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关于我

67年茂陵机校毕业,68年进铜川变压器厂,干电工11年,变压器试验5年,管总装引线技术5年,在生产质检服务部门各干一年,在工艺科从事图纸会签现场工艺6年,我的E-mail: transformerhe@163.com,欢迎交流。

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第七章 成品试验  

2008-08-06 14:00:41|  分类: 变压器类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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        53  35KV级变压器耐压试验时放电和击穿
      (1)变压器主绝缘有缺陷
          1)低压出头及螺旋换位处理不好比正常幅向大,甚至与鸽尾垫块一样高,会吃掉高低压之间10mm左右的绝  缘 距离,引起高低压之间放电击穿。
           2)角环制作质量不高,纸板开缝分布不均,套角环不小心,造成角环耐压强度下降。
           3)遇到套包紧时,撑条剥的厚度不均,造成局部绝缘距离减小。上围板时用棍敲打,使鸽尾垫块内缩造成绝缘距离减小。
        (2)引线绝缘不良
           1)引线对接地点,包括铁支架,木夹件上的铁螺栓,开关端部铁件,升高座,油箱壁等的绝缘距离不够要求。
           2)支撑引线的绝缘支架质量不高,耐压时表面及层间会引起爬电,有时木件长度设计有误,导致耐电距离不够而击穿。
           3)35KV无载开关绝缘轴或杆质量不高,设计时开关选型与所配变压器不符。
        (3)其它原因
           1)器身太脏,油箱及配件不干净使油的耐压下降。
           2)变压器总装后不真空注油或脱气,引起气泡放电。
           3)静放时间不够,油中气泡没跑完,杂质未完全下沉。
           4)悬浮物放电,铁心没接地,木夹件上该用胶木螺栓而使用铁螺栓,铁螺栓大头应面向油箱壁而安装成大头向里。
          5)绕组外径偏大,与拉杆距离近。
          6)有载开关没加油或油加的不够。
         54  感应耐压试验容易出现的问题
     (1)试验电压波形畸变产生的原因及正确测量
         1)倍频机组容量小,可接近额定容量运行,但不能超额定容量运行。
         2)配的中间变压器容量小,要求是被试变压器容量的10%。
         3)中间变压器高低压电压搭配或接线不合理,使倍频机组只用够电流或电压,不是用够全部容量。
         畸变的尖峰波用静电电压表是测量不准的,只能用球隙测量尖峰波的幅值。原认为静电电压表很准,在一段时间内有了它而放弃了球隙保护,结果多台大产品感应耐压试验以静电电压表测量值为准,在电源畸变的情况下,感应电压刚到或快到就发生高压对铁压圈放电。
       (2)倍频机组的自励磁
         在变压器试验一书上知道同步机组的自励磁,而在本厂的生产实践中却从未遇过。我厂以前试110KV容量大到三绕组31500KVA的感应耐压试验时,用本厂唯一55KW的倍频机组,常发生试验电压波形畸变,但没发生过倍频机组的自励磁。在240KW新的倍频机组安装调试完后的第一次,用它去试验SFSZ 8-6300/110时,却发生了麻烦,开始升压时JJFB-1精密交流峰值电压表数字显示变动在个位,很快发展到在十位百位上变化,紧接着球隙放电。过去数字变化比较均匀,而新的机组自励磁使数字变化不均,且很短时间球隙被击穿,后把接线变动自励磁现象消失。
       55  调压范围大的变压器做感应试验时的挡位放置
     (1)问题的提出
       经常试验电力变压器的人都知道,做负载试验时挡位要放在额定档上,而从低压送电做空载和感应试验时,对于高压侧挡位放置无严格要求。有些从事试验工作不久的人,把这条规律应用到试验挡位较 多、调压范围又大的变压器上,会造成被试变压器内部放电,绝缘击穿,外部发生高压套管之间或套管对地部位闪络,带来一些不必要的麻烦和损失。
      (2)放电和闪络的原因分析
       众所周知,电力变压器随电网电压的波动而调整高压匝数,来保持低压电压的稳定,为恒磁通调压,所用分接挡位不多,电压变化范围在10~20%,故从低压送电,高压无论在何挡位上,其感应的最高电压远低于工频耐压值,对变压器并不构成威胁。而有些整流、电炉变压器是靠调整高压匝数来变化低压,为变磁通调压,所用分接挡位多,电压变化范围大,假如从此类变压器低压加额定电压做倍频倍压感应试验时,而不管高压侧挡位放在几档上,其结果如何请看以ZHSSPZ-12500/35为例的图35的计算结果:
        此变压器的高压额定电压35KV高压主绕组为687匝,低压额定电压为451.8V,11匝,调压绕组为15×14=210(195)匝。做此变压器倍频倍压试验时,给低压加100HZ ,903.6V电压时,如果高压放在1档,此时高压端的电压就为[(903.6/11)×(687+195)]×√3 =125495V,比35KV级工频耐压85KV还高出4万伏,是绝对不准许的。

 第七章  成品试验 - transformerhe - transformerhe的博客

        56  中间变压器高低压电压的选择对感应试验的影响
        (1) 中间变压器高低压电压选择应接近两头的倍频机组和试品电压,这样能充分地利用倍频机组的容量,即可用现有设备试更大的变压器。
        (2) 用小的倍频机组试较大变压器时,如果中间变压器高低压电压选择不当,使倍频机组的电压或容量只用了部分,而电流用超,会引起倍频机组过载发热,试验电压波形畸变。
        (3) 畸变的尖峰波用静电电压表是测量不出来的,有一段时间迷信它,认为它测量方便可靠,但波形畸变却使我们吃了不少苦头,把一些好产品试坏。如SFS7 -20000/110/38.5/10.5做感应试验时,原先在高压星点上用静电电压表监测到65KV时,认为高压端电压就够20万,后以球隙为准只读到55KV高压就够20万,也就是在电源波形畸变的情况下,原先比现在多加电压3万多。
       57  中间变压器接线对感应试验的影响
     (1)问题的提出
       做SFSZ7 -31500/38.5/6.3感应时,以高压球隙放电为准,用电压互感器监测到高压星点电压为600*75格=45000V,正常大约在6万V,当时认为较正常电压低这样多,是因倍频机组小,试大的产品波形畸变严重属正常现象,但在试SFZ7 -6300/110/38.5/6.3时,高压星点电压监测结果也只在78~83格之间,才觉得有些奇怪,不可能这样低。
     (2)原因分析
       把包括中间变压器在内的所有接线检查一下,发现中间变压器接线有问题,现就此做以分析。
       倍频机组容量55KW,输出电压328V,电流112A,中变为1000KVA/10/0.4,在图36错误接线中,因ao短路,进电加在c相上,则高压AC上感应的最高电压=231V×25×2=11.55KV,对于做低压为6.3KV的变压器感应试验,中变已过励磁12.6KV大于11.55KV,变压器铁心已近饱和区,中变电流增大,随之倍频机组电流超额定值,机组发热并发出怪声,波形畸变严重,使被试变压器星点测量值偏低不少。

        图37正确接线中,因bo短路,进电加在ac相上,机组328V只用6300V/25=252V就可满足低压6.3KV的感应试验要求,而与超过462V后才逐渐磁饱和还相差很远。用图37接法试另一台SFZ7 -6300/110/6.3时,高压星点测量值可达100格,即星点电压为6万伏,此值比较正常,电压波形没畸变,倍频机组运行的声音也小的多。

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       (3)经验教训
         做感应试验时,胡乱找一台中变来做试验是不负责任的,除明确它的容量外,还应仔细地计算高低压两侧的倍频倍压值,怎样正确接好高电压两侧的电压组合也是很重要的。
        58  容升对感应耐压试验的影响
        110KV级产品感应耐压试验时对倍频机组来说是属于一个容性负载,使高低压之间的电压比不属于线性关系,而为一种特殊的曲线关系,低压加压高压上测量的电压比比设计电压比要高。早年在试制和小批量生产110kv产品时常发生绕组端部对铁压板或上铁轭放电,其中原因之一就是没有认识到容升电压的存在,使好变压器被试坏。
       在110kv产品生产初期一次合格率较低,经外出学习请人指导,感应耐压试验无论用静电电压表或JJFB-1精密交流峰值电压表测量都得用球隙保护,即能保证试验质量又保证了变压器不遭受人为的损害,在实践中随着对容升电压认识的提高,把容升电压的影响一步一步地减到最小。
        59  如何在成品试验中分析股间短路故障
        在变压器成品试验中,总会碰到个别变压器不是空载就是负载损耗超标准值,开始接触成品试验的人遇到这些故障会感到茫茫不知所措。这里根据本人多年实践经验总结出一些规律供同仁参考。
       (1)纯股间短路
 纯股间短路又称等匝股间短路,此种短路对空载损耗值无任何影响,而对负载损耗值有较大影响。
          1)空载试验时的纯股间短路情况
 众所周知,多根并绕导线在绕制时必须要换位,目的使多根并绕导线在漏磁场中所处位置均等,漏磁感应电势相等,多根导线间的循环电流很小或近于零,也使由此产生的附加损耗很小或近于零。并绕导线纯股间短路会使一个循环回路的多根并绕导线位置均等变成两个循环回路,且位置变得不均匀。因变压器在空载时主磁通主要通过铁心构成回路,在铁心柱外的绕组上漏磁通很少,所以在并绕导线上产生的漏磁电势近于零,对于并绕导线所处的位置均等与不均等显得不很重要,由于循环电流近于零,由此产生的附加损耗对空载数据也就无太大的影响。
         2)负载试验时纯股间短路情况
 在变压器中凡不按铁心磁路流动的磁通称为漏磁通,变压器在带负荷运行或负载试验时,漏磁通的大小正比于绕组的负载电流和绕组之间的距离,可见漏磁通在空载时几乎为零,而在负载试验时却非常大,导致多根并绕导线的纯股间短路在空载时无大的影响,而在负载试验时因股间短路,使本为一个均等的回路变成两个不均等的循环回路,因导线所处的漏磁场位置不同,产生的漏磁感应电势也不同,就有大量的循环电流产生,使负载损耗值超过设计值。有一台SFSZ7 -31500/110升压变压器,低压为多根并绕且在高中压之间,在做负载试验时,高低压与中低压损耗值比设计值能大些但不超,而高中压损耗值超标准值很多,其原因就是由纯股间短路造成。
       (2)不等匝股间短路
         此种短路在变压器空载试验时就会被发现,因为多根并绕导线在绕组轴向任一处形成短路,由一个等匝回路变成两个不等匝回路,不等匝也不等压两导线并联会使两个回路流过大量的循环电流,增大了空载损耗值。
         1)不等匝股间短路的损耗情况
多根并绕导线由于不等匝股间短路地方不同,所增加的损耗也不同,在导线首尾的中间部位不等匝股 间短路其损耗值最小,而在靠近首尾两端部不等匝股间短路其损耗值最大。
 
         损耗值计算公式: P= V2/R ,V:匝压,R:不等匝股间短路回路电阻。
         损耗值大小与不等匝股间短路位置关系见图38。

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         2)不等匝股间短路的手感情况
         在低压多根并绕圆筒式绕组中,如果发生不等匝股间短路,给高压送一点电压,低压首尾头多根并绕出头不焊接在一起,短路的导线之间存在着电压,而不短路的则没有。如果低压首尾多根并绕出头焊在一起,在绕组内则产生循环电流和额外损耗,我们可以通过损耗在首尾头中产生的热量,用手来感知不等匝股间短路发生的大概部位。经手的感觉与图38相符,即在首头第一匝发生不等匝股间短路,首头烫手尾头微热。在升层处发生不等匝股间短路,因两循环回路对称且回路电阻较大,损耗最小,首尾头发热量不大温度也一样。尾头最后一匝发生不等匝股间短路,尾头烫手,而首头微热。

        60  变压器工频耐压试验时的容升电压
     (1)容升电压的形成
       用电容器的原理来衡量变压器,不难看出变压器主绝缘介质两侧的绕组正是电容器的两个极板。当变压器在做工频耐压试验时,就会形成一个以试验变压器绕组为电感L和一个以被试品为电容C的串联电路见图39。
       在电感与电容串联电路里,当容抗大于感抗时,从图39 b向量图中可以看出电容两端的电压降比AB之间电压高,所高出的电压等于在电感上的电压降,它就是变压器在工频耐压试验时因容升而引起的比额定耐压值高出的那一部分电压。

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      (2)容升电压大小与试品容量,电压高低及结构的关系
        与电容器原理一样,变压器容量越大,以绕组为极板的面积也越大,变压器电容量跟着越大。当电源电压与试验变压器电感L一定时,电容量越大,容抗X C越小,试验电流I越大,在试验变压器绕组上的电压降IX L(即容升电压)越高,可见被试变压器容量越大,在工频耐压试验时形成的容升电压也越高,否则反之。
 在试验变压器电感一定,被试产品容量相同,结构近似,而电压等级不同,由于施加的耐压值相差较大,流过图39 a上的电流不一样,产生的容升电压也不一样,所以35kv就比10kv的容升电压要高。
 多年实践还发现低压绕组在高压绕组外,低压电压越低,高压上的容升电压相应要大些,如同容量同电压等级的整流、电炉变压器比电力变压器容升电压要高些。
     (3)容升电压的大小与试验变压器的关系
       我厂现有IDJ-25/100和YD-250/250两台试验变压器,计算得知小的比大的感抗大3~4倍,用两台试验变压器分别试同一台产品的工频耐压,由于被试变压器的电容量一样,施加电压一样,流过的电流也就一样,但两台试变的感抗不同,同样的电流在其上的电压降(即容升电压)也就不同。一台被试产品上容升电压值大小与试变阻抗百分数成正比关系,即试同一台产品,如用阻抗电压为22,95%的小试变其容升电压要比用阻抗电压为11.2%的大试变容升电压要大。
     (4)工频耐压减少容升影响的正规测量
早年我厂开始生产小容量10KV产品时用IDJ-25/100试变做工频耐压试验,除因产品自身质量问题发生耐压击穿外,未因试变容升而造成麻烦,随着后来电压升级到35KV,产品容量扩大到中型,试变的容 升开始影响产品的一次合格率,人们才注意到容升的影响,最初无别的监测手段,总结出容升电压的简易计算法来消除容升电压的影响,后启用静电电压表来测量工频耐压值。电压等级升到110KV,产品容量升到大型后的几年才买了一台YD-250/250试变,用它试验容升电压可以忽略不计。
        10KV,2500KVA以下的产品工频耐压用小试变,其它象35KV以上电压容量无论大小和10KV,31500KVA以上产品均用大的试变做工频耐压试验,大试变容升虽小,但也采用了带电容分压的数字式峰值电压表来读耐压值,做到使产品的耐压值即不多加也不少加。变压器试验上的容升问题由开始的不熟悉,逐渐被认识和掌握。由开始因容升影响使有的产品多次返修,变为把容升影响减小到最小,但工厂为此交了不少学费。
     (5)容升电压的简易计算法
        1)简易计算法的优点
       作为大中型变压器厂家和大些供电局,对于变压器试验时的容升都有正规的测量设备和监测手段,容升问题对他们并不会造成太大的影响,而对于小的变压器厂家及供电部门,接触容升现象的机会不多,相应这一方面的知识及设备欠缺,就容易造成一些失误。为了避免不必要的损失,现介绍一种容升电压的简易计算法,在试验升压的过程中用心算即可从额定耐压值中减去容升电压,所剩值为被试变压器上应承受的耐压值,此方法对于远离城镇的交通不便地野外变压器安装现场进行工频耐压试验尤为方便。
        2)计算过程
       大家知道,公式UC =U+UL在图39中,UC表示为被试变压器上实际承受的电压,U表示为操作台上电压表指示的高压电压施加值,UL 表示为试验电流流过试变绕组时产生的电感压降,即我们平时所说的容升电压。如果我们在工频耐压试验时忽视了容升电压(UL)的存在,认为操作台上电压指示值等于被试变压器上实际承受值,其结果被试变压器所承受的电压比要求的额定值要高出许多,这是不准许地。

        要想使操作台上高压电压指示值等于被试变压器承受值,就应从表上减掉容升电压值。现以IDJ-25/100试验变压器为例来计算它的容升值,该试变有关数据为:阻抗压降UK =22.95%,高压直流电阻=9516Ω,低压为0.05266Ω,高压电压/低压电压为100KV/380V, 高压电流/低压电流为0.25A/658A,两者比值为263.2,将低压直流电阻折算到高压侧为0.05266*(263.2)2=3648Ω。
         纯电感压降UX = 第七章  成品试验 - transformerhe - transformerhe的博客   (为满负荷时容升值)。
         电抗XL=18863V/0.25A=75452Ω。
         如果我们知道此台试变的XL值,又知道试验某台变压器的工频耐压电流,这两者相乘就是这台被试变压器的容升电压值,要消除容升电压对被试变压器的影响,其试品上所承受的电压计算公式为:
        UN=UY +IXL ,UN :试品上额定工频耐压值,UY :操作台上高压电压表指示值。
        如有一台SL7 -3150/35的变压器在试高压工频耐压时,当电压值升到73KV+75000Ω*0.155A  85KV时停止升压,试验一分钟即可。
        3)结论
        通过以上计算及用静电电压表对照,得出试85KV时XL值可用75000Ω,试35~25KV时XL值用70000Ω,试验误差之小今人满意,试验误差对比情况见表8。

         表8

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