变电所高压电气设备试验.pptx
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1、高电压技术项目二 变电所高压(goy)电气设备试验分为:绝缘(juyun)试验和特性试验第一页,共102页。高电压技术第一节 变压器一、变压器的绝缘结构(一)对变压器绝缘的基本要求(yoqi)电气性能方面:变压器绝缘应能承受规定电压下的各种耐压试验的考验。机械性能方面:要能承受因短路电流而产生的巨大电动力的作用。变压器运行中限制油面、绕组的温升。注意变压器油受潮或含有杂质后对绝缘性能的影响。第二页,共102页。高电压技术(二)变压器绝缘(juyun)的种类变压器绝缘内绝缘(油箱中)套管主绝缘(油中放电距离)同柱各线圈绝缘线圈绝缘主绝缘距铁心柱和铁轭的绝缘各相之间的绝缘线圈与油箱的绝缘纵绝缘筒式
2、线圈的层间绝缘饼式线圈的层间绝缘导线线匝的匝间绝缘引线绝缘主绝缘距接地部分的绝缘与其它线圈的绝缘纵绝缘同线圈引线间的绝缘分接开关绝缘主绝缘距地或其它部分的绝缘异相触头间的绝缘纵绝缘同相接头间的绝缘外绝缘(油箱外)套管本身的外绝缘套管之间的外绝缘第三页,共102页。高电压技术(三)变压器绝缘的结构(jigu)变压器高压绕组的基本结构(jigu)形式有饼式和圆筒式两种。饼式结构(jigu):这种绕组是以扁导线连续绕成若干个线饼,各线饼之间利用绝缘垫块的支撑形成径向油道,所以饼式绕组散热性能较好。此外,饼式绕组的端面大,便于轴向固定(gdng),因此机械强度较高。但饼式绕组在绕制时工艺要求较高第四页
3、,共102页。高电压技术圆筒式结构(jigu)这种绕组在绕制时,每一个线匝紧贴着前一个线匝成螺旋状沿绕组高度轴向排列而成,形状像一个圆筒。圆筒式绕组的制造工艺简单,不受容量的限制。但是,圆筒式绕组的端面(dunmin)小,机械强度较低;另外,层间长而窄的轴向油道不如饼式绕组里的径向油道易于散热。第五页,共102页。高电压技术1.主绝缘变压器主要的、基本(jbn)的绝缘(1)绕组间、绕组对铁芯柱间的绝缘,采用油屏障绝缘(2)绕组与铁轭间的绝缘,一方面必须采取措施来改善电场分布;另一方面则要加强端部处的绝缘(3)绕组引线的绝缘2.纵绝缘同一绕组线匝间的绝缘第六页,共102页。高电压技术(四)变压器
4、常用的的绝缘材料变压器油是油浸式变压器最主要的绝缘材料,充满整个变压器油箱,起绝缘和散热两种作用绝缘纸和纸板的种类很多,用于油浸式变压器的主要有:电缆纸、电话纸、皱纹纸、绝缘纸板(筒或环)等。3.油纸绝缘 油与纸结合使用性能非常好,具有极高的耐电强度,比其他绝缘材料高得多,但是(dnsh),油一纸绝缘很容易吸潮和污染,而油中即使仅含有极微量的水分和其他杂质,其电气性能就会明显地降低 第七页,共102页。高电压技术 二、变压器的绝缘(juyun)试验变压器的绝缘(juyun)试验项目,包括:测量绝缘(juyun)电阻和吸收比;测量泄漏电流;测量介质损耗角正切值;绝缘(juyun)油试验;油中溶解
5、气体色谱分析试验;工频交流耐压试验;感应耐压试验。第八页,共102页。高电压技术(一)绕组绝缘电阻和吸收比测量绕组的绝缘电阻和吸收比,是检查变压器绝缘状况简便而通用的方法,具有较高的灵敏度,对绝缘整体受潮或贯通性缺陷,如各种短路、接地、瓷件破裂等能有效(yuxio)地反映出来。第九页,共102页。高电压技术对绝缘电阻测量结果的分析,采用(ciyng)比较法,主要依靠本变压器的历次试验结果相互进行比较。一般,交接试验值不应低于出厂试验值的70,大修后及运行中的试验值不应低于表43所列数值 吸收比一般在温度为1030的情况下进行测量。60330 kV的变压器要求其吸收比不低于1:3;35 kV及以
6、下的变压器要求不低于1.2;对于10kV以下的配电变压器不作要求,根据(gnj)经验,这种配电变压器的吸收比大多等于1 第十页,共102页。高电压技术(二)测量泄漏电流 对于试验结果,也主要是通过与历次试验数据进行比较来判断,要求与历次数据比较不应有显著变化。当其数值逐年增大时,应引起(ynq)注意,这往往是绝缘逐渐劣化所致;若数值与历年比较突然增大时,则可能有严重缺陷,应查明原因。泄漏电流的参考标准见表46。第十一页,共102页。高电压技术(三)测量介质损耗角正切值 介质损耗角正切值tan 的测量,是变压器交接、大修和预防性试验中的一个重要项目,它能比较灵敏地反映(fnyng)绝缘中的分布性
7、缺陷,尤其是绝缘整体受潮、普遍劣化等,或是严重的局部缺陷。1.测量接线 变压器的外壳都是接地的,故只能采用西林电桥反接线测量,测量部位仍按表4-2进行。第十二页,共102页。高电压技术在变压器的交接试验中,测得线圈连同套管一起的tan 8值不应大于出厂试验值的130,或不大于表47所列的数值(shz)。变压器在大修后以及运行中的tan d值仍以表47为标准,并且运行中测得的tan d值与历年测量数值(shz)比较不应有显著变化。第十三页,共102页。高电压技术(四)变压器油试验 变压器油在运行过程中,油色会逐渐加深,由微黄变成棕褐色,透明度逐渐降低,粘度增大,并有黑褐色固态(gti)或半固态(
8、gti)物质(油泥)产生。油泥附着在绕组上,堵塞油道、妨碍散热。水分和脏污将使油的绝缘电阻下降,tan 值上升,耐电强度下降。因此,运行中变压器应定期进行油试验,以确保安全运行。第十四页,共102页。高电压技术(五)气相色谱分析(s p fn x)试验 规程规定,对运行中容量为800 kv-A及以上的变压器每年至少进行一次气相色谱分析(fnx)试验,在新安装及大修后投运前应作一次分析(fnx)试验,在投运后规的一段时期内应作多次分析(fnx)试验,以判断该变压器投行是否正常。此外,当变压器出现异常情况时,应适当缩短分析(fnx)试验周期。第十五页,共102页。高电压技术(六)工频交流耐压试验
9、工频交流耐压试验对考验变压器主绝缘强度,检查主绝缘局部缺陷(quxin)具有决定作用。它能有效地发现主绝缘受潮、开裂,或在运输过程中由于振动引起绕组松动、移位,造成引线距离不够,以及绕组绝缘物上附着污物等情况。规程规定,绕组额定电压为110 kV以下的变压器,应进行工频交流耐压试验;110 kV及以上的变压器,可根据试验条件自行规定;但110 kV及以上更换绕组的变压器,应进行工频交流耐压试验。第十六页,共102页。高电压技术第十七页,共102页。高电压技术1.试验(shyn)接线 试验时,被试绕组(roz)的所有出线端应短接,非被试绕组(roz)所有出线端应短路接地,试验接线如图4-5所示。
10、第十八页,共102页。高电压技术 2试验(shyn)结果的分析判断对工频交流耐压试验结果的分析判断(pndun),主要根据仪表指示、放电声音、有无冒烟等异常情况进行。(1)由仪表的指示判断(pndun)(2)由放电或击穿的声音判断(pndun)第十九页,共102页。高电压技术(七)感应(gnyng)耐压试验 感应(gnyng)耐压试验,就是在变压器低压侧施加比额定电压高一定倍数的电压,靠变压器自身的电磁感应(gnyng)在高压侧绕组上得到所需的试验电压,检验变压器的纵绝缘。对于分级绝缘的变压器,其主绝缘和纵绝缘均由感应(gnyng)耐压试验来考核。第二十页,共102页。高电压技术第二十一页,共
11、102页。高电压技术 第二十二页,共102页。高电压技术 4试验结果的分析判断(1)注意倾听有无(yu w)放电、击穿的声音 (2)注意观察电流表、电压表的变化。第二十三页,共102页。高电压技术三、变压器的特性(txng)试验变压器的特性试验项目,包括:变比试验;极性试验;连接(linji)组别试验;绕组直流电阻测量空载试验短路试验。第二十四页,共102页。高电压技术(一)变比试验(shyn)电阻测量 变压器的变比试验,就是检验变压器能否达到预计(yj)的电压变换效果,检验各绕组的匝数比与设计是否相符,各分接引线装配是否正确,以及在运行中匝间是否发生短路等。因此变比试验是变压器交接和大修后能
12、否投入运行,特别是变压器并联运行的重要依据。变压器变比试验标准:各相在同一分接位置上的变比与铭牌值比较,允许偏差不大于05;变比小于3的变压器,允许偏差不大于1。第二十五页,共102页。高电压技术第二十六页,共102页。高电压技术(二)极性试验(shyn)1极性的概念 当交链一个(y)绕组的磁通变化时,绕组中就会产生感应电势,感应电势为正(驱使电流流出)的一端称为正极性端,感应电势为负的一端称为负极性端。如果磁通的方向改变,则感应电势的方向和端子的极性也随之改变。第二十七页,共102页。高电压技术2.试验方法(1)直流法当合上开关瞬间表计指针(zhzhn)向右偏(正方向),而拉开开关瞬间表计指
13、针(zhzhn)向左偏,变压器是减极性。如果表计指针(zhzhn)偏转方向与上述相反,变压器就是加极性。第二十八页,共102页。高电压技术(2)交流法将变压器原边的A端子与次边的a端子连接起来,在高压侧加交流电压(220V交流电压),同时用两个电压表分别测量(cling)加入的电压uAx和未连接的一对同名端x、z间的电压u。如果uAxu。,则为减极性;反之则为加极性。第二十九页,共102页。高电压技术(三)连接(linji)组别试验1连接组别的概念可以(ky)按时钟系统来确定连接组别。第三十页,共102页。高电压技术2试验(shyn)方法(1)直流法(Y,y12)第三十一页,共102页。高电压
14、技术第三十二页,共102页。高电压技术(2)交流(jioli)法 第三十三页,共102页。高电压技术(四)绕组(roz)直流电阻测量 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、绕组有无匝间短路、分接开关的各个(gg)位置接触是否良好、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。它是变压器在交接、大修后必不可少的试验项目,也是故障后的重要检查项目。第三十四页,共102页。高电压技术测量结果的分析判断对于1 600 kVA以上的变压器,所测得的各相绕组直流电阻的最大差值应不大于三相平均值;对于l 600kVA及以下的变压器,应不大于4。当所
15、测得的三相电阻的不平衡值超过标准时,首先应分析是否存在测量误差;其次应从(yn cn)以下几方面进行分析:分接开关接触不良。焊接不良或断股。三角形接线一相断线。变压器套管的导电杆和绕组引线接触不良等。第三十五页,共102页。高电压技术(五)空载(kn zi)试验 空载试验的目的,是通过测量空载电流和空载损耗,发现磁路中的局部或整体缺陷,根据感应耐压试验前后两次空载试验测得数据比较,判断绕组是否(sh fu)存在匝间短路情况等。1单相变压器的空载试验 第三十六页,共102页。高电压技术2三相(sn xin)变压器的空载试验 第三十七页,共102页。高电压技术(六)短路(dunl)试验 变压器的短
16、路试验,是将变压器一侧绕组(通常是低压侧)短路,从另一侧绕组加入额定频率的交流电压,使变压器绕组的电流达额定值,测量功率和所加电压。变压器短路试验的目的在于,阻抗电压是变压器并列运行的基本(jbn)条件之一,当变压器馈出回路发生短路时,阻抗电压直接影响馈出母线电压的波动;短路损耗对变压器的经济运行有很大的影响,通过对短路损耗增大的分析,可以检查出变压器在结构或制造上的缺陷。1单相变压器的短路试验 2三相变压器的短路试验 第三十八页,共102页。高电压技术试验结果的分析判断 变压器短路试验所测得的短路损耗和阻抗电压,与铭牌值或出厂试验值比较,不应有明显差异。导致短路损耗增大的原因有以下几种:漏磁
17、通在铁芯各构件(如屏蔽、挡板、压板、轭铁粱等)或油箱箱壁中产生过大的附加损耗,以致造成局部过热;漏磁通在油箱箱盖或套管法兰等处产生过大的附加损耗,致使这些(zhxi)部位发热;带负载调压变压器中电抗线圈存在匝间短路;大型变压器的低压绕组一般用多根包敷绝缘的导线并联绕成,由于并联导线间短路或换位错误,也会使附加损耗增大。在短路试验中,由于电阻损耗增大而使短路损耗不合格的情况很少,大多是由于上述附加损耗增大引起的。阻抗电压与绕组几何尺寸以及引线排列等有关,当阻抗电压增大时,可以从这些(zhxi)因素中找原因。第三十九页,共102页。高电压技术第二节 互感器 互感器是一种特殊的变压器,分为电流互感器
18、和电压互感器两种。由于有了互感器,使测量仪表、保护及自动装置与高压电路隔离,从而保证了低压(dy)仪表、装置以及工作人员的安全。第四十页,共102页。高电压技术一、互感器的结构 1电流互感器结构:电流互感器实质上相当于一台容量很小,励磁电流可忽略不计的短路变压器额定电压不很高(1020 kv)的电流互感器,通常采用浇注式的绝缘结构,其一、二次绕组的绝缘一般是用环氧树脂浇注。浇注式的绝缘具有绝缘性能好、机械强度高、防潮(fngcho)、防盐雾等特点。额定电压在35 kv及以上的电流互感器,大多采用全密封油浸式绝缘结构。这种绝缘结构的电流互感器有“8”字形和“U”字形两种。第四十一页,共102页。
19、高电压技术“8”字形结构的电流互感器主要用于35110 kv电压等级,其一次绕组套在绕有二次绕组的环形铁芯上,一次绕组和铁芯上都包有很厚的电缆纸,通常两者厚度相等,然后将两个环一起浸在充满变压器油的瓷套中。“8”字形结构的绝缘(juyun)层中电场分布很不均匀,再加上沿环形包缠纸带,不容易包得均匀、密实,因而这种结构容易出现绝缘(juyun)弱点。第四十二页,共102页。高电压技术“U”字形结构的电流互感器用于110 kV及以上电压等级,一次绕组做成“u”字形,主绝缘全部包在一次绕组上,为多层电缆纸绝缘,层间放置(fngzh)同心圆筒形的铝箔电容屏,内屏与线心连接,最外层的屏接地,构成一个同心
20、圆筒形的电容器串。在“u”字形一次绕组外屏的下部两侧,分别套装两个环形铁芯,铁芯上绕着二次绕组。再将其浸入充满变压器油的瓷套中。这种绝缘结构称为电容型绝缘。保持电容屏各层的电容量相等,可以使主绝缘各层的电场分布均匀,绝缘得到了充分利用,减小了绝缘的厚度。第四十三页,共102页。高电压技术2电压(diny)互感器 电压(diny)互感器的容量很小,通常只有几十到几百伏安。电压(diny)互感器实质上就是一台小容量的空载降压变压器。电压(diny)互感器的绝缘方式较多,有干式、浇注式、油浸式和充气式等。目前使用较多的是油浸式和电容式结构的电压(diny)互感器。油浸式互感器按其结构又可分为普通式和
21、串级式,335 kV的都采用普通式,110 kV及以上的普遍采用串级式。第四十四页,共102页。高电压技术 2电压互感器电压互感器的容量很小,通常只有几十到几百伏安。电压互感器实质上就是一台小容量的空载降压(jin y)变压器。电压互感器的绝缘方式较多,有干式、浇注式、油浸式和充气式等。干式的绝缘结构,绝缘强度较低,只适用于6kv以下的户内配电装置;浇注式结构紧凑,适用于335 kv户内配电装置;油浸式绝缘性能好,可用于10kV以上的户内外配电装置;充气式用于SR全封闭组合电器中。此外还有电容式电压互感器。第四十五页,共102页。高电压技术油浸式互感器按其结构又可分为普通式和串级式,335 k
22、V的都采用普通式,110 kV及以上(yshng)的普遍采用串级式。采用串级式结构,绕组和铁芯是分级绝缘(juyun),简化了绝缘(juyun)结构,节省了绝缘(juyun)材料,并减轻了重量,降低了造价。第四十六页,共102页。高电压技术电容式电压互感器实质上是一个电容分压器。YDR一110型电容式电压互感器主要由电容分压器、电磁装置、阻尼器等组成,采用单柱式叠装结构,上部为电容分压器,下部为电磁装置和安装支架,阻尼器为单独的单元。电容分压器主要由瓷套和置于瓷套中的电容器串(包括主电容器C1和分压电容器C2)构成。瓷套内充满(chngmn)电容器油,构成其主绝缘。第四十七页,共102页。高电
23、压技术二、互感器的绝缘试验 互感器绝缘试验项目,主要包括:绝缘电阻测量、介质(jizh)损耗角正切值测量和工频交流耐压试验。第四十八页,共102页。高电压技术(一)绝缘电阻测量 互感器的绝缘电阻测量应在交接、大修后,以及每年的绝缘预防性试验中进行。测量互感器的绝缘电阻,一次线圈应用2 500 V兆欧表,二次线圈用1 000 V或2 500 V兆欧表。测量时,须使互感器的所有非被试线圈短路接地。并应考虑空气温度、湿度、套管表面脏污对绝缘电阻的影响,必要时,应采取措施消除表面泄漏电流的影响。互感器绝缘电阻的标准(biozhn),规程除对220 kV(交接为110 kV)及以上者要求不小于1 000
24、 M外,其余未作规定。可将测得的绝缘电阻值与历次测量结果比较、与同类型互感器比较,再根据其他试验项目所得结果进行综合分析判断。第四十九页,共102页。高电压技术(二)介质损耗角正切值测量 介质损耗角正切值测量应在交接、大修后,以及每年的绝缘预防性试验中进行。它对单装油浸式互感器绝缘的监视较为灵敏。对于电流互感器,所测得的tan 值在20时应不大于表4-13中的数值(shz);并且与历年数据比较,不应有明显变化。第五十页,共102页。高电压技术对于电压(diny)互感器,所测得的tan 值应不大于表414中的数值。第五十一页,共102页。高电压技术110 kV及以上的串级式电压互感器tan 值测
25、量,串级式电压互感器一次线圈采用半绝缘结构,即一次线圈尾端x接地运行。这样,测量tan 值时不能施加高电压,只能降低电压或采用其他接线方式。(1)降低试验电压的反接线法根据QS1型电桥灵敏度的要求,以及一次线圈x端所能承受的电压,综合(zngh)起来最适宜的试验电压为3000V。在运行的变电所中进行tan 值测量时,要注意电磁场干扰的影响。针对这种情况,一般采取在测量时将电桥的电源(单相交流220 V)倒相的办法。如果正、反相测量结果一致,说明结果可取,否则应采取措施重新测量。第五十二页,共102页。高电压技术(2)电压互感器自励磁法 这种方法是在电压互感器二次侧施加交流电压励磁,使其一次线圈
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