变压器试验基础培训课件.ppt

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1、变压器试验基础培训变压器试验基础培训进行电气试验前，首先必须关注安全，我们必须时刻贯彻“安全第一，预防为主”的方针。安全要求人员资质：参加高压试验技术和安全技术知识培训并考核，取得高压试验资格证。试验室：接地电阻不大于4，对进行高压耐压、雷电冲击、局部放 电等试验有要求的试验室，其接地电阻应小于0.5。地面平整、标志清晰、通道畅通，并具有消防通道，还应设 置安全栅栏、警示牌、安全信号灯和警铃。安全间距：试验中应确保高压引线、设备带电部分对安全栅栏的安全距 离大于下表1和表2。人体对电流的反映:810mA 手摆脱电极已感到困难,有剧痛感(手指关节)2025mA 手迅速麻痹,不能自动摆脱电极,呼吸

2、困难 5080mA 呼吸困难,心房开始震颤 90100mA 呼吸麻痹,三秒钟后心脏开始麻痹,停止跳动表1交流和直流试验安全距离试验电压试验电压(kV)501002005007501000安全距离安全距离(m)1.21.535710表2冲击试验(峰值)安全距离试验电压试验电压(kV)250500100015002000安全距离安全距离(m)操作冲击操作冲击3571015雷电冲击雷电冲击23579接地保护：接地线采用多股编织裸铜线，截面一般不小于4mm2，接地线必须先接接地端，再接导体端，拆除接地线的顺序相反。监护：高压试验必须至少2人，一人进行操作，另一人进行监护。放电：对产品进行高压试验后，必

3、须对试品进行放电，接地放电棒总长度不小于1000mm，其中绝缘部分700mm，握手部分300mm。放电时间一般不短于5min，对大电容量试品，一次放电可能不充分，要经过多次放电后人员才能接触设备，放电后放电操作棒直接挂在试品上，再次试验时才取下。爬高：一般爬高超过2.5m人员需配安全帽，并尽量采用安全吊索。磁场及磁路基本理论 在永久磁体和通电导体的周围均有磁场存在。磁场对电流在永久磁体和通电导体的周围均有磁场存在。磁场对电流在永久磁体和通电导体的周围均有磁场存在。磁场对电流在永久磁体和通电导体的周围均有磁场存在。磁场对电流(或运动电荷或运动电荷或运动电荷或运动电荷)有有有有 作用，而电流作用，

4、而电流作用，而电流作用，而电流(或运动电荷或运动电荷或运动电荷或运动电荷)也将产生磁场。也将产生磁场。也将产生磁场。也将产生磁场。电流电流(或运动电荷或运动电荷)电流电流(或运动电荷或运动电荷)磁场磁场 我们用磁力线来描述磁场。我们用磁力线来描述磁场。我们用磁力线来描述磁场。我们用磁力线来描述磁场。磁力线的密度就磁力线的密度就磁力线的密度就磁力线的密度就反映了磁场的大小。反映了磁场的大小。反映了磁场的大小。反映了磁场的大小。1.磁通磁通磁通磁通 一一一一 、磁路的基本物理量、磁路的基本物理量、磁路的基本物理量、磁路的基本物理量磁通磁通磁通磁通 的单位的单位的单位的单位:韦韦韦韦 伯伯伯伯(Wb

5、Wb),实用中还用实用中还用实用中还用实用中还用电磁制单电磁制单电磁制单电磁制单位位位位麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦麦克斯韦(简称麦，简称麦，简称麦，简称麦，MxMx）作为磁通的单位。它作为磁通的单位。它作为磁通的单位。它作为磁通的单位。它们之间的关系是们之间的关系是们之间的关系是们之间的关系是:1 Mx=101 Mx=10-8-8 WbWb 磁通磁通磁通磁通 ：穿过垂直于磁场方向的面积穿过垂直于磁场方向的面积穿过垂直于磁场方向的面积穿过垂直于磁场方向的面积 A A中的磁力线中的磁力线中的磁力线中的磁力线总数。总数。总数。总数。A2.2.磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度 磁感应强度磁感应强

6、度磁感应强度磁感应强度B B:表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。B B的方向的方向的方向的方向:与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的单位的单位的单位的单位:特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉(T T)，1 1 1 1T=1Wb/mT=1Wb/m2 2 均匀磁场均匀磁场均匀磁场均匀磁场:各点磁感应强度大小相等，方向相同的各点磁感应强度大小相等，

7、方向相同的各点磁感应强度大小相等，方向相同的各点磁感应强度大小相等，方向相同的 磁场，也称磁场，也称磁场，也称磁场，也称匀强磁场匀强磁场匀强磁场匀强磁场。工程中常用到一个较小的单位工程中常用到一个较小的单位工程中常用到一个较小的单位工程中常用到一个较小的单位Gs(Gs(高斯）高斯）高斯）高斯）来表示磁感应强度。来表示磁感应强度。来表示磁感应强度。来表示磁感应强度。1 Gs=101 Gs=10-4-4T T真空的磁导率为常数，用真空的磁导率为常数，用真空的磁导率为常数，用真空的磁导率为常数，用 0 0表示，有：表示，有：表示，有：表示，有：3.3.磁导率磁导率磁导率磁导率磁导率磁导率磁导率磁导率

8、 ：表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。相对磁导率相对磁导率相对磁导率相对磁导率 r r：任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率 和真空的磁导率和真空的磁导率和真空的磁导率和真空的磁导率 0 0的比值。的比值。的比值。的比值。磁导率磁导率磁导率磁导率 的单位：的单位：的单位：的单位：亨亨亨亨/米（米（米（米（H/mH/m）自然界的所有物质可根据磁导率的大小，大体上可分为磁性材料和非磁性材自然界的所有物质可根据磁导率

9、的大小，大体上可分为磁性材料和非磁性材料两大类。料两大类。非磁性材料的相对磁导率为常数且接近于非磁性材料的相对磁导率为常数且接近于1；磁性材料的相对磁导率则很大。磁性材料的相对磁导率则很大。4.4.磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度HH ：介质中某点的磁感应强度介质中某点的磁感应强度介质中某点的磁感应强度介质中某点的磁感应强度 B B 与介质磁导率与介质磁导率与介质磁导率与介质磁导率 之比。之比。之比。之比。磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度HH的单位的单位的单位的单位 ：安培安培安培安培/米（米（米（米（A/mA/m)。环形线圈半径为环形线圈半径为R的闭合回线上各

10、点的磁场强度的闭合回线上各点的磁场强度H为为上两式表明，磁场强度的大小只决定于励磁电流、导线的几何形状、匝数及位置，上两式表明，磁场强度的大小只决定于励磁电流、导线的几何形状、匝数及位置，上两式表明，磁场强度的大小只决定于励磁电流、导线的几何形状、匝数及位置，上两式表明，磁场强度的大小只决定于励磁电流、导线的几何形状、匝数及位置，而与磁介质的性质无关。而与磁介质的性质无关。而与磁介质的性质无关。而与磁介质的性质无关。磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度HH是矢量。是矢量。是矢量。是矢量。通电长直导线周围点通电长直导线周围点A的磁场强度的磁场强度H为为二、磁路欧姆定律二、磁路欧姆定律二、磁路欧姆定律

11、二、磁路欧姆定律在在电电气气设设备备中中，为为了了增增强强磁磁场场，常常把把线线圈圈绕绕在在铁铁心心上上，当当线线圈圈通通电电后后产产生生很很强强的的磁磁场场。铁铁铁铁心心心心的的的的磁磁磁磁导导导导率率率率比比比比周周周周围围围围空空空空气气气气或或或或其其其其它它它它物物物物质质质质的的的的磁磁磁磁导导导导率率率率高高高高的的的的多多多多，磁磁磁磁通通通通的的的的绝绝绝绝大大大大部部部部分分分分经经经经过过过过铁铁铁铁心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。1.1.磁路磁

12、路磁路磁路+NIfNSS直流电机的磁路直流电机的磁路直流电机的磁路直流电机的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路IN磁通磁通单相变压器磁路单相变压器磁路单相变压器磁路单相变压器磁路2.2.磁动势磁动势磁动势磁动势要使磁路中建立一定大小的磁通要使磁路中建立一定大小的磁通要使磁路中建立一定大小的磁通要使磁路中建立一定大小的磁通，就必须在具有一定匝数，就必须在具有一定匝数，就必须在具有一定匝数，就必须在具有一定匝数N N的线圈中，通入的线圈中，通入的线圈中，通入的线圈中，通入一定大小的电流一定大小的电流一定大小的电流一定大小的电流I I。实验证明，增大电流。实验证明，

13、增大电流。实验证明，增大电流。实验证明，增大电流I I或增大线圈匝数或增大线圈匝数或增大线圈匝数或增大线圈匝数N N，都可以同样达，都可以同样达，都可以同样达，都可以同样达到增大磁通到增大磁通到增大磁通到增大磁通的目的。的目的。的目的。的目的。可见，可见，可见，可见，NINI乃是建立磁通的根源。乃是建立磁通的根源。乃是建立磁通的根源。乃是建立磁通的根源。定义：定义：定义：定义：F=NI F=NI 称作磁路的磁动势，简称磁势。称作磁路的磁动势，简称磁势。称作磁路的磁动势，简称磁势。称作磁路的磁动势，简称磁势。磁势的单位：安（磁势的单位：安（磁势的单位：安（磁势的单位：安（A A）。）。）。）。3

14、.3.磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律磁路欧姆定律（1）磁阻磁阻如如果果把把相相同同的的磁磁动动势势加加到到不不同同的的磁磁路路中中去去，获获得得的的磁磁通通也也不不相相同同。这这说说明明磁磁通通除除了了与与磁磁动动势势有有关关外外，还还与与组组成成磁磁路路的的物物质质及及尺尺寸寸有有关关。这这里里我我们们引出一个磁阻的概念。引出一个磁阻的概念。磁阻磁阻磁阻磁阻R RMM ：磁路对磁动势建立磁通所呈现的阻力。：磁路对磁动势建立磁通所呈现的阻力。：磁路对磁动势建立磁通所呈现的阻力。：磁路对磁动势建立磁通所呈现的阻力。其中：其中：l 磁路的长度（磁路的长度（m）；）；A磁路的截面积（磁路的截面

15、积（m2）；）；磁路材料的磁导率。磁路材料的磁导率。磁路的磁阻大小与构成磁路的材料性质及几何尺寸有关磁路的磁阻大小与构成磁路的材料性质及几何尺寸有关，即，即单位：单位：单位：单位：1 1（亨（亨（亨（亨-1-1)（2 2）磁路欧姆定律）磁路欧姆定律）磁路欧姆定律）磁路欧姆定律 若某磁路的磁通为若某磁路的磁通为若某磁路的磁通为若某磁路的磁通为 ，磁动势为磁动势为磁动势为磁动势为F F ，磁阻为，磁阻为，磁阻为，磁阻为R Rmm，则，则，则，则 此即此即此即此即磁路的欧姆定律。磁路的欧姆定律。磁路的欧姆定律。磁路的欧姆定律。它表明在磁路中，磁通它表明在磁路中，磁通它表明在磁路中，磁通它表明在磁路中

16、，磁通与磁动势与磁动势与磁动势与磁动势F F成正比，与磁阻成正比，与磁阻成正比，与磁阻成正比，与磁阻R RMM成成成成 反比。反比。反比。反比。用用用用 大的材料构成的磁路具有较小的磁大的材料构成的磁路具有较小的磁大的材料构成的磁路具有较小的磁大的材料构成的磁路具有较小的磁阻阻阻阻,在同样大的磁动势作用下，就能产在同样大的磁动势作用下，就能产在同样大的磁动势作用下，就能产在同样大的磁动势作用下，就能产生较大的磁通。生较大的磁通。生较大的磁通。生较大的磁通。（3 3）均匀磁路和不均匀磁路均匀磁路和不均匀磁路均匀磁路和不均匀磁路均匀磁路和不均匀磁路下图就是单相变压器的一种磁路。下图就是单相变压器的

17、一种磁路。它由同一种材料组成，且各段铁心的横截面它由同一种材料组成，且各段铁心的横截面积积相相等等，这这种种磁磁路路称称为为均均匀匀磁磁路路。计计算算这这种种磁磁路路时时，=NI/RM，其其中中RM为为均均匀匀磁路的磁阻。磁路的磁阻。IN匝匝如下图，假若磁路中有一很短的空气隙，于是磁路就由铁心和空气隙两种物质组成，如下图，假若磁路中有一很短的空气隙，于是磁路就由铁心和空气隙两种物质组成，这种磁路称为这种磁路称为不均匀磁路不均匀磁路不均匀磁路不均匀磁路。计算不均匀磁路时，先将磁路分段。计算不均匀磁路时，先将磁路分段:铁心部分和空气隙部铁心部分和空气隙部分各成为一段磁路，这两段磁路的磁阻分别是分各

18、成为一段磁路，这两段磁路的磁阻分别是RM铁铁、RM气气。若用磁路欧姆定律表示，。若用磁路欧姆定律表示，则有则有ILORM气气为气隙磁阻，它比铁心磁阻大很为气隙磁阻，它比铁心磁阻大很多倍。显然，要在此磁路中产生和均多倍。显然，要在此磁路中产生和均匀磁路中相同的磁通，匀磁路中相同的磁通，则需要很大的则需要很大的磁动势。磁动势。当线圈中通过变化的电流当线圈中通过变化的电流当线圈中通过变化的电流当线圈中通过变化的电流i i时时时时,在铁心中穿过的磁通也是变化的。由于构成在铁心中穿过的磁通也是变化的。由于构成在铁心中穿过的磁通也是变化的。由于构成在铁心中穿过的磁通也是变化的。由于构成磁路的铁心是导体，于

19、是在铁心中将产生感应电动势和感应电流。由于这磁路的铁心是导体，于是在铁心中将产生感应电动势和感应电流。由于这磁路的铁心是导体，于是在铁心中将产生感应电动势和感应电流。由于这磁路的铁心是导体，于是在铁心中将产生感应电动势和感应电流。由于这种感应电流是一种自成闭合回路的环流，故称为种感应电流是一种自成闭合回路的环流，故称为种感应电流是一种自成闭合回路的环流，故称为种感应电流是一种自成闭合回路的环流，故称为涡流涡流涡流涡流。4.4.涡流涡流涡流涡流 在在在在电电电电机机机机和和和和电电电电器器器器铁铁铁铁心心心心中中中中的的的的涡涡涡涡流流流流是是是是有有有有害害害害的的的的。因因因因为为为为它它它

20、它不不不不仅仅仅仅消消消消耗耗耗耗电电电电能能能能，使使使使电电电电气气气气设设设设备备备备效效效效率率率率降降降降低低低低，而而而而且且且且涡涡涡涡流流流流损损损损耗耗耗耗转转转转变变变变为为为为热热热热量量量量，使使使使设设设设备备备备温温温温度度度度升升升升高高高高，严严严严重重重重时将影响设备正常运行。在这种情时将影响设备正常运行。在这种情时将影响设备正常运行。在这种情时将影响设备正常运行。在这种情况下，况下，况下，况下，要尽量减小涡流。要尽量减小涡流。要尽量减小涡流。要尽量减小涡流。减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施：提高铁心的电阻率提高铁心的电阻

21、率提高铁心的电阻率提高铁心的电阻率,铁心用彼此绝缘的钢片叠成铁心用彼此绝缘的钢片叠成铁心用彼此绝缘的钢片叠成铁心用彼此绝缘的钢片叠成,一般铁心间的绝缘电阻一般铁心间的绝缘电阻一般铁心间的绝缘电阻一般铁心间的绝缘电阻为为为为6060105105 cmcm2 2，在铁心表面涂，在铁心表面涂，在铁心表面涂，在铁心表面涂0.0150.0150.02mm0.02mm的无机磷化膜就可以满的无机磷化膜就可以满的无机磷化膜就可以满的无机磷化膜就可以满足要求足要求足要求足要求,把涡流限制在较小的截面内。把涡流限制在较小的截面内。把涡流限制在较小的截面内。把涡流限制在较小的截面内。涡流虽然在很多电器中会引起不良后

22、果，但在另一些场合下，涡流虽然在很多电器中会引起不良后果，但在另一些场合下，涡流虽然在很多电器中会引起不良后果，但在另一些场合下，涡流虽然在很多电器中会引起不良后果，但在另一些场合下，人们却利用涡流为生产、生活服务。例如工业上利用涡流产生人们却利用涡流为生产、生活服务。例如工业上利用涡流产生人们却利用涡流为生产、生活服务。例如工业上利用涡流产生人们却利用涡流为生产、生活服务。例如工业上利用涡流产生热量来熔化金属，日常生活中的电磁灶也是利用涡流的原理制热量来熔化金属，日常生活中的电磁灶也是利用涡流的原理制热量来熔化金属，日常生活中的电磁灶也是利用涡流的原理制热量来熔化金属，日常生活中的电磁灶也是

23、利用涡流的原理制成的，它给人们的生活带来很大的便利。成的，它给人们的生活带来很大的便利。成的，它给人们的生活带来很大的便利。成的，它给人们的生活带来很大的便利。变压器磁路及工作原理+1.1.变压器的空载运行（变压作用）变压器的空载运行（变压作用）变压器的空载运行（变压作用）变压器的空载运行（变压作用）一次侧接交流电源，二次侧开路。一次侧接交流电源，二次侧开路。i0(i0N1)空载时，铁心中主空载时，铁心中主磁通磁通 是由一次绕是由一次绕组磁势产生的。组磁势产生的。电压变换电压变换电压变换电压变换（设加正弦交流电压）（设加正弦交流电压）（设加正弦交流电压）（设加正弦交流电压）有效值有效值:同同

24、理：理：主磁通按正弦规律变化，设为主磁通按正弦规律变化，设为主磁通按正弦规律变化，设为主磁通按正弦规律变化，设为 则则则则(1)(1)一次、二次侧主磁通感应电动势一次、二次侧主磁通感应电动势一次、二次侧主磁通感应电动势一次、二次侧主磁通感应电动势(2)(2)一次、二次侧电压一次、二次侧电压一次、二次侧电压一次、二次侧电压变压器一次侧：变压器一次侧：对二次侧，变压器空载时对二次侧，变压器空载时对二次侧，变压器空载时对二次侧，变压器空载时:结论：当输入电压结论：当输入电压U1不变时，改变匝数比，就能改变输出电压不变时，改变匝数比，就能改变输出电压U2。式中式中式中式中U U2020为变压器空载电压

25、。为变压器空载电压。为变压器空载电压。为变压器空载电压。故有故有故有故有（匝数比）（匝数比）（匝数比）（匝数比）K K为变比为变比为变比为变比KK1 1，是降压变压器；，是降压变压器；，是降压变压器；，是降压变压器；KK1 1，是升压变压器。，是升压变压器。，是升压变压器。，是升压变压器。2.2.变压器的负载运行（变流作用）变压器的负载运行（变流作用）变压器的负载运行（变流作用）变压器的负载运行（变流作用）+i1i2+e2+u2 Z Z 一次侧接交流电源，二次侧一次侧接交流电源，二次侧接负载接负载接负载接负载。i1(i1N1)i2(i2N2)有载时，铁心中主磁有载时，铁心中主磁通通 是由一次、

26、二次是由一次、二次绕组磁势共同产生的绕组磁势共同产生的合成磁通。合成磁通。可见，铁心中主磁通的最大值可见，铁心中主磁通的最大值可见，铁心中主磁通的最大值可见，铁心中主磁通的最大值 mm在变压器空载和有载时近似保持不变。即有在变压器空载和有载时近似保持不变。即有在变压器空载和有载时近似保持不变。即有在变压器空载和有载时近似保持不变。即有由上式，若由上式，若由上式，若由上式，若U U1 1、f f 不变，则不变，则不变，则不变，则 m m 基本不变，近于常数。基本不变，近于常数。基本不变，近于常数。基本不变，近于常数。空载：空载：空载：空载：负载：负载：负载：负载：一次、二次侧电流关系一次、二次侧

27、电流关系一次、二次侧电流关系一次、二次侧电流关系:或：或：1.1.提供产生提供产生提供产生提供产生 mm的磁势的磁势的磁势的磁势2.2.提供用于补偿提供用于补偿提供用于补偿提供用于补偿 作用作用作用作用 的磁势的磁势的磁势的磁势(去磁）去磁）去磁）去磁）磁势平衡式：磁势平衡式：磁势平衡式：磁势平衡式：空载磁势空载磁势负载磁势负载磁势一般情况下：一般情况下：I0 (0.53)%I1N 很小可忽略。很小可忽略。或或结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。上上式式表表明明，在在不不考考虑虑变变压压器器本本身身损损耗耗的的理理想想状状态态下下，变变压压器器原原绕绕组组输

28、输入入的的功功率率等等于于副副绕绕组组输输出出的的功功率率。这这也也说说明明变变压压器器是是一一种种把把电电能能转转换换为为“高高压压小小电电流流”或或“低压大电流低压大电流”的电器设备，起着传递能量的作用。的电器设备，起着传递能量的作用。3.变压器的阻抗变换作用变压器的阻抗变换作用 由图可知：由图可知：由图可知：由图可知：结论：结论：结论：结论：变压器一次侧的等效阻抗为二次侧所带负载的阻抗的变压器一次侧的等效阻抗为二次侧所带负载的阻抗的变压器一次侧的等效阻抗为二次侧所带负载的阻抗的变压器一次侧的等效阻抗为二次侧所带负载的阻抗的K K 2 2 倍。倍。倍。倍。+4.4.三相变压器磁路：三相变压

29、器磁路：三相磁路彼此无关的三个单相变压器组成的三相变压器组三相磁路彼此相关的三相变压器，由于三相主磁通对称，这时表明中间铁心柱所通过磁通为零，可将中间铁心柱去掉，并逐渐将三相铁心布置在同一平面内。概述l试验目的：获取产品性能数据，判断产品合格与否，同时为设计和用户提供第一手素材供改进和使用。l试验分类：工序试验、成品试验、产品组件试验l成品试验分类：例行试验：每台产品出厂前必须进行的试验。型式试验：新设计的结构或采用新材料、新工艺，可能使产品某方面性能受到影响时而进行验证的试验。特殊试验：标准中规定的其他一些试验，要求测定某些特定数据，这些试验项目中的某些测试方法和技术要求由制造厂家和用户共同

30、商定，某些项目标准并不规定限定值。其他试验：不在标准要求范围之内，为验证设计某些性能或用户某些特殊要求而进行的试验。l试验依据：国际标准、国家标准、部颁标准或行业标准、企业标准、用户技术要求等变压器的试验试验相关标准：GB1094.1-1996电力变压器第1部分总则GB1094.2-1996电力变压器第2部分温升GB1094.3-2003电力变压器第3部分绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙 GB/T1094.4-2005电力变压器第4部分电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则GB1094.5-2003电力变压器第5部分承受短路的能力GB/T1094.10-2003电力变压器第10部分声

31、级测定GB6450-1986干式电力变压器GB/T6451-1999三相油浸式电力变压器技术参数和要求GB/T10228-1997干式电力变压器技术参数和要求JB/T10088-20046kV500kV级电力变压器声级 JB/T10693-2007城市轨道交通用干式牵引整流变压器(2007年7月1日起实施)JB/T501-2006电力变压器试验导则IEC60076-11:2004干式变压器试验前的准备：例行试验项目1.绕组电阻测量2.电压比测量和电压矢量关系校定3.绝缘电阻测量4.外施耐压试验5.感应耐压试验6.空载电流和空载损耗测量7.短路阻抗和负载损耗测量8.局部放电测量9.分接开关试验(

32、根据产品是否装配进行)每台产品出厂前都要进行的试验项目型式试验项目1.温升试验2.雷电冲击试验特殊试验项目1.声级测量2.短路承受能力试验3.三相变压器的零序阻抗4.空载电流的谐波测量国标GB6450规定，型式试验报告有效期五年IEC60076-11:2004规定的三项特殊试验1.气候试验（C1、C2）2.环境试验（E1、E2）3.燃烧试验（F1）新国标还未颁布，但国内已有部分厂家开始实施该三项试验又称热冲击试验变压器例行试验1.绕组电阻测量目的是为了判别：导线焊接或连接是否良好；导线规格、电阻率是否符合要求；各相电阻是否平衡；为温升试验提供依据。干变：对干变：对2500kVA及以下的配及以下

33、的配电变压器，其不平衡率相为电变压器，其不平衡率相为4，线为，线为2；630kVA及以上及以上电力变压器，其不平衡率相电力变压器，其不平衡率相(有中性点引出时有中性点引出时)为为2，线，线(无中性点引出时无中性点引出时)为为2。油变：对油变：对1600kVA及以下的变及以下的变压器，其不平衡率相为压器，其不平衡率相为4，线为线为2；2000kVA及以上变及以上变压器，其不平衡率相压器，其不平衡率相(有中性有中性点引出时点引出时)为为2，线，线(无中性点无中性点引出时引出时)为为1。1.1直流压降法欧姆定律R=U/I原理，直观简单注意：测试时，先合上电流回路，待电流稳定后再合上电压表；测试结束时

34、，先分电压表，再分电流回路。测量小电阻接线图测量大电阻接线图缺点：准确度不高，灵敏度低1.21.2电桥电桥法法1.2.1单臂电桥(惠司登电桥)单臂电桥原理图Rx=R*R1/R2其中：R1/R2为比例臂，一般测试大于10电阻1.2.2双臂电桥(凯尔文电桥)双臂电桥原理图Rx=R*R1/R2双臂电桥分开使用电流引线和电压引线，使通过电流引线和接触电阻的压降不引入桥内，消除了接触电阻和引线的影响，对小电阻测量准确度更高。1.31.3变压器感性电阻速测欧姆计变压器感性电阻速测欧姆计采用电子技术和微处理器技术，测试电流可高达50A，使得测试过程更加准确、简单、可靠。成品变压器应在各端子间测量电阻：三相变

35、压器Y接无中性点引出应测量其线电阻；如有中性点引出应测量其相电阻；对于中性点引线电阻所占比例较大的yn连接且低压为400V配电变压器，应测试其线电阻及中性点对一个线端电阻；D联结的绕组，为开口三角形并引出端子的测试相电阻，无端子引出的封闭三角形测试线电阻。三相电阻的不平衡率是以三相电阻的最大值与最小值之差为分子，三相电阻平均值为分母进行计算1.41.4缩短电阻测量的方法缩短电阻测量的方法1.4.1恒流源法此法不能改变电路时间常数L/R，但采用恒流源后，为达到同一稳定电流的时间可以缩短。恒流源法原理图1.4.2减少时间常数法由于过渡过程的时间常数为L/R，增大电阻可减小，从而缩短测试时间，这就要

36、求直流电阻测试设备的电源电压相当高。减少时间常数法原理图1.4.31.4.3非被测绕组短路去磁法非被测绕组短路去磁法在测量某相绕组电阻时，同一铁心柱的非被测相进行短路可使测试时间缩短，这主要是利用非被测相绕组短路电流的去磁作用，相当于减少了测试相绕组的电感。非被测绕组短路去磁法1.4.41.4.4绕组串联法绕组串联法在测试匝数较少的低压电阻时，如测试时间较长，可将高压绕组串入测试回路，并保持两个绕组对铁心的励磁方向相同，这对铁心快速达到饱和是极其有利的，从而减少铁心的电感，以缩短测试时间。绕组串联法1.4.51.4.5感应电动势法感应电动势法利用另一侧的感应电势的过渡过程与测量侧的一致性，通过

37、平衡原理可将测量侧的过渡过程通过另一侧感应电势相抵消，从而得出测量侧的被测电阻。U1U2WH/WL=iR感应电动势法式中：U1为测量侧电压，U2为感应电势，WH高压绕组匝数，WL为低压绕组匝数，i为测量侧电流。测电阻时需注意几点：测电阻时需注意几点：环境温度的记录进行电阻测量时，变压器应置于空气流动性不大并且温度相对稳定的场所，干变取绕组表面不少于三点温度的平均值作为环境温度，油变应在油温稳定后，向油温座内注入至少2/3深度的变压器油并插入温度计得到绕组温度，对大型变压器绕组温度应取油平均温度。铁心为五柱式的变压器因磁路关系较复杂，测试直流电阻时应采用助磁法，缩短测量时间，试验后应注意消磁。由

38、于直流电阻测量要对感性绕组充电，每次试验完成后必须对测量回路充分放电后才能进行后续操作。测量电阻时，无励磁分接开关应使定位装置进入指定位置，有载分接应采用电动操作。当三相线电阻不平衡率小于1时，线电阻和相电阻按下式：Y形联结D形联结当三相线电阻不平衡率大于1时，线电阻和相电阻按下式：YY形联结形联结 D D形联结形联结(a-ya-y、b-zb-z、c-x)c-x)2.2.电压比测量和电压矢量关系校定电压比测量和电压矢量关系校定目的：检查绕组匝数与绕向是否符合图样技术要求；检查各分接引线与分接开关连接是否正确；产品联结方式及标识是否符合技术要求；产品并联运行必要条件。主分接：（1）规定电压比的0

39、.5；（2）实际阻抗百分数的1/10。取（1）和（2）中低者。其他分接：按协议，但不低于（1）和（2）中较小者。2.12.1双电压表法双电压表法属传统方法，使用两台准确度不低于0.2级的电压表和准确度不低于0.1级的电压互感器进行测试。测量较为繁琐，准确度不高，现较少采用。2.22.2变比电桥法变比电桥法2.2.12.2.1电阻式变比电桥电阻式变比电桥依据电阻线路，使被测变压器T的一次侧和二次侧电压和两个电阻组成电桥，当指零仪表G指示中没有电流通过时，电桥平衡，一次侧电压和二次侧电压之比等于电阻之比。电阻式电压比电桥工作在交流50Hz，所以其电阻元件均要求是无感电阻。此外对电桥的各个旋钮的质量

40、要求比较高，要求其接触电阻在各种工作条件下，接触电阻值稳定不变。电阻式变比电桥法2.2.22.2.2感应式变比电桥感应式变比电桥由标准PT电压比得出，易于制成全自动电桥。感应式变比电桥法变比测量均为单相测量，因为对同一铁心柱施加电压，在该铁心柱上的电压和匝数是成正比的，使用三相电源时，电源可能不对称，测出的结果将有很大偏差。电阻电桥的准确度要求不低于0.1级。示例：示例：Dyn11变压器的变比测试。UAB/Uab，短接高压侧A、C，则U1kW1，U2kW2式中：U1、U2分别为高、低压额定电压；W1、W2分别是高低压匝数。则实测电压比Dyn11变压器接线图2.32.3变压器的联结组变压器的联结

41、组2.3.1绕组的绕向绕组相对铁心柱的旋转方向有左绕向和右绕向。绕向不同时，其中通过电流时产生的磁场方向不同；当磁场变化时，绕组中感应的电动势的方向不同。绕组的绕向是由起始绕线头确定的，饼式绕组从最上一饼出头看，导线按逆时针方向缠绕的是左绕向，导线按顺时针方向缠绕的是右绕向。同一绕向的绕组中，其感应电动势的方向是相同的。绕组的绕向决定了绕组间的向量关系，是判断变压器联结组的基本条件2.3.22.3.2联结组标号联结组标号三相变压器的三个相绕组或组成三相组的三台单相变压器同一电压的绕组可以联结成星形、三角形或曲折形。联结成星形、三角形或曲折形时，对高压绕组用大写字母Y、D或Z表示；对中压或低压绕

42、组用同一字母的小写形式y、d或z表示；对有中性点引出的星形或曲折形联结用YN(yn)或ZN(zn)表示。国际上通行采用时钟法表示变压器的联结组。几种典型的变压器联结组进行联结组标号检定的方法较多，可以采用双电压表法、直流法、相位表法、示波图法和交流电桥法，现多采用交流电桥法。3.3.绝缘电阻测量绝缘电阻测量目的：确定绝缘状态，发现产品缺陷；绝缘强度试验的预判定；35kV35kV及以下变压器的绝缘电阻及以下变压器的绝缘电阻在标准中并未规定，但一般不在标准中并未规定，但一般不低于左图限值。低于左图限值。绝缘材料在直流电场作用下，一般呈现出三种电流，即位移电流、吸收电绝缘材料在直流电场作用下，一般呈

43、现出三种电流，即位移电流、吸收电流、泄漏电流。而位移电流是绝缘材料电容充电时的电流，在极短时间内流、泄漏电流。而位移电流是绝缘材料电容充电时的电流，在极短时间内衰减；吸收电流是绝缘介质在电场下极化产生的电流，它也随时间衰减，衰减；吸收电流是绝缘介质在电场下极化产生的电流，它也随时间衰减，但较慢；泄漏电流是绝缘介质内部或表面带电粒子的传导电流，它不随时但较慢；泄漏电流是绝缘介质内部或表面带电粒子的传导电流，它不随时间而变化。间而变化。绝缘材料的电流时间特性因此测试绝缘电阻必须当绝缘介质的电流衰减到泄漏电流时，绝缘电阻才能稳定。使用手摇式绝缘电阻表，需保持手摇速度在120转/分时测得的绝缘电阻值，

44、试验后注意放电。4.4.工频耐压试验工频耐压试验目的：考核绕组对地和绕组之间的主绝缘强度试验时，变压器的被试绕组及其引线和与它相连的元件(如开关等)均承受同一试验电压，非被试绕组及夹件、外壳等则接地。对全绝缘变压器(绕组首末端绝缘水平相同)，产品首末端工频耐压值相同。不同运行电压下干式变压器绕组的额定耐受电压(kV)系统标称系统标称电压电压(有效值有效值)设备最高设备最高电压电压Um(有效值有效值)额定雷电冲击耐受电压额定雷电冲击耐受电压(峰值峰值)全波全波额定短时感应或额定短时感应或外施耐受电压外施耐受电压(有效值有效值)最小空气最小空气间隙间隙mm33.640106067.26025901

45、01275351251517.595381802024125502253540.517070340外施工频耐压试验时，被试相和地之间只流过电容电流和绝缘介质中的泄漏电流，对绝缘性能良好的产品，其泄漏电流可忽略不计，因此被测产品相当于一个纯电容元件。容升效应在某些情况下，在试品侧的电压可能会高于施加侧的电源电压，这时需注意监视实际在试品两端的电压值。容升效应原理图外施耐压试验时，试验电压应从小于1/3的规定电压开始，与测量相配合尽快增加到试验值，维持电压恒定持续60s，试验结束，应迅速降低电压至规定值的1/3以下，再切断电源。试验方法：应测量电压的峰值，试验电压值应是测量电压的峰值除以。试验电压

46、测量一般采用电容分压器配合峰值电压表测量，准确度不低于3级合格判定准则：合格判定准则：试验过程中，电压不突然下降、电流指示不摆动、没有放电声，试验合格；如有轻微放电声，在重复试验中消失，也视为合格；如果放电声较大，需检查并采取必要措施，根据放电部位决定是否复试。当变压器在海拔为10003000m之间运行，但试验却在正常海拔地点进行时，则其额定短时工频耐受电压值按安装地点超过1000m的部分以每500m为一级增加6.25。GB6450规定：IEC60076-11规定：当变压器在海拔为10003000m之间运行，但试验却在正常海拔地点进行时，则其额定短时工频耐受电压值按安装地点超过1000m的部分

47、以每100m为一级增加1的方式提高。5.5.空载损耗及空载电流测量空载损耗及空载电流测量目的：验证铁心设计计算、工艺制造的正确性，并检查铁心中是否存在缺陷。同时也可判断产品是否存在匝间短路。空载损耗包括铁心的磁滞损耗、涡流损耗和附加损耗。国家标准规定：空载损耗允许偏差15空载电流允许偏差+30%试验方法：试验方法：从试品的一侧(一般为低压绕组)施加额定频率的额定电压，其余绕组开路，使铁心中产生额定磁通，此时测得的损耗即为空载损耗。空载试验时，需测量电压的有效值、平均值和频率，施加电压以平均值(方均根值刻度)为准。测试平均值和有效值的目的，主要是确保电压波形为正弦波。如平均值电压表(有效值刻度)

48、与有效值电压表读数偏差小于3以内，按下式进行折算：如平均值电压表读数和有效值电压表读数偏差大于3，需与用户协商试验结果的有效性。沈变所对干变产品不同性能水平代号空、负损的确定沈变所对干变产品不同性能水平代号空、负损的确定性能水性能水平平代代 号号性性 能能 参参 数数空载损耗空载损耗负载损耗负载损耗7符合符合GB/T10228-1997组组II 值值符合符合GB/T10228-1997标准标准8符合符合GB/T10228-1997(不含组不含组II)9比比GB/T10228-1997平均下降平均下降10%(不含组不含组II)比比GB/T10228-1997平均下降平均下降10%10比比GB/T

49、10228-1997平均下降平均下降20%(不含组不含组II)比比GB/T10228-1997平均下降平均下降15%沈变所同时强调：对于9、10型的变压器，其空、负损不得有正偏差，否则不予型号注册。JB/T3837-1996JB/T3837-1996标准对油变产品不同性能水平代号空、负损的确定标准对油变产品不同性能水平代号空、负损的确定(变压器类产品型号编制办法变压器类产品型号编制办法)性能水性能水平代号平代号电压等级电压等级kV性性 能能 参参 数数空载损耗空载损耗负载损耗负载损耗76、10符合符合GB/T6451组组IIII 符合符合GB/T6451 35符合符合GB/T645186、10

50、符合符合GB/T6451组组I I 35比比GB/T6451平均下降平均下降1096、10配电变压器符合表配电变压器符合表A6、10电力变压器比电力变压器比GB/T6451组组I平均下降平均下降10比比GB/T6451平均下降平均下降10 35比比GB/T6451平均下降平均下降20106、10比比GB/T6451组组I I平均下降平均下降20比比GB/T6451平均下降平均下降15 35比比GB/T6451平均下降平均下降30116、10比比GB/T6451组组I I平均下降平均下降30 35比比GB/T6451平均下降平均下降40额定容量额定容量kVA空载损耗空载损耗W负载损耗负载损耗W3