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变压器绕组的tgδ测量方法

阅读次数:次    发布时间:2014-9-1 13:55:10

 测量变压器绕组的介质损耗因数tgδ主要是反映变压器绝缘中的纸绝缘的tgδ,而绝缘电阻则是纸和油两种绝缘的串联值,故用tgδ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。
    一、测量方法
    1、根据单位具体条件可选用西林电桥或M型试验器,用西林电桥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。

表1-1 西林测tgδ次数及部位
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。

表1-2 M型试验器测tgδ次数和部位
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、西林电桥的读数是tgδ和电容C,而M型试验器的读数为“mVA”和“mW”数,tgδ即为mW/mVA;C=mVA/V2ω=0.51mVA(PF)
    3、测量tgδ用西林电桥和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。
    二、实例说明
    1、实例1-1 油质不良
狗万买球     某电厂一台变压器,31.5MVA,66kV。在预试中用M型试验器测tgδ,测得数据见表1-3。

表1-3 tgδ测试值(20℃时)
测试时间
绕    组
tgδ(%)
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tgδ(%),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。在预试时用西林电桥测tgδ(%),测得数据见表1-4。

表1-4 tgδ测试值(18℃时)
绕    组
tgδ(%)
测量温度
高    压
1.05
18℃
低    压
1.12

 将tgδ换算到20℃,tgδ20℃=tgδ18℃×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tgδ(%)为0.2%,和上年相同。分解试验后,测高压侧套管的tgδ(%),发现B相tgδ值达5.3%,明显的不合格。

表1-5 绝缘电阻、泄漏电流,tgδ测试值
项    别
部    位
绝缘电阻(MΩ)
泄露电流(μA)
tgδ(%)
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tgδ。
    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tgδ(%)值却在下降,见表1-6。

表1-6 tgδ测试值
测试部位
出厂试验(35℃)
交接试验(36℃)
进水受潮后(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可见,虽然tgδ(%)明显下降,而电容CX却增加了2%~2.7%。从数值而言,tgδ(%)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 tgδ和低含水量的关系
    在《预规》说明中,列出了tgδ(%)和纸含水量的关系曲线,由tgδ(%)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tgδ为0.65%,由《预规》说明的公式计算,tgδ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。

表1-7 纸聚合度和含水量
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tgδ
    某电厂一台10.5kV消弧线圈,在预试中测的数据见表1-8。

表1-8 绝缘电阻、泄漏电流tgδ测试值
年    份
绝缘电阻(MΩ)
10kV直流泄露电流(μA)
tgδ(%)
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tgδ不大于1.5%。
    1993年的测值为0.9,换算到20℃:时为tgδ20=tgδ15×1.3(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,tgδ20=tgδ18×1.3(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。

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