变压器试验（培训）

变压器试验

电力变压器：具有两个或多个绕组的静止设备，为了传输电能，在同 一频率下，通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一个系统的电压和电流，通常这些电流和电压的值是不同的。

前言

本教材主要介绍了变压器的例行试验和型式试验项目，试验内容以干式变压器为主（大部分试验项目和方法同样适用于油浸式变压器），由于编写此教材的时间较短，特殊试验和油浸式变压器的相关试验项目（例如变压器油的相关试验项目）未编入此教材，相关内容将在授课时予以介绍。

由于本人的水平所限，教材中难免存在不妥、错误和不足之处，敬请批评指正。

宋钦刚

2011.5

1

变压器允许偏差：（GB1094.1-1996）

项目 1 a.总损耗 b.空载损耗或负载损耗 空 载规定的第一对绕组 2 电 压其它分接 按协议但不低于a和b中较低者 比 其他绕组对 有两个独立绕组的变主分接 压器或多绕组变压器中规定的第一对独立其它分接 绕组 短 路3 阻 抗 组，或多绕组变压器中规定的第二对独立绕组 其它绕组对 4 空载电流 ±15%按协议正偏差可加大 +30% 其它分接 ±15% 自耦联结的一组绕主分接 ±10% 当阻抗值＜10%时，±15% 当阻抗值＜10%时，±10% 当阻抗值≥10%时，±10% 按协议但不低于a和b中较低者 当阻抗值≥10%时，±7.5% 主分接 b.实际阻抗百分数的±1/10 低 者 +10% +15%但总损耗不得超过+10% a.规定电压比的±0.5% 取其中偏差 注：1、对某些自耦变压器和增压变压器，因其阻抗很小，则应有更大的偏

差。对分接范围大的变压器特别是分接范围不对称时，也会要求作特别考虑。另一方面，例如：当变压器要和已有的变压器并联时，按协议，可规定更小的阻抗偏差，但应在投标阶段提出，经制造厂和用户协商规定。

2.规定值，是指制造厂规定的（设计值或标准值） 3.高压绕组与其相近的绕组称为第一对绕组

多绕组变压器的损耗偏差适用于每一对绕组，但对某一负载条件给定时除外。

2

第一章 试验项目

依据GB1094.11-2007电力变压器第11部分：干式变压器

IEC 60076-11：2004，MOD

一、例行试验：（每台变压器都要承受的试验） 1) 绕组电阻测量（按1094.1的规定）

2) 电压比测量和联结组标号检定（按1094.1的规定） 3) 短路阻抗和负载损耗测量（按1094.1的规定） 4) 空载电流和空载损耗测量（按1094.1的规定） 5) 外施耐压试验（按1094.3的规定） 6) 感应耐压试验（按1094.3的规定） 7) 局部放电测量（分为例行试验和特殊试验）

二、型式试验：（在一台有代表性的变压器上进行的试验，以证

明被代表的变压器也符合规定要求）

1) 雷电冲击试验（按1094.3的规定） 2) 温升试验（详见GB1094.2-1996）

三、特殊试验：（除例行试验和型式试验外，按制造厂和用户协

议所进行的试验）

1) 声级测定（详见GB /T1094.10-2003 ）；

2) 短路承受能力试验（详见GB1094.5-2003；试验后要重复局部放电试验）

3) 环境试验； 4）气候试验； 5）燃烧性能试验 注意：以上试验项目中没有绝缘电阻测量。

3

第二章 绕组直流电组测量

一、 测量目的

1. 导线焊接或机械连接是否良好，有无焊接或连接不良的现象； 2. 引线与分接的连接是否良好；（有载调压变压器，要考虑与有载开关的连接）

3. 导线的规格、电阻率是否符合要求；

4. 各相绕组的电阻是否平衡；（对于配电变压器不平衡率：相＜4%，线＜2%；对于电力变压器不平衡率：相＜2%，线＜1%） 5. 为变压器负载损耗和绕组的温升计算提供最关键的数据（冷态电阻和断电时的热电阻）

注：如果直流电阻不平衡率，由于线材及引线结构等原因超过规定时，

在出厂试验记录中记录实测值，并写明引起这一偏差的原因，使用单位应按出厂实测值（同温度下）进行比较，其偏差应不大于2%。 二、测量方法

1.电桥法：

这是一种测量变压器绕组电阻常用的方法，在正确合理使用电桥的条件下，可以得到较高的准确度，通常使用0.01--0.1级的电桥。 2.伏-安表法：

利用毫伏表和电流表测得的数据经计算可以得到电阻值，目前

各生产厂家已很少利用此方法。

4

3.数字微欧计（或电阻测试仪）：

这是基于伏-安表法新开发出的变压器直流电阻测量装置，这

种仪器不仅使用方便，而且准确度也相当高，近年来已被广泛使用。这种仪器充电电流范围一般为1mA—30A左右。有的甚至可以达到100A，主要用于大型变压器的测量。输出直流电压不高，一般在20V以下。 三、测量结果计算

2R相 3 当三相电阻相等时 ：Y接 R线?2R相； D接 R线? 1.环境温度下的测量结果换算到其它温度：

铜绕组换算到其它温度 铝绕组换算到其它温度

R??Rt235??225?? R??Rt 235?t225?tRθ- 温度为θ℃时直流电阻值（Ω）；

Rt--温度为t℃时直流电阻值（Ω）； t-- 测量时环境温度℃； 2.三相电阻不平衡率的计算：

?=

R最大?R最小R平均?100%

也就是取三相电阻最大值减最小值做分子，三相平均值做分母，然后根据上式计算出三相电阻不平衡率。

5

在实际工作中，可以用下式快速简单的计算出三相电阻不平衡率是否超差：

??

R最大?R最小R最小?100%

若按上式得出的不平衡率符合要求，则真实不平衡率也符合要求，反之，应计算真实不平衡率。 四、测量绕组直流电阻时的注意事项：

1） 测量前应根据变压器的容量大小和变压器电阻设计值的大小选

择测量仪器和测量挡位，一般来说，容量大的产品，选择充电电流大的测量仪器，这样可以缩短充电时间，保证快速测量的真确性，若不知电阻值的大小，测量时应将电阻测量挡位放大一些，逐渐调到合适的测量挡位，这样可以有效地保护测量仪器，延长仪器使用寿命。

2） 应严格按照测量仪器使用说明书进行操作，避免误操作和测量过

程中导电夹的拉弧现象。

3） 为了减小测量误差，测量过程中各连线和接线应准确无误，最大

限度地减少来自于各方面表面接触电阻所产生的影响。 4） 准确地记录测量时的测量温度。测量温度相差1℃时，电阻值约

为±0.4%。

5） 测量完毕后，应及时将实测值与设计值换算到相同温度下进行比

较，并计算其电阻不平衡率是否符合相关标准和技术的要求。

6

第三章 电压比测量及联结组标号检定

一、电压比测量的目的：（各绕组匝数及电压比是否正确或符合要求） 1. 保证绕组各个分接的电压比在标准或技术要求的电压比允许范围之内。

2. 确定并联线圈或线段（例如分接线段）的匝数相同。 3. 判定绕组各分接引线和分接开关的连接是否正确。 电压比和联接组别相同是变压器并联运行的必要条件之一 二、电压比测量方法

1.双电压表法：准确度较低，在有条件的情况下一般不用此方法。 2.变比电桥法：准确度较高，精度通常为0.1%，是目前常用的方

法。

三、绕组联结组标号检定

测量方法通常有三种：变比电桥法；双电压表法和示波器法。

其中变比电桥法、双电压表法常用于电力变压器的绕组联结组标号测定，而变比电桥法更是普遍的应用于制造厂家中，往往和电压比测量同时进行。

示波器法适用于各种绕组联结组的测定，在标准绕组联结组标号的测定中很少使用，一般用于特殊的绕组联结组标号的测定（如测定相位移）。

7

四、试验中常见的几种联结组

五、电压比测量和绕组联结组标号测定中的注意事项

1. 应严格按照变比电桥的使用说明书进行操作，测试过程中，不得触摸受试端子，以免发生触电事故。不同生产厂家的变比电桥，其输出交流电压也有所不同，一般在80V左右，有的可达220V。 2. 测试过程中，各端子的连接线应准确无误的接实，在虚接的情况下会产生测量误差。

3. 当D型接法变压器D接绕组一侧有开路时，所测变比可能是合格的，此时应测直流电阻进行进一步的验证。

4. 在三相测量中出现不合格时，可采用单相测量的方法查找故障相，甚至可以通过空载送电的方法查找短路相。

8

第四章 空载试验

一、空载试验的目的：

测量变压器的空载损耗和空载电流；验证变压器铁心的设计计算、工艺制造是否满足标准和技术条件的要求；检查铁心是否存在缺陷，如局部过热、局部绝缘不良等。

方法：变压器任意一侧绕组（一般为低压）施加额定频率的额定电压，其它绕组全部开路，测量空载损耗和空载电流。 二、 空载试验的线路和方法 1试验线路：

三相变压器空载试验接线图（二瓦表法）

三相变压器空载试验接线图（三瓦表法）

9

说明：

由于二瓦表测量损耗时的误差比三瓦表的大，建议在有条件的情况下尽可能使用三瓦表测量损耗。 2.空载试验用的设备和仪器仪表 试验电源：

1）调压器：常用的调压器有感应调压器和移卷调压器，在电源和调压器容量较大时，调压器输出电压的波形受变压器空载电流的影响小一些。 2）同步发电机组 3）中间变压器

利用中间变压器可以使施加电压生高或降低，提高电源电压的利用范围。 仪器仪表：

常用仪器仪表有：电流互感器、电压互感器、电流表、电压

表、功率表、平均值电压表（测量电压在半周内的平均值）。另外还有功率测试仪（这是一种将电流表、电压表、功率表和平均值电压表功能集于一体的一种测量仪器）。

四、空载试验的注意事项

1. 由于空载试验要对变压器施加到额定电压，而电力变压器的高压 侧电压都比较高，因此试验时的各部分连接线要保证绝缘距离，

10

试验人员切勿靠近被试变压器的端子，以免发生安全事故。 2. 空载试验前，应对变压器的空载性能数据有所了解，选择合适的互感器电压等级和倍数，在不知变压器空载性能参数的情况下，先选择较大的互感器倍数，然后逐步调整到合适的倍数。 3. 空载试验加压过程中，随时注意电流表的变化，施加电压应从低于1/3额定电压时合闸，试验过程中若出现意外情况或事故应立即断电。

4. 试验结束后，应对试验数据和设计（或标准）数据进行比较，验证试验结果是否符合设计（或标准）的要求。

5. 当绕组存在并绕导线短路时，变压器能够施加空载电压，但空载损耗和空载电流会明显增大，应引起重视。

11

第五章 负载损耗和短路阻抗测量

一、 负载试验概述 1. 试验目的

变压器负载损耗和短路阻抗测量是变压器的例行试验，其目的是测量变压器的负载损耗和短路阻抗，确定这两个重要参数是否满足标准、技术协议的要求以及变压器绕组内是否存在缺陷。 2.负载损耗

在变压器的一侧绕组中通过额定频率、正弦波形的额定电流，

另一侧绕组短路时的损耗是负载损耗。

负载损耗由以下几部分组成：（电阻损耗和附加损耗组成）

1) 绕组中的直流电阻损耗I2R，这是负载损耗的主要部分； 2) 此外还有因绕组电流产生的漏磁场引起的附加损耗，其中包括：

（1） 漏磁场在绕组导线内的涡流损耗；

（2） 漏磁场在绕组并联导线内的不平衡电流损耗；

（3） 漏磁场在铁心内引起的涡流损耗及漏磁场使铁心内磁通分

布不均匀引起的损耗增加；

（4） 漏磁场在夹件、拉板等结构件内的损耗 3. 短路阻抗

在变压器绕组中通过额定频率、正弦波形的额定电流，另一

12

侧绕组短路时的阻抗称为变压器的短路阻抗，一般用相对于某一参数阻抗的百分数表示。在变压器负载试验中，同时测定变压器的负载损耗和短路阻抗。短路阻抗决定了一台变压器在系统短路时短路电流的大小和短路时变压器内部电动力的大小，短路阻抗还是变压器在负载时的电压变化，即对电网运行时电压波动的影响。短路阻抗也是决定变压器并联运行的必要条件之一。 二、负载损耗和短路阻抗的测量 1. 试验线路

负载试验线路和空载试验线路基本相同，只是负载试验一般由高压侧送电、低压侧短路，在负载试验中也不使用平均值电压表，全部使用方均根值（有效值）仪表。由于负载试验时容量大而功率因数cosφ低，是试验时应注意的问题。 2. 负载试验的方法

GB1094.1-1996标准要求，变压器负载损耗和短路阻抗的测量要在主分接上进行，分接范围超过5%的变压器，应在主分接和两个极限分接测量短路阻抗。

双绕组变压器试验时，应在额定频率下，将近似正弦波的电压施加在一个绕组上，另一个绕组短路，在施加电压绕组的电流达到额定电流时进行测量。受到试验电源限制时，可以施加不小于50%的额定电流。试验中要测量三相的电压和电流，并以三相平均值为准。

13

3. 负载损耗校正到参考温度

常温下测量的负载损耗PKt要校正到参考温度，不同绝缘等级的变压器，其参考温度也不同，例如F级绝缘变压器，参考温度为120℃。

温度t℃时，负载损耗可分为直流电阻损耗和附加损耗。

Pkt??I2Rt?PFt

1)电阻损耗校正到参考温度

22对于单相变压器： PKR?I1R?I2r

对于三相变压器： PKR?1.5?I12R?I22r?

式中：R、r为高、低压绕组的线电阻。

变压器的直流电阻损耗与温度系数K成正比，以参考温度120℃来说：

K?235?120225?120(铜绕组) K? （铝绕组）

235?t225?t因此，直流电阻损耗校正到参考温度120℃按下式计算：

PKR120?K?PKRt?K??I2Rt

2) 附加损耗校正到参考温度：

附加损耗与温度系数K成反比。 PF120?

14

PFt K

3) 负载损耗校正到参考温度： 由于： PKt??I2Rt?PFt

所以： PK12022PFtPKt?K?1?IRt ?K??IRt??KK2??式中： PK12—0 参考温度120℃时的负载损耗 PKt — t℃时的负载损耗

?I2Rt— t℃时的直流电阻损耗

4. 短路阻抗试验结果的计算：

变压器的短路阻抗中包括有功分量和无功分量，其中有功分量和温度有关，需要校正到参考温度；而无功分量与温度无关，不需要校正到参考温度。

温度t℃时短路阻抗的有功分量为：

Urt?PKt?% 10SN Urt—短路阻抗有功分量%值 SN—变压器额定容量（KVA） 120℃时短路阻抗的有功分量为：

Ur120?K?Urt

短路阻抗无功分量UX可由下式计算：

?PKt222UX?UKt?Urt%?UKt???10SN?

15

????% ?2

所以，120℃时短路阻抗为：

2UK120?Ur2120?UX%

2?UKt?PKt???10SN??2?K?1?% ??2??对于大型电力变压器来说，有功分量远远小于无功分量，短路阻抗校正到参考温度时，其值基本不变 四、注意事项

1. 变压器负载试验电压信号应从受电端子部位选取，否则试验对结果影响会较大（尤其是容量较大的变压器），所测的负载损耗和短路阻抗都会比实际值要大。

2. 试验时应记录三相电流和三相电压并计算出其平均值，然后进行下一步的计算。

3. 短路母排的截面要足够大，同时与各端子连接时要紧实。 4. 试验时间尽可能的短，以免时间过长使绕组发热造成测量结果偏大。

16

第六章 绝缘电阻测量

一、 绝缘电阻测量的目的（注意GB1094.11中没有此项的单独陈述）

主要目的是：在制造过程中，用来确定绝缘的质量状态，发现生产中可能出现的局部或整体缺陷，并作为产品是否可以进行绝缘强度试验的一个辅助判断手段。产品出厂时应向用户提供绝缘特性实测数据。 二、 绝缘电阻测量试验方法

目前，绝缘电阻试验一般绝缘电阻表法，它属于直流试验方法

干式变压器均测量60S的绝缘电阻；测量使用2500V、量程不低于10000MΩ的绝缘电阻表。测量包括高低压绕组对地、铁心对地、绝缘件对地的绝缘电阻。 三、测量注意事项：

1. 严格按仪器使用说明书的要求，正确连接仪表端子和被试品线端，避免由于接线错误造成测量误差。

2. 使用的仪表本身一般不具备自动放电功能，每次测量结束后，应对地放电，以免发生事故。

3. 测量绝缘电阻时应同时准确地测量被试品的温度，因为在不同的温度下，产品的绝缘电阻值是不相同的。

17

第七章 外施耐压试验

一、概述

外施耐压试验的目的是考核绕组对地和绕组之间的主绝缘强度。 外施耐压的试验设备有：电源、试验变压器、电压测量系统和保护装置等。 二、工频耐压试验的测量

工频耐压试验在试品上施加的试验电压有明确的规定，试验电压高，试品会受到不应有的损伤；试验电压低则达不到考核的目的。因此要对施加到试品上的电压进行测量。国标GB/T16927.2-1999 8.1条规定“一般要求在额定频率下测量试验电压峰值或有效值的总不确定度应在±3%范围内”。 工频耐压试验中常用的测量方法有以下几种： 1. 利用试验变压器的特性测量

利用试验变压器低压侧电压表的读数乘以变压比，或者用电表绕组上的电压表值进行计算。这种方法的局限性较大，只能在试品容量小，试验变压器容量相对较大而阻抗电压小的情况下利用。这种测量的不确定度由以下几部分组成：仪表的不确定度（或误差）；测量方法的误差及电压测量装置的不确定度（或误差）。 2. 球隙（误差较大，现在很少使用） 3. 静电电压表

18

静电电压表的内阻极高，被测电压不会由于接入静电电压表而有所变化，目前已有从几十伏到200KV的静电电压表。

外界电场对这种仪表存在不同程度的影响，因此，静电电压表的安放位置和高压引线的路径处置不当，往往会造成显著的误差。在有风的环境中，也会造成较大的误差，另外当波形发生畸变时，也会有较大的误差。 4. 高压分压器

常用的分压器有电阻分压器、电容分压器和阻容分压器，工频耐压测量一般采用电容分压器。一般情况下，分压器的测量误差应为±1%。

三、干式变压器绕组的绝缘水平

标称系统电压 （方均根值） 设备最高电压（方均根值） 工频耐受电压（方均根值） 雷电冲击耐受电压（峰值） 组1 组2 ≤1 3 6 10 15 20 35 ≤1.1 3.6 7.2 12 17.5 24 40.5 3 10 25 35 38 50 70 — 20 40 60 75 95 145 — 40 60 75 95 125 170

19

四、工频耐压试验的注意事项

1. 试验接线

工频耐压试验时，接线正确与否，不仅影响试验的准确性，同时也可能危及被试品的绝缘。接线正确的标准是：被试绕组各端子具有同一外施电压；非被试绕组各端子的电位为零。 3. 测量

根据试验电压值选择合适的满足准确度要求的测量仪器，当选择分压器时要注意分压器安放位置的要求，特别要注意低压侧仪表的选用，必须使用校准时所用的仪表，不能更换其它型号的仪表，否则影响分压比，造成显著的测量误差。

应测量电压的峰值，试验电压应是测量电压的峰值除以2。 4.试验

试验要在1/3试验电压以下合闸，并与测量相配合尽快增加到试验值。试验完了，应将电压迅速地降到试验值的1/3以下，然后切断电源。不能在较高的电压下突然切断，以免出现瞬变过程而导致发生过电压损坏变压器、仪表和造成不正确的试验结果。

试验过程中，如果发生放电或击穿，则应立即切断电源。因为放电或击穿以后会产生频率很高的过电压，可能会导致变压器其它部位的损坏。

20

五、外施耐压试验结果的判断

变压器在外施耐压试验时是否通过试验，按GB1094.3-2003规定“如果试验电压不出现突然下降，则试验合格”由于目前技术水平的限制，尚没有一种有效的手段来判断产品是否发生了局部损伤。

目前在工频耐压试验中主要还是依赖仪表指示的变化和被试品有无异常声响来进行判断。试验过程中仪表指示稳定不变，被试品无异常声响，则试验合格。若仪表发生变化（电流表上升或电压表下降），被试品内部有放电声响，则说明变压器有问题，未能通过试验。

21

第八章 感应耐压试验

一、 概述

感应耐压试验是继外施耐压试验后考核变压器电气强度的又一重要试验项目。对于全绝缘变压器来讲，外施耐压试验只考核了变压器主绝缘的电气强度，而纵绝缘则由感应耐压试验进行检验。因此，感应耐压试验是考核变压器主绝缘和纵绝缘电气强度的重要手段。目的主要考核绕组匝间、层间、段间和相间的绝缘。 二、 试验要求

感应耐压试验通常是在变压器低压端子施加2倍的额定电压，其它绕组开路，其波形应为正弦波。

当试验电源的频率等于或小于2倍额定频率时，试验电压下的持续时间为60S。当试验电源的频率等于或大于2倍额定频率时，试验电压下的持续时间按下式计算：

t?120fN f 式中： t—试验电压持续时间（S） fN—额定频率（HZ） f—试验电源频率（HZ）

如果试验电源的频率大于400HZ，试验电压下的持续时间应不小于15S。试验电压值应以实际测量试验电压的峰值除以2为准。

22

试验时，应在小于1/3试验电压下合闸，并尽快升至试验电压，施加时间到后，将电压迅速降至试验电压的1/3以下，然后切断电源。

四、感应耐压试验中的注意事项 五、试验结果的判定

在感应耐压试验电压的持续时间内，若试验电源或被试品的电压和电流不发生变化，被试品内部没有放电声，并且感应耐压试验前后的空载试验数据无明显差异，则认为试验合格；如果被试品内部有轻微的放电声，但在复试中消失了，也视为试验合格。

23

第九章 局部放电测量

一、 局部放电试验目的

局部放电试验不同于工频耐压试验，工频耐压试验是一项考核变压器主绝缘的破坏性试验，它对产品的考核是严格的，能保证绝缘有一定的水平和裕度，缺点是在耐压试验中可能会对绝缘产生一定的损伤。变压器在长期运行过程中，其内部绝缘薄弱部分在高场强作用下发生局部放电，导致绝缘性能下降，长期的放电会造成绝缘击穿。由此可见，仅通过工频耐压试验考核是不够的，尚须考核其局部放电性能。局部放电试验是一种灵敏度较高、既能考核变压器主绝缘又能考核其纵绝缘的非破坏性试验，是检查变压器绝缘内部存在微小缺陷的一种有效的方法。

其目的是：1、验证在标准规定的试验电压和时间内变压器局放量是否符合标准和技术要求。

2、局放超标时通过分析和定位，加以排除。 3、测量起始和终止放电电压。 二 、局部放电测试中的干扰 1. 与电源电压无关的干扰

这类干扰与电源电压（施加到试品上的电压）无关，它不随施加电压的变化而变化。如电器开关、继电器的动作、电焊、吊车移动、电刷、荧光灯、无线电磁波、大功率元件及各种工业干扰等，这些干扰往往通过电源、测试回路及地线等途径侵入到测试回路中来。其典型图有以下几种：

24

与电源电压无关的干扰波形图

特点：干扰信号分布不规则间隙的出现。 起因：继电器、接触器或电焊等其他产生电火花的设备 继电器、接触器的动作 动作时造成 。 特点：干扰信号位置固定，每个元件产生一 个独立的高频脉冲信号。 可控硅元件 起因：供电网络中有可控硅元件运行，干扰的大小与元件的功率有关。 特点：信号呈“山”字形分布均匀。 起因：带换向器的电动机运转时产生的干扰信号。 特点：正负半波的两组信号对称，逆时针移动。 电动机 起因：异步电机运行时产生的干扰信号耦合到检测回路 异步电机 中来。 2. 与电源电压有关的干扰

这类干扰一般随电压的变化而变化，它可由试区的各个部分产生，如试验变压器、高压引线、试品的端部、高压线路接触不良、高压试区内的绝缘物体（悬浮电位）与地线（或接地金属物）的接触、试区内金属物接地不良以及其它物体的感应放电等。特别说明的是：试区内的绝缘物体与地线（或接地金属物）的接触放电与试品内部放电有些相似，不易区分，因此应特别注意。与电源有关的干扰信号的侵入途径，可以通过电源、高压引线、空间和地线侵入到测试回路中来。

25

与电源电压有关的干扰波形图

特点：干扰波形位于椭圆时基的零位附近，对称出现，幅值相差不大，低电压时即出现，电压升高时，干扰区域增大，由 接触不良 于叠加效果，幅值增大较慢，有时电压达到一定值后，干扰信号会完全消失。 起因：试验回路中，金属对金属接触不良或接地不良。 特点：在电压峰值之前的正负半波部分出现，等幅值间隙不等，由于余辉，有时成对出现，有时图象有飘动，电压增加， 间隙缩小，幅值不变，有时电压增加到一定值后干扰信号会消失，再降低后又会重新出现。 浮动电位物体 起因：金属或碳质导体的间隙放电，它可以发生在试品上或测试回路中，常在两个孤立的导电物之间，如地面上处于浮动电位的金属物体之间。 特点：在试验电压的一个半波中出现，位于电压的峰值部位，等幅值、等间隙，电压升高放电信号的根数增加，幅值基本 不变。 起因：高压尖端或绝缘对空气放电，若干扰信号位于时基椭圆的负半周，则尖端电晕处于高电压下；若干扰信号位于时基椭 外部尖端电晕 圆的正半周，则尖端在接地部分。有时也可能高压和接地部分都有尖端放电，那么正负半周就会出现两组信号。 注意：电晕放电也可能是产品绝缘内部缺陷所引起。 特点：放电信号出现在试验电压峰值之前，幅值几乎相等，信号幅值位置有随机性变化，开始时放电信号是可分辨的，到一定电压后便难以分辨。 介质表面放电 起因：两个接触的绝缘导体之间介质表面的放电或介质表面切向场强较高区域发生放电。 注意：这种放电也可能是产品本身的缺陷。 26

特点：在时基椭圆正负半周出现一对谐波振荡信号，信号幅值随电压的增加而增加，电压除去，信号消失，能重复再现。 磁饱和产生的谐波 起因：试验设备中铁心设备（试验变压器、电抗器、中间变压器、调压器等）磁饱和时产生的谐波信号。 特点：信号与一般典型的图象均不符合，波形呈不规则、不确定的图象，与电压有关。 起因：脏污绝缘中泄漏，绝缘局部过热而导致的炭化痕迹或电树漏电痕迹和树枝 枝通道等。 注意：此种放电可能是产品内部的缺陷。 以上列举的一些典型干扰图形在实际测量中可能因几种起因同时存在而迭加在一起出现，也可能因实际条件出现典型图象的变异或新的干扰图象，这就需要具体分析，所以掌握各种干扰信号的图谱是很重要的，但又不能生搬硬套，要求测试人员不但具有较高的理论水平，同时还应具备丰富的试验经验。 3．消除外来干扰的方法

消除外来干扰的方法应根据不同的干扰源采取相应的措施，应从电源、空间和接地方式等几个方面采取措施。为了消除无线电磁波的干扰，应对试验室进行六面屏蔽：对由电源侵入的干扰，一般在电源的进口处加隔离变压器和滤波装置，同时，对由空间和电源侵入的干扰，还可对仪器放大器采取适当的频带宽度来加以限制。消除由接地网侵入的干扰，应采取一点接地方式。 消除与电源电压有关的干扰的措施： 1）在电源（低压）侧设置低通滤波器：

高频干扰信号可以通过低压回路耦合到高压回路从而侵入到

27

检测回路中来，在低压回路（电源侧）设置低通滤波器的作用是让频率较低的电源信号通过，而对高频干扰信号加以衰减阻止以达到滤波的效果。

2) 在电源（低压）侧设置双屏蔽隔离变压器：

隔离变压器本身对电源干扰信号中的对称分量起到抑制作用,在设置双层屏蔽后,还可进一步消除初、次级间的电容耦合效应,抑制干扰信号进入到测试回路中。 3）单点独立接地（一点接地）：

多点接地或接地不良易产生对地悬浮电位，悬浮电位产生的干扰信号会通过接地回路侵入到测试回路中，因此，接地电阻应尽可能小，一般在0.5Ω以下，接地点应靠近电源滤波器，并且与一般的电力或试验接地网分开，呈现为独立的单点接地。 4）在高压端设置高通滤波器：

当绕组绝缘内部存在气隙或其他缺陷时,会产生局部放电,而这种放电是一种高频放电信号。在测试回路中设置高通滤波器的作用是阻止低频谐波干扰信号的侵入，使之仅通过局部放电产生的高频信号。 5）高压引线尽可能粗短,（用较粗的蛇皮管、薄铁皮圆筒或铝筒）以防止高压引线产生电晕侵入到测试回路中。

6）被试品端部加防晕罩（电压比较高的情况下）以防止端部的尖角毛刺产生电晕。

7）试区的各接地线和金属物应良好接地，以防止对地产生悬浮电位。 8）试区的绝缘物体严禁与金属物接触，以防止绝缘物对金属物产生

28

悬浮电位。

9）高压引线下面不应有螺丝、地线头等物体，以防止高压引线对金属物的尖端产生电晕放电。

三、 变压器产生局部放电的几种典型因素

1. 高压线圈导线材料中存在尖角毛刺及铜（铝）粉，在尖角毛刺存在的地方就会出现局部电场的集中，因而造成局部放电量过大，有时会形成局部的击穿和短路。

2. 高压线圈内部连接线（如分接抽头）焊接时出现尖角毛刺或掉入焊渣及碳化物，这就要求提高加工的工艺水平及操作人员的技术水平。

3. 高压线圈分接抽头引线部位或线圈段与段的绝缘距离偏小，这类缺陷在局部放电试验中其局放量一般不随加压时间的延长而有明显增加的趋势。

4. 变压器线圈表面尘土过多或在高、低压线圈中间掉入金属（或非金属）异物。这类情况较多的发生在用户的安装和使用中。 5. 线圈内部存在气隙（或气泡），组装时高低压线圈的距离调整不当。 6. 高压线圈外部连接线和引出线的端部不光滑，在电压较高时会产生电晕放电。测量时应安装防晕罩。

7. 绝缘垫块的形状和质量也会影响局放结果。（尤其35KV级变压器）

29

四、 变压器局部放电的基本测量线路方法

单相变压器局部放电试验的基本测量线路

三相变压器局部放电试验的基本测量线路

30

五、例行试验和特殊试验的区别 1、例行试验（如下图）

试验时以测量A端为例：

以上图为例，0点是三相不接地试验时的零电位，由于干变的铁心和夹件等金属部位接地（处于零电位），那么可以认为0点与变压器的接地部位处于同一电位（即零电位）。

当三相加压时，A端的对地电位实际是相电压。 预加电压为1.8Ur (Ur为额定电压—线电压)时： A端的对地电位为：测量电压为1.3Ur 时： A端的对地电位为：

1.3Ur31.8Ur3=1.04Ur

=0.75Ur

此试验方法对绕组纵绝缘的考核更为严格，主要考核绕组内部是否存在缺陷，其考核电压分别是绕组匝伏电压的1.8倍和1.3倍，但对主绝缘的考核相对差一些。我认为，例行试验主要考察绕组内部是否存在缺陷和故障，而对影响产品使用寿命较小的外部缺陷的考核相对要小一些。

31

2、特殊试验（如下图）

试验时以测量A端为例：

以上图为例，0＇点是一相接地试验时的零电位，由于人为的将一相接地，此时的0已经不是零电位了。

当三相加压时，A端的对地电位实际是线电压。 预加电压为1.3Ur 时： A端的对地电位为：1.3Ur 测量电压为1.0Ur 时： A端的对地电位为：1.0Ur

此试验方法对绕组主绝缘的考核更为严格，对绕组内部的考核相对要小一些。因为在此之前，产品都要进行例行试验，若例行试验未能通过，，一般不可能进行特殊试验。因此，此试验是加强了对产品主绝缘的考核。

以下是两种试验的对比。 项目 试验电压 感应电压倍数 受试端对地电位 例行试验 1.8Ur 1.8 1.04Ur 1.3Ur 1.3 0.75Ur

32

特殊试验 1.3Ur 1.3 1.3Ur 1.0Ur 1.0 1.0Ur

第十章 温升试验

一、 试验目的：

温升试验的目的是检验规定状态下变压器绕组、铁心、金属连接件及结构件有无局部过热；确定变压器在工作运行状态及超名牌负载运行状态下的热状态及其有关参数。 二、 干式电力变压器温升限值

绝缘系统温度/℃ 部位 最热点温度 最高温升/K 60 75 80 100 125 150 在任何情况下，不会105 （A） 120 （E） 绕组 用电阻法测量的温升 130 （B） 155 （F） 180 （H） 220（C） 铁芯、金属部件和与 其相邻的材料 三、 试验方法 1、模拟负载法：

出现受到损害的温度 温升值通过短路试验和空载试验两个试验的组合来确定的，试验的先后顺序没有明确的规定（早期标准是先进行空载温升试验，然后连续进行短路温升试验）。

33

温升计算常用的公式：

??R2?235?t1???235?t2? R1θ—绕组温升 R2—绕组热态电阻值 R1—绕组冷态电阻值 t 1—冷态环境温度 t 2—热态环境温度

绕组的总温升用下式来计算：

??式中：

?c??????1???c???????k11/k1??e?? ??c?????c——绕组总温升

??c——短路试验下绕组温升 ??e——空载试验下绕组温升

k1 ——对与自冷式为0.8；对于风冷式为0.9

2、相互负载法（当具备试验条件时可以使用此方法；但试验接线比较复杂。）

3、直接负载法（适用于小容量的变压器） 四、 降低电流下的绕组温升校正

标准要求：当试验电流小于额定电流，但不低于90%额定电流时，

34

用电阻法测得的绕组温升??t要校正到额定负载下的温升??r

?Ir???r???t??

?It???r—额定负载下的绕组温升： ??t—试验电流下的绕组温升

qIIr—额定电流 —试验电流

tq—对于自冷式（AN）变压器为1.6；对于风冷式（AF）为1.8 注意：过去没有风冷式的校正系数。

另外：在实际试验中，试验电流不低于70%额定电流时，上述公式仍可适用。 五、稳态条件的确定

当温升的变化值每小时不大于温升限值的2%或不大于2K(取二者较小值)，则认为温升达到稳定。一般来讲，试验过程中，连续3小时温升变化不大于1K,即认为温升达到稳定。 测量点位置：

对于低压绕组而言，应放在测温孔内或靠近内部的绕组顶部； 对于三相变压器，铁心的测温点应放在中间的心柱上。

35

六、温升计算（通过实例和计算单说明）

一、产品：SCB10-800/6.6型 号：额定容量：800KVA额定电流：69.98/1154.7A试验日期：2009.1.16二、测量数据：（高压绕组BC）自冷状况下时间（min）电阻（Ω）1.52.02.53.03.54.04.55.05.50.37740.37730.37720.37710.37760.37780.378高压绕组电阻曲线图y = 0.0000 x2 - 0.0003 x + 0.3778出厂序号：200901097额定电压：6.6/0.4KV出厂日期：2009年1月联接组别：Dyn110.3770电阻（Ω）0.37690.37680.37680.37670.37740.37720.3770.37680.37660123时间（min）456三、测量状况：（空载试验时）额定电压测冷态电阻时环境温度测热态电阻时环境温度四、测量结果：1、温升计算公式：1、温升计算结果：2、铁心温升： θ1=R2/R1(235+t1)-(235+t2)θ2=3.3249.5（K）（K）400810（V）（℃）（℃）施加电压冷态电阻：热态电阻：R1 =R2 =4000.36970.3778（V）（Ω）（Ω） 36

一、产品：型 号：SCB10-800/6.6额定容量：800KVA额定电流：69.98/1154.7A试验日期：2009.1.16二、测量数据：（高压绕组BC）自冷状况下时间（min）电阻（Ω）1.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.00.49640.49590.49540.49500.49450.49400.49350.49310.49260.49220.49180.4913电阻值（Ω）0.49900.49800.49700.49600.49500.49400.49300.49200.49100.49000.01.02.03.04.05.06.07.08.0时间（min）高压绕组电阻曲线图y = 0.0000 x2 - 0.0010 x + 0.4979出厂序号：200901097额定电压：6.6/0.4KV出厂日期：2009年1月联接组别：Dyn11三、测量状况：（负载试验时）额定电流：测冷态电阻环境温度：测热态电阻环境温度：四、测量结果：1、温升计算公式：2、温升折算公式：3、总温升计算公式：4、施加电流温升计算结果：5、额定电流温升计算结果：6、空载试验温升计算结果：7、总温升计算结果： θ1=R2/R1(235+t1)-(235+t2)； θr=θ1（额定电流/实际电流）1.6 θe=θ[1+（θ2/θ）1.25]0.8θ1=θr=θ2=θe=82.2682.233.3283.42（K）（K）（K）（K）69.98810（A）（℃）（℃）施加电流：冷态电阻：热态电阻：R1 =R2 =700.36970.4979（A）（Ω）（Ω） 37

一、产品：型 号：SCB10-800/6.6额定容量：800KVA额定电流：69.98/1154.7A试验日期：2009.1.16二、测量数据：（低压绕组bc）自冷状况下时间（min）电阻（Ω）1.52.02.53.03.54.04.55.05.56.00.0011050.0011010.0011150.001120低压绕组电阻曲线图y = 0.000000 x2 - 0.000006 x + 0.001114出厂序号：200901097额定电压：6.6/0.4KV出厂日期：2009年1月联接组别：Dyn110.0010980.0010960.001094电阻（Ω）0.0011100.0011050.0011000.0010950.0010900.0010850.0010800.00107501234时间（min）56780.0010910.0010880.0010850.0010830.001081三、测量状况：（空载试验时）额定电压测冷态电阻时环境温度测热态电阻时环境温度四、测量结果：1、温升计算公式：1、温升计算结果：2、铁心温升： θ2=R2/R1(235+t1)-(235+t2)θ2=16.3049.5（K）（K）400810（V）（℃）（℃）施加电压冷态电阻值热态电阻值400r1 =0.001036r2 =0.001114（V）（Ω）（Ω）

38

一、产品：型 号：SCB10-800/6.6额定容量：800KVA额定电流：69.98/1154.7A试验日期：2009.1.16二、测量数据：（低压绕组bc）自冷状况下时间（min）电阻（Ω）1.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.50.0013430.0013340.0013250.0013160.0013060.0012960.0012870.0012780.0012690.0012600.0012520.00126000.00134000.0013800低压绕组电阻曲线y = 0.000000 x2 - 0.000020 x + 0.001373出厂序号：200901097额定电压：6.6/0.4KV出厂日期：2009年1月联接组别：Dyn110.0013600电阻值（Ω）0.00132000.00130000.00128000.001240001234567时间（min）三、测量状况：（负载试验时）额定电流测冷态电阻时环境温度测热态电阻时环境温度四、测量结果：1、温升计算公式：2、温升折算公式：3、总温升计算公式：4、施加电流温升计算结果：5、额定电流温升计算结果：6、空载试验温升计算结果：7、总温升计算结果： θ1=R2/R1(235+t1)-(235+t2)； θr=θ1（额定电流/实际电流）1.6 θe=θ[1+（θ2/θ）1.25]0.8θ1=θr=θ2=θe=77.0577.0116.3085.73（K）（K）（K）（K）69.98810（A）（℃）（℃）施加电流冷态电阻值热态电阻值70r1 =0.001036r2 =0.001373（A）（Ω）（Ω） 39

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/iw86.html