变压器试验技术

　　本书根据变压器试验的有关国家标准及IEC标准结合天威集团保定天威保变电气股份有限公司（原保定变压器厂）多年来在变压器试验方面的实践经验，比较系统地介绍了变压器试验的程序、方法、线路、设备以及近年来变压器最新试验技术，提出了试验过程中应注意的问题和故障诊断分析方法，同时还较为详细地介绍了变压器油的试验技术，并针对变压器安装完后的现场交接试验进行了介绍。另外，还补充介绍了变压器试验的基础知识和冷却装置、分接开关等试验。本书内容充实、全面、先进、实用，可供变压器设计、制造、试验、使用及维修部门从事变压强试验工作的人员阅读。

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前言
第1章变压器试验基础
1.1概述
1.2变压器试验的标准
1.3变压器的试验项目
1.3.1例行试验
1.3.2型式试验
1.3.3特殊试验
1.4试验误差
1.4.1误差的定义
1.4.2按误差规律分类
1.4.3误差的表达
1.4.4误差的处理
1.4.5精密度.正确度和准确度
1.5不确定度和极限误差
1.6测量结果的有效数字
1.6.1数字的修约规则
1.6.2有效数字
第2章电压比测量及联结组标号检定
2.1概述
2.1.1电压比测量的目的
2.1.2电压比的允许偏差
2.2电压比测量
2.2.1测量方法
2.2.2测量线路和测量方法
2.2.3试验例
2.3绕组联结组标号检定
2.3.1绕组联结组
2.3.2绕组联结组标号的测量
第3章绕组直流电阻测量
3.1测量的目的和要求
3.2测量方法
3.2.1电桥法
3.2.2伏-安表法
3.2.3变压器直流电阻测量装置
3.3测量结果计算
3.3.1环境温度下测量结果换算到其他温度
3.3.2相电阻和线电阻的计算
3.3.3线电阻和相电阻的不平衡率
3.4变压器直流电阻测量时的时间常数
3.4.1单相变压器
3.4.2三相三铁心柱变压器,绕组三角形(D)联结
3.4.3三相五铁心柱变压器
3.5测量直流电阻时选用的电流值
3.6缩短测量时间的方法
3.6.1恒流源法
3.6.2减小时间常数法
3.6.3绕组串联法
3.6.4感应电动势法
3.6.5短路另一侧绕组
3.7测量直流电阻的注意事项
3.8电阻测量时的温度测量
3.9变压器电阻测量实例
3.9.1变压器数据
3.9.2试验结果
参考文献
第4章变压器损耗测量及误差
4.1概述
4.1.1空载损耗
4.1.2负载损耗
4.1.3辅机损耗
4.2变压器损耗测量的线路
4.2.1单相变压器损耗测量的线路
4.2.2三相变压器损耗测量的线路,三瓦特表法
4.2.3三相变压器损耗测量的线路,二瓦特表法
4.2.4新型变压器损耗测量的线路
4.3损耗测量及误差
4.3.1损耗的表达式及误差
4.3.2变压器负载损耗测量时的cos
4.4影响损耗测量的各种因素
4.4.1系统误差
4.4.2未定系统误差
4.4.3随机误差
4.5三相试验的二瓦特表法和三瓦特表法
4.5.1二瓦特表法由未定系统误差引起的误差
4.5.2三瓦特表法由未定系统误差引起的误差
4.5.3随机误差的影响
4.5.4随机误差和未定系统误差的合成不确定度
4.6新型损耗测量系统
4.6.1系统构成
4.6.2标准测量系统的功率测量的不确定度
4.6.3新型损耗测量系统和标准损耗测量系统在现场损耗测量的对比试验结果
4.6.4变压器测试系统
参考文献
第5章空载试验
5.1概述
5.2空载试验的程序
5.3变压器的空载损耗和空载电流
5.3.1空载损耗
5.3.2空载电流
5.4铁心常用的电工钢带品种
5.5空载试验的方法和线路
5.5.1试验线路
5.5.2空载试验方法
5.6空载试验所用的设备和仪器仪表
5.6.1试验电源
5.6.2中间变压器
5.6.3测量用互感器和仪表
5.7铁心绕临时绕组的试验
5.8非额定条件下的空载试验
5.8.1波形非实际正弦波
5.8.2电压不是额定电压时进行空载试验
5.8.3单相试验
5.9空载试验的不确定度
5.9.1功率因数cos的影响
5.9.2电压表的影响
5.10空载试验实例
5.10.1变压器型式
5.10.2铁心绕临时绕组的空载试验
5.10.3半成品空载试验
5.10.4成品空载试验
5.10.5空载试验结果
5.11空载电流谐波测量
5.11.1三相三柱铁心变压器的空载电流谐波
5.11.2三相五柱铁心变压器的空载电流谐波
参考文献
第6章负载损耗和短路阻抗测量
6.1负载试验概述
6.1.1负载损耗
6.1.2短路阻抗
6.2负载损耗和短路阻抗的测量
6.2.1试验线路
6.2.2负载试验的方法
6.2.3负载损耗的测量结果
6.2.4负载损耗校正到参考温度
6.2.5短路阻抗试验结果的计算
6.3非额定条件下负载损耗和短路阻抗的测量
6.3.1非额定电流条件下负载损耗和短路阻抗的测量
6.3.2非额定频率条件下负载损耗和短路阻抗的测量
6.3.3三相变压器的单相负载损耗和短路阻抗的测量
6.4负载损耗和短路阻抗测量应2注意的问题
6.4.1正确选择试验电源容量
6.4.2负载损耗和短路阻抗测量试验时的功率因数cos
6.4.3负载损耗和短路阻抗测量持续时间
6.4.4负载损耗和短路阻抗测量使用的短路连接线
6.5试验实例
6.5.1三绕组变压器
6.5.2自耦变压器
6.5.3分裂变压器负载损耗和短路阻抗的测量
第7章绝缘特性测量
7.1绝缘特性测量的目的和意义
7.2绝缘电阻及介质的吸收现象
7.2.1物理现象
7.2.2绝缘电阻
7.2.3吸收比.极化指数
7.2.4绝缘电阻.吸收比.极化指数的试验方法及试验用仪器仪表
7.2.5绝缘电阻测量时的注意事项
7.2.6绝缘电阻试验结果的判定
7.3介质损耗因数(tanδ)试验
7.3.1绝缘介质损耗因数特性
7.3.2tanδ——电压特性
7.3.3tanδ——温度特性
7.3.4tanδ测定使用的仪器及试验方法
7.3.5测量注意事项
第8章变压器的绝缘结构
8.1概述
8.2变压器上的作用电压
8.2.1变压器上的作用电压的种类
8.2.2外部过电压(冲击电压)的波形
8.2.3内部过电压的波形
8.2.4变压器绕组的绝缘水平
8.3变压器中电场的基本类型及绝缘分类
8.3.1概述
8.3.2变压器内部绝缘结构
8.3.3变压器外部绝缘
8.4电力变压器使用的主要材料及其在各种电场下的特性
8.4.1变压器油
8.4.2绝缘纸和绝缘纸板
8.5变压器中的基本绝缘结构
8.5.1变压器绕组间的主绝缘结构
8.5.2变压器绕组的纵绝缘
8.5.3用计算机计算绕组的波过程
8.5.4改善冲击电压分布的几种方法
8.5.5变压器的端绝缘结构
8.5.6变压器的引线绝缘
参考文献
第9章外施耐压试验
9.1概述
9.2试验设备
9.2.1试验变压器
9.2.2试验电源
9.2.3工频耐压试验时的保护装置
9.2.4工频耐压试验中的电压测量装置
9.3变压器工频耐压试验
9.3.1试验接线
9.3.2试验注意事项
9.3.3外施耐压试验结果的判断
9.4试验实例
9.4.1试验变压器及电源选择
9.4.2测量及仪表
9.4.3无功补偿
9.4.4试验线路
9.4.5试验操作
第10章感应耐压试验
10.1概述
10.2试验要求
10.3感应耐压试验方法
10.3.1全绝缘变压器
10.3.2分级绝缘变压器
10.4感应耐压试验设备
10.4.1试验电源
10.4.2中间变压器
10.4.3支撑变压器
10.5感应耐压试验应注意的几个问题
10.5.1试验准备及监测
10.5.2同步发电机的自励磁现象
10.5.3试验电压的测量
10.5.4试验结果的判定
10.6实例与分析
参考文献
第11章局部放电测量
11.1概述
11.2局部放电有关基本概念和基本理论
11.2.1局部放电的表征参数及其相互关系
11.2.2局部放电测量方法
11.3变压器局部放电的特点
11.3.1变压器中产生局部放电的几种典型结构及因素
11.3.2放电脉冲在变压器绕组中的传播特性
11.4变压器局部放电的测量
11.4.1试验方法及标准
11.4.2测试回路
11.4.3放电量的校准方法
11.4.4校准脉冲参数对定量校准的影响
11.5国内外几种常用的局部放电测试仪
11.6变压器局部放电测量中的抗干扰措施
11.6.1试验室的屏蔽
11.6.2变压器高压线端的屏蔽
11.7变压器局部放电定位方法
11.7.1电气定位法
11.7.2超声波定位法
11.8局部放电测量中应注意的几个问题
11.8.1高压套管内部放电
11.8.2局部放电测试仪频带宽度的选择
11.8.3注意事项
11.9局部放电测量实例
参考文献
第12章雷电冲击电压试验及低电压冲击测量
12.1概述
12.2冲击电压发生器
12.2.1标准冲击电压波形
12.2.2冲击电压发生器的工作原理
12.2.3截波电压的产生
12.2.4冲击电压发生器实例
12.3冲击电压测量技术
12.3.1利用球间隙测量冲击电压
12.3.2冲击分压器测量系统
12.3.3使用电场探头测量冲击电压
12.3.4冲击电压数字测量技术
12.4变压器冲击试验
12.4.1冲击试验方法
12.4.2冲击试验故障判断原理及方法
12.4.3冲击试验的典型示伤波形
12.4.4变压器冲击试验实例
12.5低电压冲击测量
12.5.1低电压冲击波发生器
12.5.2测量仪器
12.5.3测量实例
参考文献
第13章操作冲击电压试验
13.1概述
13.2操作冲击电压波形
13.3操作冲击电压波形的产生
13.3.1利用冲击电压发生器产生操作冲击电压
13.3.2利用冲击电压发生器产生操作冲击电压
13.4操作冲击电压波形参数的确定
13.4.1变压器等效参数的确定
13.4.2利用冲击电压发生器产生操作冲击电压的参数估算
13.4.3利用变压器操作冲击电压的参数估算
13.5变压器操作冲击试验
13.5.1操作冲击试验线路及方法
13.5.2操作冲击试验的故障诊断
13.5.3操作冲击试验实例
参考文献
第14章无线电干扰测量
14.1概述
14.2无线电干扰
14.2.1无线电干扰的主要来源
14.2.2无线电干扰的性质
14.2.3无线电干扰的传播途径
14.3测量仪器原理及要求
14.3.1干扰测量仪的工作原理
14.3.2对测量仪的技术要求
14.4变压器无线电干扰测量
14.4.1无线电干扰测量原理及线路
14.4.2试品无线电干扰水平的确定
14.4.3利用“直接校对定度法”确定试品的干扰水平
参考文献
第15章变压器油试验
15.1变压器油基础知识
15.1.1变压器油的化学组成
15.1.2变压器油和变压器的密切关系
15.1.3变压器油试验的意义及质量指标.试验方法
15.2取样
15.2.1取样方法的重要性
15.2.2取样基本要求
15.2.3取样操作
15.3密度
15.3.1概述
15.3.2测试仪器
15.3.3测试操作
15.3.4极低.极高温度下油密度的测试
15.4运动粘度
15.4.1概述
15.4.2测试仪器与所需材料
15.4.3测试操作
15.5凝点和倾点
15.5.1概述
15.5.2凝点测试仪器与冷却剂
15.5.3凝点测试操作
15.5.4倾点测试和凝点测试的异同
15.6闪点
15.6.1概述
15.6.2测试仪器
15.6.3测试操作
15.7水溶性酸或碱
15.7.1概述
15.7.2水溶性酸碱定性测定法
15.7.3pH值比色测定法
15.8酸值
15.8.1概述
15.8.2标准氢氧化钾乙醇溶液的配制
15.8.3指示剂法
15.8.4电位滴定法
15.8.5快速测定法简介
15.9腐蚀性硫
15.9.1概述
15.9.2测试方法
15.10界面张力
15.10.1概述
15.10.2测试仪器
15.10.3测试操作
15.11抗氧化安定性
15.11.1概述
15.11.2测试仪器和材料
15.11.3氧化老化过程
15.11.4沉淀物测定操作
15.11.5酸值测定操作
15.12含水量
15.12.1概述
15.12.2测试原理和仪器
15.12.3测试操作
15.13含气量
15.13.1概述
15.13.2真空盐水法
15.13.3二氧化碳洗脱法
15.14击穿电压
15.14.1概述
15.14.2测试仪器和条件
15.14.3测试操作
15.15介质损耗因数(tanδ)
15.15.1概述
15.15.2测试仪器
15.15.3测试操作
15.16油中溶解气体组分分析
15.16.1概述
15.16.2脱气方法
15.16.3色谱仪
15.16.4计算方法
15.16.5测试操作
15.16.6变压器故障诊断方法
15.17非国标项目
15.17.1体积电阻率
15.17.2析气性
15.17.3杂质颗粒含量
15.17.4油流带电度
参考文献
第16章温升试验
16.1概述
16.1.1油浸式电力变压器的温升限值
16.1.2干式电力变压器的温升限值
16.2变压器的发热和冷却
16.2.1变压器的发热过程
16.2.2变压器的发热和冷却
16.3温升试验
16.3.1直接负载法
16.3.2相互负载法
16.3.3循环电流法
16.3.4零序电流法
16.3.5短路法
16.4温度测量
16.4.1变压器油顶层温度测量
16.4.2变压器油的平均温度
16.4.3冷却介质温度测量
16.4.4绕组温度测量
16.5温升试验结果的计算
16.5.1电源切断瞬间绕组的温度
16.5.2传统的图解外推法
16.5.3确定绕组内油平均温升和绕组温升的另一种方法
16.5.4油平均温升变化的修正
16.5.5非标准试验状态的校正
16.6温升试验电源容量补偿和中间变压器
16.6.1电源容量计算
16.6.2电源补偿及中间变压器
16.7变压器局部温度测量
16.7.1变压器绕组温度测量
16.7.2溅相外部的局部温度测量
16.7.3变压器油的色谱分析
16.8温升试验实例
16.8.1变压器规格
16.8.2试验方案
16.8.3试验
16.8.4试验数据计算
参考文献
第17章变压器声级测定
17.1概述
17.2有关噪声的几个基本概念
17.2.1噪声
17.2.2声压.声强.声功率
17.2.3声压级.声强级.声功率级
17.2.4响度级和等响度曲线
17.2.5声级
17.3变压器噪声的来源
17.3.1变压器本体器噪声
17.3.2冷却装置的噪声
17.4变压器声级测量方法
17.4.1声压测量法
17.4.2IEC60076-10修订稿和GB7328-87的不同之处
17.4.3声强测量法
17.4.4声功率级的计算
17.5声压法测定变压器声级实例
17.5.1变压器运行条件
17.5.2测量位置
17.5.3测量仪器
17.5.4测量结果
17.5.5测量环境校正值K的确定
17.5.6声级计算
参考文献
第18章短路试验
18.1概述
18.2变压器绕组受力情况及短路过渡过程
18.2.1变压器绕组受力情况
18.2.2短路过渡过程
18.3试验标准及要求
18.3.1对称短路电流
18.3.2对称短路电流的持续时间
18.3.3最高平均温度的最大允许值
18.3.4短路电流峰值
18.4短路试验方法
18.4.1变压器短路试验条件
18.4.2短路试验线路
18.4.3双绕组变压器的短路试验
18.4.4三绕组及自耦变压器的短路试验
18.5试验结果判断
18.5.1GB1094.5-85中规定的方法
18.5.2低压脉冲法(LVI法)和频率响应分析法(FRA法)
18.6提高变压器承受短路能力的措施
18.7试验实例
参考文献
第19章油流带电测量
19.1概述
19.2变压器油流带电的测量方法
19.2.1长时间空载试验
19.2.2油流静电试验
19.2.3转动油泵时的局部放电测量
19.3试验实例
19.3.1产品型号
19.3.2油流带电试验
第20章冷却装置试验
20.1概述
20.2片式散热器
20.2.1型式及规格
20.2.2型号编制
20.2.3试验方法及要求
20.3
20.3.1型式及规格
20.3.2型号编制
20.3.3试验方法及要求
20.4强迫油循环水冷却器
20.4.1型式及规格
20.4.2型号编制
20.4.3试验方法及要求
20.5强迫油循环风冷却器冷却容量和油路压降试验实例
20.5.1冷却容量测量
20.5.2油路压降测量
20.6风扇电动机和油泵电动机汲取功率测量
20.6.1风扇电动机汲取功率测量
20.6.2油泵电动机汲取功率测量
参考文献
第21章分接开关试验
21.1分接开关的额定值
21.1.1无励磁分接开关的额定值
21.1.2有载分接开关的额定特性
21.1.3分接开关的技术要求
21.1.4无励磁分接开关绝缘试验
21.1.5有载分接开关绝缘试验
21.1.6无励磁分接开关的密封试验
21.1.7有载分接开关的压力及真空试验
21.1.8有载开关机械试验
21.1.9电动机构试验
21.1.10有载分接开关的切换试验
21.1.11顺序试验
21.2触头压力测量
21.3触头接触电阻的物理现象
21.3.1接触电阻的物理现象
21.3.2接触电阻的测量
21.4转动力矩测量
21.4.1转动力矩的要求
21.4.2转动力矩的测量
21.5绝缘耐压试验
21.5.1分接开关绝缘试验的一般要求
21.5.2工频耐压试验
21.5.3冲击耐受电压试验
21.5.4操作冲击电压试验
21.6局部放电测量
21.7密封试验
21.7.1油压密封试验
21.7.2有载分接开关油室氟里昂气体试验法
21.8短路电流试验
21.8.1试验要求
21.8.2试验线路
21.8.3线路计算实例
21.8.4短路电流的试验方法
21.9温升试验
21.9.1温升试验的一般条件
21.9.2温升试验
21.10有载开关的切换试验
21.10.1工作负载切换试验
21.10.2开断容量试验
21.10.3试验的主回路
21.11过渡阻抗试验
21.11.1装在开关中按产品使用情况试验
21.11.2脉冲电流法
21.12顺序试验
21.12.1分接开关触头动作顺序测量
21.12.2切换开关触头切换程序测量
21.13机械寿命试验
21.13.1无励磁分接开关
21.13.2有载分接开关
21.14有载分接开关低温试验
参考文献
第22章三相变压器零序阻抗测量
22.1概述
22.2三相系统的对称分量
22.3变压器的阻抗
22.3.1三相变压器的正序阻抗和负序阻抗
22.3.2三相变压器的零序阻抗
22.4零序阻抗的测量
22.4.1Yyn联结变压器的零序阻抗试验
22.4.2YNd联结变压器的零序阻抗测量
22.5试验实例
22.5.1绕组YNd联结,三相三柱铁心变压器
22.5.2绕组YNynd联结,三相三柱铁心变压器
22.5.3绕组YNd联结,三相五柱铁心变压器
22.5.4绕组YNynd联结,三相五柱铁心变压器
第23章变压器安装后的交接试验
23.1交接试验的目的和项目
23.1.1交接试验的目的
23.1.2交接验收试验项目
23.1.3交接试验的程序
23.2绕组直流电阻测定
23.2.1测定绕组直流电阻的目的
23.2.2现场测定绕组直流电阻的方法
23.2.3现场测量绕组直流电阻时的注意事项
23.3绝缘电阻测量
23.3.1绝缘电阻含义及用途
23.3.2绝缘电阻的定义及测量方法
23.3.3吸收比的含义及功能
23.3.4极化指数的含义及功能
23.4测量介质损耗
23.4.1介质损耗的表征及测量方法
23.4.2测量绕组连同套管的tanδ
23.4.3测量电容式套管的tanδ
23.4.4测量变压器油的tanδ
23.5绝缘耐压试验
23.5.1绝缘耐压试验的内容和作用
23.5.2绕组连同套管的交流耐压试验
23.5.3绕组连同套管的局部放电试验
23.6运行电压性能的检测
23.6.1运行电压性能的含义及检测
23.6.2检查所有分接头的电压比
23.6.3检查三相变压器的联结组别和单相变压器引出线的极性
23.6.4检查相位
23.7非纯瓷套管的试验
23.7.1非纯瓷套管的类型及试验项目
23.7.2试验方法和要求
23.8变压器油试验
23.8.1变压器油的试验项目
23.8.1变压器油的试验方法
23.9有载分接开关的检查和试验
23.9.1检查和试验项目
23.9.2切换装置可靠性检验
23.9.3有载分接开关整体功能的可靠性
23.9.4控制系统的可靠性
23.10额定电压下的冲击合闸试验
23.10.1冲击合闸试验的目的
23.10.2冲击合闸试验的方法
23.10.3对冲击合闸试验的几点看法
23.11声级测量
参考文献