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變壓器繞組的tgδ測量方法

閱讀次數:次    發布時間:2014-9-1 13:55:10

 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。

表1-1 西林測tgδ次數及部位
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。

表1-2 M型試驗器測tgδ次數和部位
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。

表1-3 tgδ測試值(20℃時)
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。

表1-4 tgδ測試值(18℃時)
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。

表1-5 絕緣電阻、泄漏電流,tgδ測試值
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。

表1-6 tgδ測試值
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。

表1-7 紙聚合度和含水量
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。

表1-8 絕緣電阻、泄漏電流tgδ測試值
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。

來源:研創高科

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