變壓器繞組的tgδ測量方法
測量變壓器繞組的介質損耗因數tgδ主要是反映變壓器絕緣中的紙絕緣的tgδ,而絕緣電阻則是紙和油兩種絕緣的串聯值,故用tgδ來反映變壓器整體絕緣狀況比絕緣電阻有效。它是反應變壓器絕緣受潮的主要特征。
一、測量方法
1、根據單位具體條件可選用西林電橋或M型試驗器,用西林電橋測試時多采用反接線方式。將被測繞組短接后接電橋的“CX”,對非被測繞組短接后接地。用M型試驗器時將被測繞組短接后,接試驗器電纜的總線,非被測繞組短接后,接地或接電纜頭的屏蔽環。這兩種方法的試驗次數和部位有所不同,詳見表1-1及表1-2。
試驗 序號 |
雙繞組變壓器 |
三繞組變壓器 |
||||
加 壓 |
接 地 |
部 位 |
加 壓 |
接 地 |
部 位 |
|
1 |
高 壓 |
低壓+鐵芯 |
C1+C13 |
高 壓 |
中低壓+鐵芯 |
C1+C12+C13 |
2 |
低 壓 |
高壓+鐵芯 |
C3+C13 |
中 壓 |
高低壓+鐵芯 |
C2+C12+C23 |
3 |
高壓+低壓 |
鐵 芯 |
C1+C3 |
低 壓 |
高中壓+鐵芯 |
C3+C13+C23 |
4 |
高壓+低壓 |
中 壓 |
C1+C12+C23+C3 |
|||
5 |
高壓+中壓 |
低 壓 |
C1+C2+C23+C13 |
|||
6 |
低壓+中壓 |
高 壓 |
C2+C3+C13+C12 |
|||
7 |
高壓+低壓+中壓 |
鐵 芯 |
C1+C2+C3 |
表中C1指高壓對地電容,C2指中壓對地電容,C3指低壓對地電容,C12指高壓對中壓電容,C13指高壓對低壓電容,C23指中壓對低壓電容。
試驗 序號 |
雙繞組變壓器 |
三繞組變壓器 |
||||||
加 壓 |
接 地 |
屏 蔽 |
部 位 |
加 壓 |
接 地 |
屏 蔽 |
部 位 |
|
1 |
高 壓 |
低 壓 |
—— |
C1+C13 |
高 壓 |
低 壓 |
中 壓 |
C1+C13 |
2 |
高 壓 |
—— |
低 壓 |
C1 |
高 壓 |
—— |
中、低壓 |
C1 |
3 |
低 壓 |
高 壓 |
—— |
C1+C13 |
中 壓 |
高 壓 |
低 壓 |
C2+C12 |
4 |
低 壓 |
—— |
高 壓 |
C3 |
中 壓 |
—— |
高、低壓 |
C2 |
5 |
低 壓 |
中 壓 |
高 壓 |
C3+C23 |
||||
6 |
低 壓 |
—— |
高、中壓 |
C3 |
||||
7 |
高、中、低壓 |
—— |
—— |
C1+C2+C3 |
2、西林電橋的讀數是tgδ和電容C,而M型試驗器的讀數為“mVA”和“mW”數,tgδ即為mW/mVA;C=mVA/V2ω=0.51mVA(PF)
3、測量tgδ用西林電橋和M型試驗器時,都要注意周圍的電場和磁場的干擾,可用倒相法或移相法進行消除。我國已有新型的介質損耗測試儀生產,如GWS-1型光導微機介損測試儀,P5026M型支流電橋等,引入了抗干擾系統,提高了測試準確度。
4、不同溫度下的測得值應換算到同一溫度,進行比較。
二、實例說明
1、實例1-1 油質不良
某電廠一臺變壓器,31.5MVA,66kV。在預試中用M型試驗器測tgδ,測得數據見表1-3。
測試時間 |
繞 組 |
tgδ(%) |
備 注 |
安 裝 后 |
高 壓 |
0.785 |
<0.8%合格 |
低 壓 |
0.725 |
||
預 試 |
高 壓 |
1.0 |
高壓不合格,>0.8% |
低 壓 |
0.725 |
檢查結果是油質不良,換油后測tgδ(%),高壓為0.05%、低壓為0.435%,合格。
2、實例1-2 溫度換算
某變電所變壓器,315MVA,66kV。在預試時用西林電橋測tgδ(%),測得數據見表1-4。
繞 組 |
tgδ(%) |
測量溫度 |
高 壓 |
1.05 |
18℃ |
低 壓 |
1.12 |
將tgδ換算到20℃,tgδ20℃=tgδ18℃×1.3(20-18)/10=1.05×1.31/5=1.107%,大于規定的0.8%。
判斷為受潮,經干燥后再測時,均小于0.8%,合格。
3、實例1-3 分解試驗(繞組和套管分開測試)
某變電所一臺雙繞組變壓器,SJL-6300/60型,6300kVA,66kV,由預試結果‘(表1-5)可以看出,高壓對低壓繞組及地的泄漏電流值高達42μA,較上年測值約增長5倍,但tgδ(%)為0.2%,和上年相同。分解試驗后,測高壓側套管的tgδ(%),發現B相tgδ值達5.3%,明顯的不合格。
項 別 |
部 位 |
絕緣電阻(MΩ) |
泄露電流(μA) |
tgδ(%) |
||
10kV |
40kV |
繞 組 |
高壓側套管 |
|||
1979年5月 28℃ |
高壓對低壓、地 |
—— |
—— |
8.0 |
0.2 |
O相0.6 A相0.6 |
低壓對高壓、地 |
5000/3000 |
2.0 |
—— |
0.2 |
B相0.6 C相0.6 |
|
1980年6月 28℃ |
高壓對低壓、地 |
1100/900 |
—— |
42.0 |
0.2 |
O相0.6 A相0.6 |
低壓對高壓、地 |
—— |
2.0 |
—— |
0.2 |
B相0.6 C相0.6 |
注:使用QS-1型電橋測tgδ。
4、實例1-4 與歷年數值比較不應有顯著變化
某變電所主變壓器,120MVA,220kV。安裝時已發現進水受潮但測得的tgδ(%)值卻在下降,見表1-6。
測試部位 |
出廠試驗(35℃) |
交接試驗(36℃) |
進水受潮后(36℃) |
|||
CX(PF) |
tgδX(%) |
CX(PF) |
tgδX(%) |
CX(PF) |
tgδX(%) |
|
高、中——低及地 |
13100 |
0.4 |
13100 |
0.4 |
13390 |
0.2 |
低、高——中及地 |
14300 |
0.3 |
14340 |
0.4 |
14640 |
0.1 |
高、中、低——地 |
13600 |
0.4 |
136400 |
0.4 |
14010 |
0.2 |
由表4-40可見,雖然tgδ(%)明顯下降,而電容CX卻增加了2%~2.7%。從數值而言,tgδ(%)值未超過規定的0.8%,但從變化看,進水受潮后減了一半,有了明顯的變化。
5、實例1-5 tgδ和低含水量的關系
在《預規》說明中,列出了tgδ(%)和紙含水量的關系曲線,由tgδ(%)值可推斷紙的含水量,按含水量標準可推斷絕緣受潮程度。經過對一臺退役變壓器的對照,說明此方法可用。變壓器型號為SWDS-180000/242,1973年投運,1986年退役。1980年測tgδ為0.65%,由《預規》說明的公式計算,tgδ為1%,由曲線查得紙含水量為4.2%,此值顯然較高。取該變壓器圍屏和匝絕緣紙質材料測紙質絕緣的聚合度和含水量,見表1-7。
聚合度DP |
含水量% |
||
紙板表面 |
紙板中間 |
匝絕緣 |
|
250 |
470 |
225 |
4.3 |
由測試數據可見,實測數值和計算數值基本上是一致的,而DP值已降到250左右,說明已老化。而老化的主要原因是絕緣受潮引起的。
6、實例1-6 消弧線圈一測繞組的tgδ
某電廠一臺10.5kV消弧線圈,在預試中測的數據見表1-8。
年 份 |
絕緣電阻(MΩ) |
10kV直流泄露電流(μA) |
tgδ(%) |
1993年 |
2500(15℃) |
4 |
0.9(15℃) |
1994年 |
1000(18℃) |
13 |
10.6(18℃) |
按規程要求,20℃時的龜艿對35kV及以下的tgδ不大于1.5%。
1993年的測值為0.9,換算到20℃:時為tgδ20=tgδ15×1.3(20-15)/10=0.9×1.31/2=1.026%<1.5%,合格,但到1994年的測值為10.6,換算到20℃時,tgδ20=tgδ18×1.3(20-18)/10=10.6×1.31/5=11.2%;二者變化為11.2/1.026=10.8倍,由色譜分析及絕緣油分析未見異常,故判斷為受潮,決定作干燥處理。
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