测量变压器绕组的介质损耗因数tanδ主要是反映变压器绝缘中的纸绝缘的tanδ,而绝缘电阻则是纸和油两种绝缘的串联值,故用tanδ来反映变压器整体绝缘状况比绝缘电阻有效。它是反应变压器绝缘受潮的主要特征。
1、根据单位具体条件可选用ZC-221介质损耗测试仪或M型试验器,用ZC-221介质损耗测试仪测试时多采用反接线方式。将被测绕组短接后接电桥的“CX”,对非被测绕组短接后接地。用M型试验器时将被测绕组短接后,接试验器电缆的总线,非被测绕组短接后,接地或接电缆头的屏蔽环。这两种方法的试验次数和部位有所不同,详见表1-1及表1-2。
试验 序号 |
双绕组变压器 | 三绕组变压器 | ||||
加 压 | 接 地 | 部 位 | 加 压 | 接 地 | 部 位 | |
1 | 高 压 | 低压+铁芯 | C1+C13 | 高 压 | 中低压+铁芯 | C1+C12+C13 |
2 | 低 压 | 高压+铁芯 | C3+C13 | 中 压 | 高低压+铁芯 | C2+C12+C23 |
3 | 高压+低压 | 铁 芯 | C1+C3 | 低 压 | 高中压+铁芯 | C3+C13+C23 |
4 | 高压+低压 | 中 压 | C1+C12+C23+C3 | |||
5 | 高压+中压 | 低 压 | C1+C2+C23+C13 | |||
6 | 低压+中压 | 高 压 | C2+C3+C13+C12 | |||
7 | 高压+低压+中压 | 铁 芯 | C1+C2+C3 |
表中C1指高压对地电容,C2指中压对地电容,C3指低压对地电容,C12指高压对中压电容,C13指高压对低压电容,C23指中压对低压电容。
试验 序号 |
双绕组变压器 | 三绕组变压器 | ||||||
加 压 | 接 地 | 屏 蔽 | 部 位 | 加 压 | 接 地 | 屏 蔽 | 部 位 | |
1 | 高 压 | 低 压 | —— | C1+C13 | 高 压 | 低 压 | 中 压 | C1+C13 |
2 | 高 压 | —— | 低 压 | C1 | 高 压 | —— | 中、低压 | C1 |
3 | 低 压 | 高 压 | —— | C1+C13 | 中 压 | 高 压 | 低 压 | C2+C12 |
4 | 低 压 | —— | 高 压 | C3 | 中 压 | —— | 高、低压 | C2 |
5 | 低 压 | 中 压 | 高 压 | C3+C23 | ||||
6 | 低 压 | —— | 高、中压 | C3 | ||||
7 | 高、中、低压 | —— | —— | C1+C2+C3 |
2、ZC-221介质损耗测试仪的读数是tanδ和电容C,而M型试验器的读数为“mVA”和“mW”数,tanδ即为mW/mVA;C=mVA/V2ω=0.51mVA(PF)
3、测量tanδ用ZC-221介质损耗测试仪和M型试验器时,都要注意周围的电场和磁场的干扰,可用倒相法或移相法进行消除。我国已有新型的介质损耗测试仪生产,如GWS-1型光导微机介损测试仪,P5026M型支流电桥等,引入了抗干扰系统,提高了测试准确度。
4、不同温度下的测得值应换算到同一温度,进行比较。
1、实例1-1 油质不良
某电厂一台变压器,31.5MVA,66kV。在预试中用M型试验器测tanδ,测得数据见表1-3。
测试时间 | 绕 组 | tanδ(%) | 备 注 |
安 装 后 | 高 压 | 0.785 | <0.8%合格 |
低 压 | 0.725 | ||
预 试 | 高 压 | 1.0 | 高压不合格,>0.8% |
低 压 | 0.725 |
检查结果是油质不良,换油后测tanδ(%),高压为0.05%、低压为0.435%,合格。
2、实例1-2 温度换算
某变电所变压器,315MVA,66kV。在预试时用ZC-221介质损耗测试仪测tanδ(%),测得数据见表1-4。
绕 组 | tanδ(%) | 测量温度 |
高 压 | 1.05 | 18℃ |
低 压 | 1.12 |
将tanδ换算到20℃,tanδ20℃=tanδ18℃×1.3(20-18)/10=1.05×1.31/5=1.107%,大于规定的0.8%。
判断为受潮,经干燥后再测时,均小于0.8%,合格。
3、实例1-3 分解试验(绕组和套管分开测试)
某变电所一台双绕组变压器,SJL-6300/60型,6300kVA,66kV,由预试结果‘(表1-5)可以看出,高压对低压绕组及地的泄漏电流值高达42μA,较上年测值约增长5倍,但tanδ(%)为0.2%,和上年相同。分解试验后,测高压侧套管的tanδ(%),发现B相tanδ值达5.3%,明显的不合格。
项 别 | 部 位 | 绝缘电阻(MΩ) | 泄露电流(μA) | tanδ(%) | ||
10kV | 40kV | 绕 组 | 高压侧套管 | |||
1979年5月 28℃ |
高压对低压、地 | —— | —— | 8.0 | 0.2 |
O相0.6 A相0.6 |
低压对高压、地 | 5000/3000 | 2.0 | —— | 0.2 |
B相0.6 C相0.6 |
|
1980年6月 28℃ |
高压对低压、地 | 1100/900 | —— | 42.0 | 0.2 |
O相0.6 A相0.6 |
低压对高压、地 | —— | 2.0 | —— | 0.2 |
B相0.6 C相0.6 |
注:使用QS-1型电桥测tanδ。
4、实例1-4 与历年数值比较不应有显著变化
某变电所主变压器,120MVA,220kV。安装时已发现进水受潮但测得的tanδ(%)值却在下降,见表1-6。
测试部位 | 出厂试验(35℃) | 交接试验(36℃) | 进水受潮后(36℃) | |||
CX(PF) | tanδX(%) | CX(PF) | tanδX(%) | CX(PF) | tanδX(%) | |
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可见,虽然tanδ(%)明显下降,而电容CX却增加了2%~2.7%。从数值而言,tanδ(%)值未超过规定的0.8%,但从变化看,进水受潮后减了一半,有了明显的变化。
5、实例1-5 tanδ和低含水量的关系
在《预规》说明中,列出了tanδ(%)和纸含水量的关系曲线,由tanδ(%)值可推断纸的含水量,按含水量标准可推断绝缘受潮程度。经过对一台退役变压器的对照,说明此方法可用。变压器型号为SWDS-180000/242,1973年投运,1986年退役。1980年测tanδ为0.65%,由《预规》说明的公式计算,tanδ为1%,由曲线查得纸含水量为4.2%,此值显然较高。取该变压器围屏和匝绝缘纸质材料测纸质绝缘的聚合度和含水量,见表1-7。
聚合度DP | 含水量% | ||
纸板表面 | 纸板中间 | 匝绝缘 | |
250 | 470 | 225 | 4.3 |
由测试数据可见,实测数值和计算数值基本上是一致的,而DP值已降到250左右,说明已老化。而老化的主要原因是绝缘受潮引起的。
6、实例1-6 消弧线圈一测绕组的tanδ
某电厂一台10.5kV消弧线圈,在预试中测的数据见表1-8。
年 份 | 绝缘电阻(MΩ) | 10kV直流泄露电流(μA) | tanδ(%) |
1993年 | 2500(15℃) | 4 | 0.9(15℃) |
1994年 | 1000(18℃) | 13 | 10.6(18℃) |
按规程要求,20℃时的龟艿对35kV及以下的tanδ不大于1.5%。
1993年的测值为0.9,换算到20℃:时为tanδ20=tanδ15×1.3(20-15)/10=0.9×1.31/2=1.026%<1.5%,合格,但到1994年的测值为10.6,换算到20℃时,tanδ20=tanδ18×1.3(20-18)/10=10.6×1.31/5=11.2%;二者变化为11.2/1.026=10.8倍,由色谱分析及绝缘油分析未见异常,故判断为受潮,决定作干燥处理。