心的试品变压器容量小，电压等级低，绕组匝数少，因此绕组的电感量和绕组间及绕组与铁芯、外壳间的电容量均较小因此，加压测量时试品充电时间短，很可能达不到K＝R60/R15≥1.3的要求本试验对K值不作要求，只要掌握测量方法并且R60的值合格即可电气设备交接试验标准GB50150－91中规定变压器电压等级在35KV及以上且容量在4000KVA及以上者，才必须测量吸收比），关于绝缘电阻值的标准，GB50150－91中未作具体规定，只要求不低于产品出厂试验值的70%，当测量温度与产品出厂试验时的温度不符合时，可按表1－3换算到同一温度时的数字值进行比较 2021/9/1512表1－3　油浸电力变压器绝缘电阻的温度换算系数 温度差K（℃）5101520253035404550换算系数A1.21.51.82.32.83.44.15.16.27.5 表中K为实测温度减去20℃的绝对值 当测量绝缘电阻的温度差不是表中所列数值时,其换算系数可用插入法确定，也可按下述公式计算:A=1.5K/10. 校正到20℃时的绝缘电阻值可用下列公式计算:当实测温度为20℃以上时, R20＝ARt,当实测温度为20℃以下时, R20＝Rt/A.式中: R20为20℃时的绝缘电阻值, Rt为测量温度时的绝缘电阻值。

3、在测试绝缘电阻前应使用干净、干燥的棉纱或棉布擦掉变压器套管表面的灰尘和潮气，如果表面泄漏仍较大致使绝缘电阻值较低时，可以用软铜裸线在套管上部第一个瓷裙下面紧绕一圈并用绝缘导线（黑色）与绝缘电阻表“G”端子联接，以消除变压器表面泄漏电流对绝缘电阻测量值的影响 2021/9/1513思考题思考题1 、测量绝缘电阻时为什么同时要记录温度?2 、为什么额定电压在35kV及以上,容量在4000kVA及以上的变压器才必须测量吸收比?哪些因素会影响变压器的吸收比?3、L端子和E端子能否对调？为什么？ 2021/9/1514第二章第二章 变压器直流电阻测量试验变压器直流电阻测量试验 •检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路；电压分接开关的各个位置接触是否良好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变压器绕组的直流电阻是变压器在交接、大修和改变分接开关后，必不可少的试验项目，也是故障后的重要检查项目对于带负载调压的电力变压器，需用电动操作机构来改变分接开关的位置2021/9/1515一、试验目的一、试验目的1、掌握变压器直流电阻测量方法；2、掌握变压器直流电阻测量的原理和作用。

二、试验设备二、试验设备1、金源JYR-05N直流电阻测量仪；三、测量的物理过程三、测量的物理过程 变压器绕组可视为被测绕组的电感L与其电阻R串联的等值电路如图1-2所示，当直流电压EN加于被测绕组，由于电感中的电流不能突变，所以直流电源刚接通的瞬间，也即t＝0时，L中的电流为零，电阻中也无电流，因此，电阻上没有压降，此时全部外施电压加在电感的两端测量回路(忽略回路引线电阻)的过渡过程应满足2021/9/15162021/9/1517• 电路达到稳定时间的长短，取决于L与R的比值，即该电路的时间常数由于大型变压器的τ值比小变压器的大得多，所以大型变压器达到稳定的时间相当长，即τ越大，达到稳定时间越长，反之，则时间越短回路中电流i为 当时间t为零时，I＝0，当时间达到无穷大时，I＝EN/R，达到稳定.理论上i达到稳定的时间无限长，实际上当t＝5τ时，电流已达稳定值的99.3％这时可认为电路已经稳定 由于变压器绕组的电感较大、电阻较小，电感可达到数百亨，时间常数较大一般当t＝5τ时．可认为过渡过程基本结束，但电流与稳态值仍可能差0.6％，会造成电阻测量附加误差。

因此，充电时间应大于5τ ，测量结果才能准确2021/9/1518 对于高压大容量变压器，测量一个电阻数值的稳定时间需要几分钟、几十分钟甚至数小时，所以选用适当的测量手段和测量设备是保证测量准确度的关键 测量大型变压器的直流电阻需要很长的时间，因此，缩短测量时间(即减小τ值)，对提高试验工效很有意义要使τ减小．可用减小L或增加R(即增加附加电阻)的方法来达到减小L可用增加测量电流，提高铁芯的饱和程度，即减小铁芯的导磁系数，增大R，可用在回路中串入适当的附加电阻来达到，一般附加电阻可为被测电阻的4-6倍，此时测量电压也应相应提高，以免电流过小而影响测量的灵敏度2021/9/1519四、测量方法四、测量方法（一)电流电压表法 电流电压表法又称电压降法电压降法的测量原理是在被测绕组中通以直流电流，因而在绕组的电阻上产生电压降，测量出通过绕组的电流及绕组上的电压降，根据欧姆定律，即可算出绕组的直流电阻，测量接线如图所示（a）：测量大电阻； （b）：测量小电阻 测量时，应先接通电流回路，待测量回路的电流稳定后再合开关S2，接入电压表当测量结束，切断电源之前，应先断S2，后断S1，以免感应电动势损坏电压表。

测量用仪表淮确度应不低于0.5级，电流表应选用内阻小的,电压表应尽量选内阻大的4位高精度数字万用表当试验采用恒流源，数字式万用表内阻又很大时，一般来讲，都可使用图（b）的接线2021/9/1520被测电阻的直流电阻为：其中：U--被测电阻两端的电压（V） IU—通过被测电阻的电流（A） 电流表的导线应有足够的截面，并应尽量地短，且接触良好，以减小引线和接触电阻带来的测量误差当测量电感量大的电阻时，要有足够的充电时间二)平衡电桥法 应用电桥平衡的原理来测量绕组直流电阻的方法称为电桥法常用的直流电桥有单臂电桥及双臂电桥两种2．单臀电桥单臂电桥测量原理接线如图电桥平衡时： 若将R1换成被测电阻Rx，井将只R2和R4作成一定比例的可调电阻，R3为平滑的可调电阻，调节R3可使电桥达到平衡，则RX＝R3.R2/R4=mR32021/9/1521 可见，Rx(R1)包括引线电阻RL在内．故实际电阻等于只Rx减去引线电阻当被测电阻越小，则引线电阻造成的测量误差越大因此，应尽量减小引线电阻的影响单臂电桥常用于测量lΩ以上的电阻2．双臂电桥 双臂电桥测量原理接线如图，电桥平衡时，C、D两点的电位相等。

由于双臂电桥能满足R3 ＝R’3； R4 ＝R’4 ；因此2021/9/1522• 式中R3及 R’3 包含了被测电阻的电压引线电阻，R4及 R’4 包括标准电阻的电压引线电阻要满足R’4 R3＝ R’3 R4，必须使被测电阻的引线和标准电阻引线的电阻相等(即采用四根截面相同、长度相等的相同导线)，否则，会引起一定的测量误差从式还可看出，误差的大小是由 R’4 R3 和 R’3 R4 的差值与电阻RAB共同决定的．所以 RAB 也应尽量减小，即Rx和只RN的电流引线要尽量短可见双臂电桥能够消除引线和接触电阻带来的测量误差，适宜测量准确度要求高的小电阻2021/9/1523（三)微机辅助测量法 计算机辅助测量(数字式直流电阻测量仪)用于直流电阻测量．尤其是测量带有电感的线圈电阻，整个测试过程由单片机控制，自动完成自检、过渡过程判断、数据采集及分析，它与传统的电桥测试方法比较，具有操作简便、测试速度快、消除人为测量误差等优点 微机辅助测量原理如图所示10-5，,回路电流与时间变化关系曲线如图10—6所示 2021/9/1524如图10-5中．合上S1，稳压电源EN向被测试绕组充电，充电过程如图10-6中曲线i1。

当电流达到恒流源电流值IN时，S2合上，S1断开，回路转入稳流状态，见图10—6 i3曲线所示，回路电流由恒流电源IN强制供给当测试回路过渡过程结束后，变压器绕组和回路串联的标推电阻都通过同一电流IN ，在变压器绕组两端产生的电压降UX＝Rx IN ；在标准电阻两端产生的压降为UN＝ IN RN，则绕组电阻 Rx= RN .UX/ UN 通过高精度放大器和A／D转换器测出绕组和标准电阻两端电压，即可换算得到绕组的电阻Rx 2021/9/1525•缩短变压器绕组直流电阻测量时间的方法一、电路突变法二、恒流充电法 全压恒流电源是由一恒压电压源和一恒流源及控制回路构成，恒压源电压一般为45一l00V，其作用是在充电初始使电流有较快的上升速度，恒流源则强迫充电电流很快稳定在预定值将其应用于电桥法或电压降法中，能大大地减少充电时间，准确迅速地测量大型变压器绕组的直流电阻数字式直流电阻测量仪内部就装设了恒压恒流源 在现场试验中，可采用全压恒流方法来缩短充电时间，一般90MVA/220kV以下的变压器可用5A或2A的恒流源;120MVA/220kV三相五柱铁芯的及以上容量的变压器则需用10A或40A至100A的恒流源。

改变充电电压，可变化充电电流上升斜率，见图10—6在充电初始时用较高的充电电压只EN，这时充电过渡过程如il曲线， 但当il充到EN ／R时，电路自动将输出电压为EN的充电电源切换为较低的电压，输出端电压为EN ／10，输出电流为IN＝ EN ／(10R)的恒流电源，强迫充电电流突变为稳态电流从图10—6曲线i3可见，当电流切换后，过渡过程很快稳定，充电电流曲线由原来的i1变为i3，这样可将充电时间从6 τ缩短到1 τ i2为电源E／l0时的充电电流曲线 提高全压恒流电源的电压及电流，将电压范围取到60一100v．电流范围为40—100A，可增大充电电流上升陡度，增大电流使铁芯磁通度饱和，减小电感的影响，达到更好的效果2021/9/1526三、消磁法四、铁芯磁通饱和测量方法五、串联绕组助磁方法2021/9/1527五、设备简介五、设备简介仪器的面板见图3.1 2021/9/1528六、测试与操作方法六、测试与操作方法 1、测试前准备 接线：把被测试品通过专用电缆线与本机的测试接线柱连接牢固，同时把地线接好2、电流选择：打开电源开关（开关上-为开，O为关），同时显示屏上会显示选择电流1自动测试，这时可通过选择键对所测试品预置电流进行选择，每按一下选择键，显示屏会滚动出现各电流值，40mA、200mA、1A、5A、10A、20A、40A。

2021/9/1529•3、测试：当选择好电流后，按下确认键，就开始测试当按下确认键后，显示屏上显示“正在充电”过几秒钟之后，显示“正在测试”这时说明已充电完毕，进入测试状态，几秒后，就会显示所测阻值屏上会同时显示所选电流值与所测得的电阻值I=“ ”A；R=“ ”mΩ/Ω）当选择了自动测试时，仪器会根据试品情况自动选择合适的电流进行测试 •4、测试完毕后，按“复位”键，仪器电源将与绕组断开，同时放电，音响报警，这时显示屏回到初始状态，放电音响结束后，可重新接线，进行下次测量，或拆下测试线与电源线结束测量 2021/9/1530七、试验记录格式七、试验记录格式高压绕组直流电阻值（Ω）　　测量温度 ℃分接开关档位ABBCCA线间差别≤2%低压绕组直流电阻值（Ω）　　测量温度 ℃aoboco相间差别≤4%2021/9/1531八、试验结果判断、试验结果判断 GB50150-91第6.0.2条 测量绕组连同套管的直流电阻，应符合下列规定： 一、测量应在各分接头的所有位置上进行； 二、1600kVA及以下三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的4%，线间测得值的相互差值应小于平均值的2%；1600kVA以上三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的2%；线间测得值的相互差值应小于平均值的 1%； 三、变压器的直流电阻，与同温下产品出厂实测数值比较，相应变化不应大于2%； 四、由于变压器结构等原因，差值超过本条第二款时，可只按本条第三款进行比较。

2021/9/1532九、注意事项九、注意事项1、在测无载调压变压器倒分接前一定要复位，放电结束后，报警声停止，方可切换分接点2、在拆线前，一定要等放电结束后，报警声停止，再进行拆线3、选择电流时要参考技术指标栏内量程，不要超过量程和欠量程使用超量程时，由于电流达不到预设值，仪器一直处在“正在充电”状态欠量程时，显示“电流太小”，当出现此两种状态时要确认量程，选择适合的电流进行测试选择的测试电流应小于变压器额定电流值4、在分接开关接触面上可能形成不同程度的氧化层，接触电阻使测量离度加大，并可能造成测量误差超过允许值因此，在测量前先将分接开关在所有档位转动2-4个循环再进行测量十、思考题十、思考题1、测量变压器直流电组时，为什么要考虑测量温度？2021/9/1533第三章第三章 变压器变比测量和组别鉴定变压器变比测量和组别鉴定第一节变压器变比测量第一节变压器变比测量测量电压比的目的：(1)检查变压器绕组匝数比的正确性；(2)检查分接开关的状况；(3)变压器发生故障后，常用测量电压比来检查变压器是否存在匝间短路；(4）判断变压器是否可以并列运行2021/9/1534一、试验目的一、试验目的1、学会测量电压比的方法。

2、掌握鉴定三相变压器联结组别的方法二、试验内容试验内容1、电压比的测定2、联结组别的测量三、试验设备试验设备1、变压器 二台 2、金源变压器JYT变比电桥3、导线 若干2021/9/1535四、试验原理试验原理 • 变压器的电压比是指变压器空载运行时，一次侧电压U1与二次侧电压U2的比值．简称电压比（变比）即K=U1/U2.• 如果一次侧输人电压U1按正弦规律变化，则在绕组中产生的磁通也按正弦规律变化，交变磁通在绕组的一次侧、二次侧要产生感应电动势E1及E2，变压器空载时，内部压降及漏抗都很小，外加电压U1和感应电动势E1的数值基本相等，即U1 = E1 ，二次侧电压U2 、也等于二次侧感应电动势E2、、根据电动势平衡关系，则2021/9/1536式中 f——电源频率(Hz)；由Φm——铁芯柱中主磁通(Wb)Nl、N2——一次、二次绕组匝数由此可见，变压器的电压比为 所以，单相空载变压器的电压比近似等于变压器的匝数比三相变压器铭牌上的变比是指不同电压绕组的线电压之比，因此，不同接线方式的变压器，其变比与匝数比有如下关系：一次、二次侧接线相同的三相变压器的电压比等于匝数比；一次、二次侧接不同 (即一侧为三角形接线，另一例为星形接线者)时，Y，d接线的电压比为 ， D，y接线的电压比为2021/9/1537•电压比的测量方法，一般有双电压表法和变比电桥法。

测量电压比时，施加的电压最好接近额定电压(一般不低于1/3额定电压)，并应加 在电源侧，对于升压变压器加在低压侧，降压变压器加在高压侧 三相变压器的电压比可以用三相或单相电源测量用三相电源测量比较简便，用单相电源比用三相电源容易发现故障相当用单相电源测量Y．d或D，y连接的变压器的电压比时．三角形接线绕组的非被试相应短接(见高压电气设备试验方法)，从而使非被试相中没有磁通，使加压相磁路均匀四、测量方法测量方法 2021/9/1538用双电压表法测量电压比双电压表法测量电压比： 在变压器的一侧施加电压，并用电压表在一次、二次绕组两侧测量电压(线电压或用相电压换算成线电压)，两侧线电压之比即为所测电压比测量电压比时要求电源电压稳定，必要时需加稳压装置，二次侧电压表引线应尽量短，且接触良好，以免引起误差测量用电压表准确度应不低0.5级，一次、二次侧电压必须同时读数2021/9/1539经电压互感器的双电压表法 在被试变压器的额定电压下测量电压比时，一般没有较准确的高压交流电压表，必须经电压互感器来测量所使用的电压表准确度不低于0.5级，电压互感器准确度应为0.2级，其试验接线如图所示。

其中，图 (b)为用两台单相电压互感器组成的v形接线，此时，互感器必须极性相同 当大型电力变压器瞬时全压励磁时，可能在变压器中产生涌流，因而在二次侧产生过电压，所以测量用的电压表在充电的瞬间必须是断开状态为了避免涌流可能产生的过电压，可以用发电机调压，这在发电厂容易实现，而变电所则只有利用变压器新投入运行或大修后的冲击合闸试验时一并进行 对于110／10Kv的高压变压器，如在低压侧用380v励磁，高压侧需用电压互感器测量电压电压互感器的准确度应比电压表高一级，电压表为0.5级．电压互感器应为0.2级2021/9/15402021/9/1541变 比 电 桥 利用变比电桥能很方便的测出被试变压器的电压比变比电桥的工作示意图如图8-2所示只需在被试变压器的一次侧加电压U1，则在变压器的二次侧感应出电压U2，调整电阻R1，使检流计指零，然后通过简单的计算求出电压比K 我国生产的QJ35型变比电桥，测量电压比范围为1.02—111.12．准确度为20.2％，完全可以满足我国电力系统测量电压比的要求，用起来方便、准确2021/9/15422021/9/1543电压比自动测量仪 电压比自动测量仪的基本测量原理还是前面所述的电压测量法和电桥法.它一般采用单片机作为微处理器，接收面板键盘和开关量的输入，对量程、电桥平衡进行自动跟踪控制，并对测量结果进行数据处理，最后，将测量结果存贮、打印，快速完成电压比的测量。

2021/9/1544五、金源变压器五、金源变压器JYT变比电桥简介变比电桥简介•仪器的面板见图2.12021/9/1545六、试验步骤六、试验步骤2021/9/1546七、判断标准•第6.0.3条 检查所有分接头的变压比，与制造厂铭牌数据相比应无明显差别，且应符合变压比的规律；电压等级在220kV及以上的电力变压器，其变压比的允许误差在额定分接头位置时为±0.5% 2021/9/1547第二节第二节变压器的极性、连接组别试验一、极性试验的意义 当一个通电绕组中有磁通变化时，就会产生感应电动势，感应电动势为正(驱使电流流出)的一端，称为正极性端，感应电动势为负的一端，称为负极性端如果磁通的方向改变，则感应电动势的方向和端子的极性都随之改变所以，在交流电路中，正极性端和负极性端都只能对某一时刻而言在变压器中，为了更好地说明绕在同一铁芯上的两个绕组的感应电动势间的相对关系，引用了“极性”这一概念实际上，变压器绕组的绕向有左绕和右绕两种变压器的一次、二次绕组的绕向和端子标号一经确定，就要用“加极性“和“减极性”来表示一次、二次感应电动势间的相位关系。

如图9.1(a)所示，两绕组绕向相同(左绕)，2021/9/1548 有同一磁通穿过因此，两绕组内的感应电动势，在同名端子间任何瞬时都有相同的极性此时一次、二次电压UAX此和Uax相位相同，如连接X和x，UAa等于两电压的差，则该变压器就称为“减极性”的如将二次绕组端子标号交换，如图9-1(b)所示，显然同名端子间的电动势将变成方向相反，电压相位相差1800；这时连接X和x后， UAa是UAX和Uax的和，则变压器称为“加极性”的 如果变压器的一次绕组和二次绕组绕向不同，但仍保持图9-1(a)的端头标号，如图9-1(c)所示变压器也是“加极性”的2021/9/15492021/9/1550 由于变压器的绕组在一次、二次间存在着极性关系，当几个绕组互相连接组合时，无论是接成串联或并联，都必须知道极性才能正确地进行二、试验方法：直流法和交流法 如图9-2所示，将1.5-3v直流电池经开关S接在变压器的高压端子A、X上．在变压器二次绕组端子上连接一个直流毫伏表(或微安表、万用表)注意，要将电池和表计的同极性端接往绕组的同名端例如电池正极接绕组A端子，表计正端要相应地接到二次a端子上。

测量时要细心观察表计指针偏转方向，当合上开关瞬间指针向右偏(正方向)，而拉开开关瞬间指针向左偏时，则变压器是减极性若偏转方向与上述方向相反，则变压器就是加极性试验时应反复操作几次，以免误判断在开、关的瞬间，不可触及绕组端头，以防触电2021/9/1551 如图9-3(a)所示，将变压器一次的A端子与二次的a端子用导线连接在高压侧加交流电压，测量加入的电压UAX、低压侧电压Uax和未连接的一对同名端子间的电压UXx若UXx ＝ UAX－ Uax，则变压器为减极性，若UXx ＝ UAX＋ Uax，则变压器为加极性 交流法比直流法可靠，但在电压比较大的情况下(K＞20)，交流法很难得到明显的结果，因为(UAX－ Uax)与(UAX＋ Uax)的差别很小这时可以从变压器的低压侧加压，使减极性和加极性之间的差别增大2021/9/15522021/9/1553变压器接线组别试验一、接线组别试验的意义： 变压器接线组别是并列运行的重要条件之一，若参加并列运行的变压器接线组别不一致，将出现不能允许的环流因此，在出厂、交接和绕组大修后都应测量绕组的接线组别 一台三相变压器，除了绕组间有极性关系外，因三相绕组的连线方式和引出端子标号的不同，其一次绕组和二次绕组对应的线电压间的相位差也会改变，不同的相位差代表着不同的接线组别。

不管绕组的连接方法和引出线标志方式怎样变化，但最终一次、二次问对应线电压的相位差却只有12种不同情况，且都是300,的倍数(即”nx300，n＝1一12)我们将一次线电压超前对应的二次线电压30 0(n＝1)称为1组，600(n＝2)称为2组……，直至3600即00(n＝12)时两电压相量重合，为12组这恰如时钟表面被12h所等分，每相邻两数间为300角因此，可以按时钟系统来确定接线组别方法是以分针代表一次线电压相量．固定指向12点；以时针代表对应的二次线电压相量，它所指的钟点数就是接线组别数2021/9/1554 同一接线组别的变压器，绕组可以有不同的连接方式 我国生产的变压器，连接组别主要是Y，y0和Y，d11两种但按各绕组连接方式及它们接往系统各相的引出端不同，也会出现1、5、7等组别二、试验方法; 确定变压器绕组接线组别的方法有直流法、双电压表法及相位表法三种2021/9/1555三、判断标准三、判断标准第6.0.4条 检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性，必须与设计要求及铭牌上的标记和外壳上的符号相符四、思考题四、思考题1、为什么要进行联接组别的测定？2、、三相变压器的联接组别与那些因素有关？2021/9/1556第四章 变压器工频耐压试验 一、试验目的一、试验目的1、掌握变压器工频耐压试验方法；2、掌握工频耐压试验的原理和作用。

二、试验设备二、试验设备1、试验变压器2、操作箱3、分压测量系统4、试品变压器二台5、导线若干 2021/9/1557三、试验接线图三、试验接线图图5-1 工频耐压试验接2021/9/1558•图5-2 三相变压器工频耐压试验接线 2021/9/1559四、试验原理四、试验原理 •变压器的工频耐压试验是鉴定变压器绝缘强度（主绝缘）最有效的方法，也是保证变压器安全运行,避免绝缘事故的重要试验项目该项试验可以发现变压器的集中性绝缘弱点，如绕组主绝缘受潮或开裂.绕组松动.引线绝缘距离不够，绝缘上附着污物等缺陷• 此项试验属于破坏性试验，也是对变压器绝缘进行的最后检验项目它必须在前述绝缘电阻、泄漏电流、介质损失角正切（tgφ）值等项试验合格之后进行，以免引起不必要的绝缘击穿和损坏事故，造成检修工作的困难•变压器只有在1min工频耐压试验合格之后，才能投入运行，有关电力变压器工频耐压试验标准如表5-5所示2021/9/1560表 5-1 电力变压器工频耐压试验标准（t=1min）额定电压(kV)0.5及以下236101520354460出厂试验电压（kV）油浸式518253545558595140干式102028385070交接、大修试验电压（kV）油浸式415213038477281120干式51724324360运行中、或更换局部绕组后试验电压（kV）油浸式2815213038477281120干式8.517243243602021/9/1561 在操作中为了防止操作瞬变所引起的过电压，接通试验回路时，应使输出电压从零开始。

然后缓慢的升高电压，以便在仪表上准确读数，但也不要太慢，在试验电压到达75%以后，应使升压速度保持每秒2%左右也就是在75%-100%试验电压的升压时间维持在12s左右为宜这样，即能准确的读取仪表指示，又不至于造成积累效应加到试验电压后持续1min，然后尽快将试验电压降至最低，最后切断电源五、试验步骤五、试验步骤1、按照图5-1，图5-2正确接线2、经指导教师检查无误后，在高压侧施加30kV试验电压下进行变压器高压对低压及壳的1min工频耐压试验3、记录试验数据，按照步骤降压，拆接线2021/9/1562表5-2　变压器工频耐压试验记录表型 号额定电压额定电流额定容量 kVA短路阻抗连接组别出厂日期出厂编号制造厂家测量方式试验电压（V）试验电流I（A）时间（s）试验结果低压测量高压测量变压器铭牌数据试验记录（加压部位：高压绕组对低压绕组及外壳） 2021/9/1563六、试验注意事项六、试验注意事项1、进行高电压试验必须严格遵守高电压安全规则，在靠近或接触高电压带电设备前，必须在电源断开的情况下，同时挂好接地棒，方可靠近或接触这些设备2、试验中如果发生异常情况（如在试验电压下，1 min内发生试品击穿或者闪络等），应立即跳闸，切断高压电源，并将调压器降到零位，再切断电源，排除异常。

3、图5-1中V2表测量的是分压器低压臂电压，但分压器表头读出的值已乘了分压器的变比，是换算后的试品承受电压值2021/9/1564七、试验报告要求七、试验报告要求1、绘出总的接线图，标明各个元件，设备，仪器和仪表的型号，规格和主要参数八、思考题八、思考题1、进行工频耐压试验时，对试验的波形有什么要求？2、进行工频耐压试验时，保护电阻的阻值及其外绝缘应如何考虑？3、工频耐压试验时,被试绕组为什么要短接?非被试绕组为什么要短接接地? 2021/9/1565第五章 变压器空载短路试验•一、试验目的试验目的•1、熟悉和掌握变压器空载短路试验的试验方法•2、通过空载短路试验，确定变压器的参数及运行特性•3、了解参数对变压器性能的影响•二、试验内容二、试验内容•1、三相变压器的空载短路试验•2、绘出空载特性，总结参数对变压器性能的影响•3、绘出短路特性，总结参数对变压器性能的影响•三、试验设备三、试验设备•1、JYW6100型变压器空负载特性测试仪；•2、导线若干2021/9/1566第一节 变压器的空载试验•一、试验目的试验目的•1、变压器的损耗是重要性能参数，影响着变压器的效率、温升和寿命，测量损耗既反映了变压器在运行过程中的效率，又反映了变压器设计制造的性能是否满足要求。

•2、空载损耗的大小主要取决于变压器设计时选用的额定电压下的磁通密度，铁芯材料和叠装工艺通过测量空载损耗和空载电流，验证铁芯的设计、绕组制造工艺水平是否达到技术要求•3、根据感应耐压试验前后两次空载试验测得的空载损耗比较可以发现磁路中的局部或整体缺陷 ：• 硅钢片缺陷，包括硅钢片间绝缘不良、松动（出现气 隙导致磁阻增大）、采用劣质硅钢片；• 绕组缺陷，包括匝间短路、并联支路短路等• 2021/9/1567二、试验原理试验原理•三相变压器的空载试验是在一侧绕组（通常为高压线组）开路的情况下，从另一侧施加可调节电压的三相电源（施加的电压应≤1.1 倍低压侧额定电压）,测量不同电压下的空载电流和空载损耗•通常空载电流以实测的空载电流值占额定电流值的百分数来表示•由于空载时变压器一侧电流为零，另一侧的励磁电流也比额定电流小很多，因此绕组中的电阻损耗可忽略不计，空载损耗主要是空载电流产生的磁通在铁芯中引起的磁滞损耗和涡流损耗,故空载损耗又称为铁耗2021/9/1568三、试验接线三、试验接线•1、在进行试验接线前，应根据变压器铭牌数据，计算空载试验时需施加U、I值，以便选择合适的测量方法。

如果试验电压Us≤450V，试验电流Is≤50A，可选择直接测量接线，如超出上述范围，则需另准备高压大容量试验电源，并配用电压互感器和电流互感器间接测量 •2、本中心试品变压器电压低，容量小，可按图4-2进行空载试验，电流输入不超过5A时，尽量用5A接线柱和5A量程，当电流在5-50A时，用50A接线柱和50A量程•3、按图4-2进行试验2021/9/1569图4-2 变压器空载损耗测量的接线方法 2021/9/15704、试验测量结果记录5、计算 2021/9/1571第二节 变压器的负载试验•一、试验目的一、试验目的•1、计算和确定变压器有无可能与其他变压器并联运行；•2、检验变压器短路时的热稳定和动稳定；•3、计算变压器的效率；•4、计算变压器二次侧电压由于负载改变而产生的变化2021/9/1572二、试验原理•三相变压器的负载试验是在一侧绕组（通常为低压绕组）短路的情况下，从另一侧施加可调节电压的三相电源（控制试验电流≤高压侧额定电流），测量不同电流时的电压值（阻抗电压）和短路损耗值•阻抗电压通常以占绕组额定电压的百分数表示•由于试验电压远小于高压侧电压，因此负载试验时的铁耗可忽略不计。

短路损耗主要由试验电流流过绕组时的电阻损耗所引起，故又称铜耗2021/9/1573三、试验接线1、按图4-3进行试验图4-3 相三线变压器负载损耗直接测量的接线方法 2021/9/15742、试验测量结果记录3、试验测量结果计算2021/9/1575第三节、零序阻抗的测量•一、试验原理•1、零序阻抗的大小与变压器铁心结构、绕组连接组别、变压器型式等因素有关，零序阻抗只有在零序电流可构成回路的绕组才能进行测量，就是在三相绕组中通入同一相电流所产生的阻抗，以此为根据进行保护的整定•2、试验方法一般可分为有平衡安匝和无平衡安匝两大类，由于检测中心的试品变压器属于无平衡安匣，故有平衡安匝零序阻抗的测量从略 2021/9/1576•3、无平衡安匝零序阻抗的测量以Yyno联接组为例作详细介绍这种联接组的变压器，只有低压绕组有零序电流回路，因此只能测量空载零序阻抗，而没有短路零序阻抗这种变压器的零序阻抗是非线性的，它随着零序电流的增大而减少因此需要测量一系列的阻抗值，一般不少于5点，即测量20，40，60，80，100%Ie的零序阻抗试验时，除了控制试验电流Is≯I2e外，如果零序阻抗太大，还要控制试验电压Us≯U2eΦ（额定相电压）。

由于试验条件的限制，试验时最大工作电流以50A为限 2021/9/1577二、试验接线•1、按下图进行试验2021/9/15782、试验测量结果记录2021/9/1579注意事项•1、仪器必须可靠接地•2、必须按照本手册方法接线和操作•3、电压或电流必须在允许的输入范围内2021/9/1580思考题•1、为什么空载试验时，电压要加在低压侧，而短路试验时电压要加在高压侧？•2、什么情况下空载短路试验采用直接测量方式？2021/9/1581第六章 变压器感应耐压试验•一、试验目的一、试验目的•1、了解变压器感应耐压试验的原理•2、掌握变压器感应耐压试验的接线、方法•二、试验设备二、试验设备•1、SPF-Ⅲ三倍频电源发生器•2、全绝缘变压器•3、三相调压器•4、导线若干•5、CL低压补偿电容•6、CH高压补偿电容 2021/9/1582三、试验原理三、试验原理•1、电力变压器、电压互感器等被试品，除了要对全绝缘变压器的主绝缘进行外施工频高压试验外，而且还要对全绝缘变压器的纵绝缘以及分级绝缘变压器的主绝缘及纵绝缘进行感应高压试验•2、外施工频耐压圈内没有电位差，无法考验纵绝缘而分级绝缘变压器由于线端和中性点耐受电压不同，整体外施工频耐压只能就低不就高。

所以这种情况下，可采用感应耐压考验工频过电压下的纵绝缘或相间绝缘或主绝缘•3、感应耐压试验给变压器施加２倍额定电压以上的电压，可在纵绝缘缺陷处建立更高更集中的场强，绕组匝间、层间和段间的电压达到并超过电介质缺陷处的击穿电压；感应耐压试验给变压器施加频率在２倍的额定频率以上，较高的频率又可以大大降低固体电介质的击穿电压，使得绝缘缺陷更容易被击穿；故感应耐压试验可以可靠地检测出变压器纵绝缘性能的好坏 2021/9/1583•4、施加电源的频率之所以在２倍的额定频率以上，是因为变压器的激磁电流i―主磁通振幅Фm的特性曲线一般设计在额定频率和额定电压下接近弯曲饱和部分，在电源频率不变的情况下，主磁通Фm决定于外施电压U: •U= E=4.44WfФm 所以给变压器加２倍额定电压以上的电压必然会导致铁芯严重饱和，由图可知激磁电流会急剧增加，甚至导致变压器发热烧毁 2021/9/1584•5、出厂试验电压确定的原则是在试验频率、试验电压下，铁芯中的磁通密度与工频额定电压下的磁通密度保持不变变压器制造厂通常使用可调频的中频发电机，以f＝100HZ，U试＝2UeΦ进行出厂试验倍频感应耐压的交接试验电压应为出厂试验电压的85%，由于实验室没有中频发电机，只有三倍频（150HZ）试验装置，理论上感应耐压的试验电压 ：2021/9/1585四、试验接线四、试验接线•1、高压绕组开路的情况下，在低压绕组施加频率为100-200HZ的试验电压，试验时间t按下式计算：t＝60×100/f秒。

在规定时间内绕组无灼热、击穿和损伤迹象，要求感应耐压试验前后在额定工况下空载电流和损耗无明显变化 •2、由于三倍频装置的电压波型为尖顶的非正弦波，不能与150Hz正弦波等效为设备安全起见，在试验时可考虑适当降低试验电压由于SPE－Ⅲ三倍频装置在功率因数为容性0.7时输出功率最大，而空载变压器为感性负载，因此，需在试品的高压或低压侧并联电容器，电容器的容量和电压等级根据具体试品情况计算确定2021/9/15863、试验原理图TB-三相调压器 SPF-三倍频发生器 B-变压器图6.1 变压器的三倍频感应耐压试验接线原理图2021/9/15874、试验接线图图6.2 SPF-Ⅲ三倍频电源发生器试验接线图2021/9/15885、试验测试结果记录2021/9/1589思考题•1、工频耐压与感应耐压的作用有何区别？•2、做感应耐压试验时为什么要保持铁芯磁通密度与额定电压下的磁通密度一致？2021/9/1590第七章 氧化锌避雷器直流耐压试验氧化锌避雷器直流耐压试验 •一、试验目的一、试验目的•1、了解获得直流高压的方法•2、了解泄漏电流的高、低压测量方法及屏蔽的使用•3、了解直流高压发生器的基本原理、接线、元件及整体结构。

•4、掌握直流耐压试验的试验方法•二、试验内容二、试验内容•1、掌握氧化锌避雷器直流耐压的重要性•2、比较屏蔽的作用•三、三、 试验设备试验设备•1、氧化锌避雷器•2、苏州华电ZGS-Q直流高压发生器 两只•3、导线 若干2021/9/1591•四、试验原理•1.测量直流泄露电流与测量绝缘电阻的原理基本一致，不同之处就是直流泄露试验的电压一般比兆欧表电压高，因此比兆欧表更有效地发现绝缘缺陷，能灵敏地反映瓷质绝缘的裂纹、夹层绝缘的内部受潮及绝缘油劣化等•2.直流耐压试验与泄露电流的测量方法一致，但是前者是考验绝缘的耐电强度，其试验电压高后者用于检查绝缘状况，试验电压相对低与交流耐压相比，当直流电压较高以至于在气隙中发生局部放电后，放电产生的电荷所感应的反电场将使气隙内的场强减弱，从而抑制了气隙局部放电过程，对绝缘的破坏小但是因为交直流下绝缘内部的电压分布不同，直流耐压试验对绝缘的考验不如交流下接近实际2021/9/1592图7-1 倍压整流电路图 简单的整流电流，最大的直流输入只能接近试验变压器的峰值，通常采用倍压整流来获得更高的直流高压 当图7-1中电源电压为负半波时（试验变压器绕组接地端为正），电源变压器经二极管V1对C1充电到峰值；正半波时，变压器的电压和C1的电压叠加在一起，经二极管V2对C2进行充电，使C2的电压达到峰值的两倍。

图7-2中，当电源为负半波时，二极管V1、V3、V5导通；正半波时，二极管V2、V4、V6导通，当变压器的峰值电压为Umax时，直流高压端输出电压可达6 Umax图7-2 多级串接整流电路图2021/9/1593图7-3 微安表接在高压侧 这种接线的特点就是微安表处于高压端，不受高压对地杂散电流的影响，测量的泄露电流较准确但微安表及微安表至被试品的引线应加屏蔽，由于微安表处于高压，会对读书造成不便2021/9/1594图7-4 微安表接在低压侧 当被试品的接地端能与地分开，采用（a）图，若不能分开就采用（b）图接线这种接线微安表处于低电位，具有读数安全的特点由于这种接线的高压引线对地的杂散电流将流经微安表，从而使测量结果偏大，其误差随周围环境、气候和变压器的绝缘状况而异2021/9/1595•4.成套直流高压发生器能直接显示直流高压的电压值及泄漏电流值，常有多节构成60~600kV等多种电压等级，适合于现场进行各种高压设备的直流试验2021/9/1596•五、试验接线图7-6 试验接线图2021/9/1597•六、试验测量结果记录2021/9/1598•七、故障检查及处理2021/9/1599•八、思考题•1、合格的氧化锌避雷器在施加0.75 U1mA直流电压下的泄漏电流小于50μA＜＜1mA，说明这种避雷器的伏安特性有何特点。

•2、影响氧化锌避雷器I0.75 U1mA超标的因素有哪些？如长期超标运行有什么危害性？•3、加在试品上的电压是什么极性？为什么要采用这种极性的电压？•4、为提高测量泄漏电流的准确性，可采用那些办法？2021/9/15100。