变压器不拆高压引线下测试介质损耗因数及电容量的方法

摘要

本发明涉及一种变压器不拆高压引线下测试介质损耗因数及电容量的方法,变压器三侧导线接入后，导线基本上接入了避雷器、电容式电压互感器、绝缘子串、导线的支撑绝缘子等附属设备，本发明将附属设备所带来的附属电容值和介损值，单独测量出来。然后在不拆引线时，测试的数据，通过计算，换算成变压器最真实的数据，可以跟原始数据进行比对，从而判断变压器是否状态正常。通过不拆引线进行测试，降低了作业风险，预控感应电。

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器不拆高压引线下测试介质损耗因数及电容量的方法。

背景技术

因为三侧导线接入后，导线基本上接入了避雷器、电容式电压互感器、绝缘子串、导线的支撑绝缘子等附属设备（以下简称附属电容值），这些附属设备将通过导线与变压器相连，从而对试验数据造成极大的影响。

方案1：目前针对变压器常用的例行试验的方法是将变压器各侧的连线拆除，然后对变压器的各项数据进行常规测量，具体参照国家电网公司企业标准，Q /GDW1168 —2013，输变电设备状态检修试验规程,试验项目测量宜在顶层油温低于50℃且高于零度时进行，测量时记录顶层油温和空气相对湿度，非测量绕组及外壳接地，必要时分别测量被测绕组对地、被测绕组对其它绕组的绝缘介质损耗因数。测量方法可参考DL/T 474.3 现场绝缘试验实施导则，针对双绕组变压器需要测试低压绕组-高压绕组及地（以下简称LV-MV、地），高压绕组-低压绕组及地（以下简称HV-LV、G），高压和低压绕组-对外壳（以下简称LVMV-地）,针对三绕组变压器需要测试低压对高压、中压及地，中压对高压、低压及地，高压对中压、低压及地，高压和中压、高压、中压和低压对地。其中自耦变相当于双绕组，具体见表1。

现场试验过程中，拆装引线的过程危险性高、费工费时、设备易被损坏，高空作业需要特种作业车辆，作业垂直高度500Kv等级变压器高达12m，1000Kv等级变压器高达18m。

方案2： CN101354418 B 中公开了一种电力变压器不拆线试验方法。 该方法要求在变压器投运前在不接各侧引线的情况下测出一组“原始数据”，接上侧引线后测量一组“基础数据”，运行后再依次测得变压器铁芯、夹件、各绕组连同套管的绝缘电阻，以及套管连同绕组的漏电电流、套管连同线圈的介质损耗因数及电容值。

方案3：CN 102735959 A中公开了一种超高压线路电力变压器不拆线试验方法。该方法要求，测量变压器投运前变压器铁芯、夹件、各绕组与套管的之间的绝缘电阻，以及套管、各绕组的漏电电流、介质损耗因数及电容值，并以此作为“原始数据”，连接变压器各侧线以后，再次测量以上数据，作为“基础数据”；

测量各绕组的有功电流 Ip、无功电流 Ik 及介质损耗因数 tanδ ：采用正接法的西林电桥，分别向高中压绕组施加电压，测量低压绕组、铁芯、夹件中通过的有功电流 Ip1 与无功电流 Ik1，向低压绕组施加电压，测量高中压绕组、铁芯、夹件中通过的有功电流 Ip2 与无功电流 Ik2，向高中压、低压绕组施加电压，测量铁芯、夹件中通过的有功电流 Ip3 与无功电流 Ik3，得到三组数据，根据公式 ：

；

从而计算各组数据中有功电流 Ip与无功电流 Ik之间的比值，分别得到高中压绕组对低压绕组、铁芯及夹件的介质损耗因数 tanδ1、低压绕组对高中压绕组、铁芯及夹件的介质损耗因数 tanδ2、高中低压绕组对铁芯及夹件的介质损耗因数 tanδ3 作为“测量数据”中介质损耗因数 ；分析介质损耗因数 tanδ ：将“测量数据”的介质损耗因数 tanδ1、tanδ2、tanδ3 与“原始数据”中对应的介质损耗因数比较，当二者差异量的绝对值小于等于“原始数据”中对应的介质损耗因数的 5% 时，则介质损耗因数正常，当二者差异量的绝对值大于“原始数据”中对应的介质损耗因数的 5% 时，进行故障排查 ；

方案4：国家电网公司企业标准《Q/GDW 11086—2013 》变电设备不拆高压引线试验导则中,针对变压器绕组介质损耗因数及电容量的试验项目，试验条件是是以，变压器（以三相 500Kv 自耦变压器为例）拆除中性点引线、 低压绕组引线，拆除铁芯及夹件接地线，高压侧及中压侧接地刀闸置于分位。其中测试项目包含了低压绕组绕组/高压绕组、中压绕组及地（以下简称LV-HV、MV、地），高压绕组、中压绕组/低压绕组（以下简称HV、MV-LV）和高压绕组、中压绕组、低压绕组/铁芯、夹件（以下简称HV、MV、LV-铁芯、夹件）。

方案1中：因变压器的外壳直接接地，所以现场测量时采用交流电桥反接法(或用M型介质试验器)进行。为避免绕组电感和激磁损耗给测量带来的误差，试验时需将测量绕组各相短路，非测量绕组各相短路接地(用M型介质试验器时接屏蔽)。电力变压器试验接线如表1所示。

表1 电力变压器试验接线

注：表中4和5两项只对16000KvA及以上的变压器进行测定。试验时，高、中、低三绕组两端都应短接。

方案一是电力行业标准，是最能测试绕组连同套管介质损耗因数及电容量的测试方法，但是现场中的变压器若将三侧引线拆除后，进行的项目就是我们规程要求的。但是现场如果三侧引线均未拆除，该方案是无法在现场进行试验的。

方案2公开了一种电力变压器不拆线试验方法，进行套管连同线圈的介损及电容值测量时，对于高电压等级的变压器如110Kv及以上，在进行套管连同线圈的介损及电容值测量时，将变压器各侧的避雷器拆除，10Kv避雷器从引线拆除，35Kv及以上避雷器从避雷器底座与地相短接处拆开。

方案2的判断标准为，该方法要求在变压器投运前在不接各侧引线的情况下测出一组“原始数据”，接上各侧引线后再测出一组数据作为“基础数据”、在不拆除变压器与其他设备相连的引线情况下，将现场试验的数据作为“第1现场数据”，和“基础数据“进行比对，如果“基础数据”和“现场数据”无异常，则判断变压器运行正常，如果出现异常，则进行拆除三侧引线，测试一组现场数据，称为“第2现场数据”，将“第2现场数据”和“原始数据“进行比对，”，如果出现异常，则判断变压器数据异常。

此方案中，未对“基础数据”和“原始数据”的差异性进行明确和测量。

方案3是中分析了介质损耗因数 tanδ ，将“测量数据”的介质损耗因数tanδ1、tanδ2、tanδ3 与“原始数据”中对应的介质损耗因数比较，当二者差异量的绝对值小于等于“原始数据”中对应的介质损耗因数的 5% 时，则介质损耗因数正常，当二者差异量的绝对值大于“原始数据”中对应的介质损耗因数的 5% 时，进行故障排查 ；其中明确“基础数据”和“原始数据”差异性认定为5%。该5%的阀值是经验值，与实际情况不相符。

方案4是国家电网公司企业标准《Q/GDW 11086—2013 》变电设备不拆高压引线试验导则，因为无法，区分三侧引线，及其附属设备造成的影响，故采用替代的方法，进行相关试验。

按照 CN101354418 B 中公开的常规不拆引线试验方法，难以进行 500Kv 及以上超高压线路电力变压器的不拆线试验。

从以上情况来看，方案1是最能准确进行测试变压器的相关试验，但是因为三侧导线接入后，导线基本上接入了避雷器、电容式电压互感器、导线、绝缘子串、导线的支撑绝缘子等附属设备（以下简称附属电容值），这些附属设备对利用常规方法进行试验时，对试验数据造成了极大的影响，给判定变压器正常与否造成极大的困难。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种变压器不拆高压引线下测试介质损耗因数及电容量的方法，通过不拆引线进行测试，降低了作业风险，预控感应电。

本发明解决技术问题所采用的方案是：一种变压器不拆高压引线下测试介质损耗因数及电容量的方法，包括以下步骤：

步骤S1：拆除变压器500Kv侧套管与500Kv侧导线连接的导线，并将其分开，使得两者位置拉开至大于1m的位置，该位置记为HV1；现场拆开500Kv侧避雷器底座导体与泄漏电流表的连接处M1；

步骤S2：将介质损耗测试仪的高压线HV接上500Kv侧避雷器顶部均压环A0上，并且将500Kv侧电压互感器的第一节与第二节法兰交叉处，记为A1，将500KV侧电压互感器的第二节与第三节法兰交叉处，记为A2，将M1与A2短接后，接入介质损耗测试仪的Cx端；

步骤S3：断开现场500Kv侧接地刀闸后，操作介质损耗测试仪，分别采用正接线法，加压10Kv测试，获取数据电容值C1和介损值tanδ1；采用反接M法，加压10Kv测试，获取数据电容值C2和介损值tanδ2以及电容值C3和介损值tanδ3；合上上述500Kv侧接地刀闸；

步骤S4：拆除变压器200Kv侧套管与220Kv侧导线连接的部分，并将其分开，使得两者大于1m的位置，该位置记MV1点；现场拆开220Kv侧避雷器底座导体与泄漏电流表的连接处M2；

步骤S5：将介质损耗测试仪的高压线HV接上220Kv侧的避雷器上的均压环B0上，将220Kv侧电压互感器的第1节与第2节法兰交叉处记为B1；将M2与B1短接后，接入介损仪的Cx端；

步骤S6：断开现场220Kv侧接地刀闸后，操作介质损耗测试仪，分别采用正接线法，加压10Kv测试，获取电容值C4和介损值tanδ4；采用反接M法，加压10Kv测试，获取电容值C5和介损值tanδ5以及电容值C6和介损值tanδ6；合上现场220Kv侧接地刀闸；

步骤S7：拆除变压器中性点套管引线接线OV1，将HV1与变压器500Kv侧套管相连，将MV1与变压器220Kv侧套管相连，变压器500Kv侧套管与变压器220Kv侧套管和变压器中性点套管通过导线HMO短接；拆除低压绕组套管引线接线，并将低压套管间通过导线LV短接；将M1与A2通过第一导线短接接地，以及将M2与B1通过第二导线短接接地；

步骤S8：将介质损耗测试仪的高压线HV与导线HMO连接，将导线LV通过第三导线接地，现场断开500Kv侧接地刀闸和220Kv侧接地刀闸后，操作介质损耗测试仪，采用反接线，加压10Kv测试，获取数据电容值C7和介损值tanδ7；合上500Kv侧接地刀闸和220Kv侧接地刀闸，然后拆除第三导线；

步骤S9：将介质损耗测试仪的高压线HV与导线HMO连接，且导线HMO与导线LV通过第四导线短接，现场断开500Kv侧接地刀闸和220Kv侧接地刀闸后，操作介损测试仪，采用反接线，加压10Kv测试，获取数据电容值C8和介损值tanδ8；合上500Kv侧接地刀闸和220Kv侧接地刀闸，然后拆除第四导线；

步骤S10：将介质损耗测试仪高压线HV与导线LV连接，将导线HMO通过第五导线短接接地，操作介质损耗测试仪，采用反接线，加压10Kv测试，获取数据电容值C9和介损值tanδ9；

步骤S11：恢复中性点套管引线接线OV1，拆除导线HMO、导线LV，恢复低压绕组套管引线接线；

步骤S12；获取高压、中压-低压及地的介损值和高压、中压-低压及地的电容值：

，

；

以及高压、中压、低压对地介损值和高压、中压、低压对地的电容值：

，

；

以及低压-高压、中压及地的介损值和电容值：

= tanδ9；

= C9。

进一步的，步骤S3中，如C1=C3，并且tanδ1=tanδ3，则500Kv高压侧避雷器和500Kv电容电压互感器处于正常工作；否则500Kv侧避雷器和500Kv电压互感器存在异常。

在本实施例中，在步骤S6中，若C4=C6，并且tanδ4=tanδ6，则中压侧避雷器和220Kv电压互感器处于正常工作；否则220Kv侧避雷器和220Kv电压互感器存在异常。

在本实施例中，可以按照导线的长度进行预估，其中：导线的介损值为：

，

电容值为。

进一步的，所述导线为变压器三侧导线，包括220Kv侧导线部分、主变间隔侧220Kv导线部分、主变间隔侧500Kv导线部分和500Kv侧导线部分。

进一步的，所述C1和tanδ1、C3和tanδ3、C4和tanδ4、C6和tanδ6、C7和tanδ7、C8和tanδ8、C9和tanδ9分别根据介损测试仪中的Cx端和tanδx的读数读取；所述C2和tanδ2、C5和tanδ5分别根据介损测试仪中的Cg端和tanδg的读数读取。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

（1）通过步骤S1-S6准确测试相关附加值，缩短登高作业的间隔时长，协调试验人员和检修人员配合工序，减少变压器停役时间，增强系统可靠性。

（2）有效的预控现场感应电对人员、设备的伤害。

（3）现场测试时，根据步骤S12获取的测试数据，后期可以进行不拆引线试验，可直接从步骤S7开始，分别将M1与A2利用普通导线短接接入Cx，将M2与B1利用普通导线短接接Cx，采用正接法，单独测试C1，tanδ1和C3，tanδ3。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1为变压器220Kv间隔侧的连线断面图。

图2为变压器主变本体间隔侧的连线断面图。

图3为变压器500Kv间隔侧的连线断面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

为了获取较为准确的数据，现场将变压器的中性点连接线进行拆除，其余的高压侧引线、中压侧引线因为高度较高，无需拆除。

本实施例以三相 500Kv 自耦变压器为例，仅仅需要拆除中性点引线、 因为测试时，涉及带电的部分较多，安全风险高，本实施例考虑将低压绕组引线拆除，同时可以获取准确数据和便于安全管控。

如图1-3所示，本实施例的一种变压器不拆高压引线下测试介质损耗因数及电容量的方法，包括以下步骤：

步骤S1：拆除变压器500kV侧套管与500Kv侧导线连接的导线，并将其分开，使得两者位置拉开至大于1m的位置，该位置记为HV1；现场拆开500Kv侧避雷器底座导体与泄漏电流表的连接处M1；

步骤S2：将介质损耗测试仪的高压线HV接上500Kv侧避雷器顶部均压环A0上，并且将500Kv侧电压互感器的第一节与第二节法兰交叉处，记为A1，将500Kv侧电压互感器的第二节与第三节法兰交叉处，记为A2，将M1与A2短接后，接入介质损耗测试仪的Cx端；

步骤S3：断开现场500Kv侧接地刀闸后，操作介质损耗测试仪，分别采用正接线法，加压10Kv测试，获取数据电容值C1和介损值tanδ1；采用反接M法，加压10Kv测试，获取数据电容值C2和介损值tanδ2以及电容值C3和介损值tanδ3；合上上述500Kv侧接地刀闸；

步骤S4：拆除变压器220kV侧套管与220Kv侧导线连接的部分，并将其分开，使得两者大于1m的位置，该位置记MV1点；现场拆开220Kv侧避雷器底座导体与泄漏电流表的连接处M2；

步骤S5：将介质损耗测试仪的高压线HV接上220Kv侧的避雷器上的均压环B0上，将220Kv侧电压互感器的第1节与第2节法兰交叉处记为B1；将M2与B1短接后，接入介损仪的Cx端；

步骤S6：断开现场220Kv侧接地刀闸后，操作介质损耗测试仪，分别采用正接线法，加压10Kv测试，获取电容值C4和介损值tanδ4；采用反接M法，加压10Kv测试，获取电容值C5和介损值tanδ5以及电容值C6和介损值tanδ6；合上现场220Kv侧接地刀闸；

步骤S7：拆除变压器中性点套管引线接线OV1，将HV1与变压器500kV侧套管相连，将MV1与变压器220kV侧套管相连，变压器500kV侧套管与变压器220kV侧套管和变压器中性点套管通过导线HMO短接；拆除低压绕组套管引线接线，并将低压套管间通过导线LV短接；将M1与A2通过第一导线短接接地，以及将M2与B1通过第二导线短接接地；

步骤S8：将介质损耗测试仪的高压线HV与导线HMO连接，将导线LV通过第三导线接地，现场断开500Kv侧接地刀闸和220Kv侧接地刀闸后，操作介质损耗测试仪，采用反接线，加压10Kv测试，获取数据电容值C7和介损值tanδ7；合上500Kv侧接地刀闸和220Kv侧接地刀闸，然后拆除第三导线；

步骤S9：将介质损耗测试仪的高压线HV与导线HMO连接，且导线HMO与导线LV通过第四导线短接，现场断开500Kv侧接地刀闸和220Kv侧接地刀闸后，操作介损测试仪，采用反接线，加压10Kv测试，获取数据电容值C8和介损值tanδ8；合上500Kv侧接地刀闸和220Kv侧接地刀闸，然后拆除第四导线；

步骤S10：将介质损耗测试仪高压线HV与导线LV连接，将导线HMO通过第五导线短接接地，操作介质损耗测试仪，采用反接线，加压10Kv测试，获取数据电容值C9和介损值tanδ9；

步骤S11：恢复中性点套管引线接线OV1，拆除导线HMO、导线LV，恢复低压绕组套管引线接线；

步骤S12；获取高压、中压-低压及地的介损值和高压、中压-低压及地的电容值：

， （式1）

；

以及高压、中压、低压对地介损值和高压、中压、低压对地的电容值：

， （式2）

；

以及低压-高压、中压及地的介损值和电容值：

= tanδ9；（式3）

= C9。

在本实施例中，步骤S3中，如C1=C3，并且tanδ1=tanδ3，则500Kv高压侧避雷器和500Kv电容电压互感器处于正常工作；否则500Kv侧避雷器和500Kv电压互感器存在异常，需要对500Kv侧避雷器和500Kv电压互感器单体作进一步试验。

在本实施例中，在步骤S6中，若C4=C6，并且tanδ4=tanδ6，则中压侧避雷器和220Kv电压互感器处于正常工作；否则220Kv侧避雷器和220Kv电压互感器存在异常。需要对220Kv侧避雷器和220Kv电压互感器单体作进一步试验。

在本实施例中，可以按照导线的长度进行预估，其中：导线的介损值为：

，（式4）

电容值为。

在本实施例中，所述导线为变压器三侧导线，包括220Kv侧导线部分、主变间隔侧220Kv导线部分、主变间隔侧500Kv导线部分和500Kv侧导线部分，分别为a部分、b部分、c部分和d部分，图1中为a部分，表示220Kv侧导线部分，指的是图1中 LH5C、LH4、LH6C、LH7C、LH8、LH9（包含220Kv侧接地刀闸静触头之间的连接部分）、LH10、M0点之间的连接的导线，其中LH6为C相横跨线与主变进线直接连接的点，A、B相未在图上体现，因为A相为LH5A、LH7A；B相为LH5B、LH7B；C相为LH5C、LH7C。只是LH5A、LH7A、LH5B、LH7B、LH5C、LH7C处于同一个水平面，在截面图上反应不出来。图2中，b部分：主变间隔侧220Kv导线指的是MV1、LM1、LM2、LM3位置上相连的部分的所敷设的导线，其中图2中 LM3与图1 中LM4在电气上相连。c部分：主变间隔侧500Kv导线指的是，HV1、LH1、LH2、LH3点位置上相连的部分的所敷设的导线。图3中，d部分：500Kv侧导线部分为：LH2、LH5、A0，LH3、LH6、LH7、LH8、LH9及500Kv侧接地刀闸的静触头之间的相互连接的所敷设的导线。图3 中LH2与图2中的LH2为重合点，电气相连接。其中220Kv等级所有的导线指的是a部分和b部分；500Kv等级所有的导线指的是，c部分和d部分。所有的导线指的是，220Kv等级所有的导线和500Kv等级所有的导线，即a部分、b部分、c部分和d部分。所述的导线指的都是单相。

同一个变压器500Kv等级、220Kv等级的导线连接如果未出现变动的情况下，可以通过第一个检修周期获取，后续周期通过公式1、公式2、公式4，进行求解，而不需要通过上述步骤中步骤S1和步骤S2，从而实现不拆引线进行试验。

根据上述式（1）、式（2）、式（3）所求得的测试数据，即是不拆高压线的测试数据，可以同上一次拆线或者不拆线的试验数据进行比对，其初值差不大于1%。或者按照程要求：1.330Kv 及以上：≤ 0.005（注意值）；2.110（66）Kv ～ 220Kv ：≤0.008（注意值）；3.35Kv及以下：≤ 0.015（注意值）进行判断，若超标则可判断该变压器存在异常，需要解开导线，单独进行变压器的相关试验进行判断。

在本实施例中，所述C1和tanδ1、C3和tanδ3、C4和tanδ4、C6和tanδ6、C7和tanδ7、C8和tanδ8、C9和tanδ9分别根据介损测试仪中的Cx端和tanδx的读数读取；所述C2和tanδ2、C5和tanδ5分别根据介损测试仪中的Cg端和tanδg的读数读取。

综上所述，本发明提供的一种变压器不拆高压引线下测试介质损耗因数及电容量的方法，缩短登高作业的间隔时长，协调试验人员和检修人员配合工序，减少变压器停役时间，增强系统可靠性。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。