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变压器绕组的tgδ测量方法

时间:2018-08-08 10:42:00        阅读:200
文章标题:变压器绕组的tgδ测量方法关  键 词:变压器绕组,tgδ,介质损耗,测量方法概      述: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。

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。

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、ZC-221介质损耗测试仪的读数是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。

二、实例说明

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ZC-221介质损耗测试仪测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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