电力变压器试验项目有哪些？

电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置，不仅能升高电压把电能送到用电地区，还能把电压降低，以满足联网和用电的需要。

变压器由绕在同一铁芯上的两个或两个以上线圈组成，线圈之间通过交变磁场联系，应用电磁感应原理工作。

变压器的试验项目及工序要求、危险点及安全措施见表1和表2。

表1-变压器试验项目及工序要求

表2-变压器试验危险点及安全措施

一、特性类试验

1.1 绕组直流电阻测试

(1)测试目的

在变压器的所有试验项目中是一项较为方便而有效的考核绕组纵绝缘和电流回路连接状况的试验，它能够检查出绕组匝间短路、绕组断股、绕组接头焊接不良、引出线断裂、分接开关接触不良等缺陷，也是判断各相绕组电阻是否平衡、调压开关挡位是否正确的有效手段。变压器的绕组直流电阻试验是变压器在交接、大修和改变分接开关后必不可少的试验项目，也是故障后的重要检查项目。

(2)测试方法及要求

①测量位置：按照出厂试验测量位置进行，全部绕组、各挡位均需进行此试验。

②试验仪器：变压器直流电阻测试仪。

试验仪器相关要求：

a.使用与试验仪器配套的直流电阻测试线，且电压线与电流线必须分开。

b.使用6mm2及以上的电源，且满足一机一闸一保护的安全要求。

c.测试仪精度不得低于0.2级。

③试验方法：按照图1所示进行接线，依据被试绕组电阻值和测试仪输出电流进行选择，选取适合的试验电流。注意：一般不超过10A，以防止剩磁过大而影响其余试验项目准确性。待测试电流升至试验电流值且稳定后，读取稳定的电阻值并做记录。测试完成后，将测试仪复位，待放电完成，关闭测试仪，拆除试验接线，进行下一绕组测量。对于采用有载分接开关调节挡位的变压器，测试仪可以不复位持续测量全部挡位，采用无载分接开关调节挡位的变压器，必须在测试仪复位放电后更换挡位再测量，否则会损坏试验仪器。

图1-变压器绕组直流电阻测量接线

④试验要求：

a.必须使用直接测量法，严禁使用助磁法、三相同测法等。

b.非被试绕组必须悬空。

c.实测值必须按照出厂值测试温度进行折算后与出厂值进行比较，差别不应超过2%；换算公式为R2=R1(T+t2)/(T+t1)，式中R1、R2分别为温度t1、t2时的电阻值；T为电阻温度常数，铜导线取235，铝导线取225。

d.三相绕组之间不平衡率必须进行计算，计算结果符合规程要求。

e. 规程要求：

●1.6MVA以上变压器，各相绕组电阻相互间的差别不应大于三相平均值的2%，无中性点引出的绕组，线间差别不应大于三相平均值的1%。

●1.6MVA 及以下变压器，相间差别一般不大于三相平均值的4%，线间差别一般不大于三相平均值的2%。

●与以前相同部位测得值比较，其变化不应大于2%。

(3)注意事项

①在测试过程中，测试仪显示直阻测量值严重波动，原因如下：

一是变压器铁芯中存在剩磁，可以对变压器进行消磁试验后再测量，或者将变压器全部绕 组短路接地持续半小时以上再进行测试。二是被试变压器周围有运行设备，运行设备与被试变 压器之间存在相互感应或空间电位分布，可以在被试变压器各侧绕组选取一点进行接地处理，消除影响。

②测试完成后一定要先复位再拆除测试线，如果未复位或复位不彻底，在拆除测试线时会伤及试验人员、损坏测试仪。变压器直流电阻测试仪复位需要一定时间，若出现明显复位时间短的情况，禁止拆除测试线或关闭测试仪电源，可以采用再次测量，待测量电流稳定后再次复位的方法。

③对于无载分接变压器，应在定挡后（定挡时间一般为投运前数日）重新测量三相直流电阻，测试结果符合规程要求。

2、电压比及极性测试

(1)测试目的

变压器联结组别即电压比和极性，是变压器并联运行的重要条件。电压比一般按线电压计算，是变压器的一个重要的性能指标，测量变压器电压比与极性目的：一是检查是否与铭牌相符，以保证对电压的正确变换；二是检查分接开关位置是否正确；三是在变压器发生故障后，通过测量变比来检查绕组是否存在匝间短路。

(2)测试方法及要求

①测量位置：对于两绕组变压器，应进行高压绕组对低压绕组测试；对于三绕组变压器（包括500kV自耦式变压器），应进行高压绕组对中压绕组、高压绕组对低压绕组、中压绕组对低压绕组测试。

②试验仪器：变压器变比测试仪。

试验仪器相关要求：

a.试验仪器具备三相同时测试和单相测试功能。

b.使用6mm2及以上的电源，且满足一机一闸一保护的安全要求。

③试验方法：按照图2所示进行接线，依据被试变压器的铭牌设置试验参数，以上工作准备好后直接测量即可。

图2-变压器电压比及极性测试接线

④试验要求：

a.电压比测试结果满足规程要求；联结组别与变压器铭牌相符。

b.规程要求：

●额定分接电压比误差不应大于0.5%。

●其他分接电压比误差不应大于1%。

(3)注意事项

对于无载分接变压器，应在定挡后（定挡时间一般为投运前数日）重新进行该挡位电压比测试，结果应满足规程要求。

3、有载分接开关测试

(1)测试目的

作为变压器中的唯一运动部件-有载调压开关，它的工作状态直接影响变压器的运行品质。变压器带电前应进行有载调压开关切换过程试验，包括检查切换开关、切换触头的全部动作顺序、测量过渡电阻值和切换时间。测得的过渡电阻值、三相同步偏差、切换时间、正反向切换时间偏差均应满足规程要求，以保证有载分接开关的可靠动作。由于变压器结构及接线原因无法测量的，不进行该项试验。

(2)测试方法及要求

①测量位置：带有载分接开关的绕组按照有载分接开关测试仪的接线要求连接测试仪，低压绕组短路接地。

②试验仪器：有载分接开关测试仪。

试验仪器相关要求：

a.测试仪具备1A及以上的恒定电流输出能力。

b.测试仪需使用3mm2专用测试线。

c.使用6mm2及以上的电源，且满足一机一闸一保护的安全要求。

③试验方法：接线完毕后，有载分接开关测试仪选择带绕组测量方式，选择最大测试电流，待显示充电稳定后，进入测量界面，操作变压器有载分接开关进行切换，完成测量。

④试验要求：有载分接开关需测试正、反两个方向的过渡时间和过渡电阻，切换波形图显示应无毛刺、抖动，应无过零情况，正、反两方向过渡时间和过渡电阻值应符合制造厂规定且与出厂数据无明显差别。

(3)注意事项

①有载分接开关测试仪为恒流源设备，在关闭测试仪之前禁止将测试线拆除，否则接线端子会出现拉弧现象，造成人员伤害和设备损坏。

②被短接绕组必须接地良好。

二、绝缘类试验

2.1 绝缘电阻测试

(1)测试目的

加直流电压于电介质，经过一定时间极化过程结束后，流过电介质的泄漏电流对应的电阻称绝缘电阻。

测量绕组连同套管一起的绝缘电阻和吸收比或极化指数，对于检查变压器整体的绝缘状况具有较高的灵敏度，能有效检查出变压器绝缘整体受潮、整体劣化、部件表面受潮或脏污以及贯穿性的集中缺陷。例如各种贯穿性短路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥等现象引起的半贯穿性或金属性短路等。

测量变压器铁芯、夹件绝缘电阻，可以发现铁芯、夹件及其引出线是否安装正常，是否存在绝缘低和多点接地的情况。

(2)测试方法及要求

①测量位置：

a.绕组连同套管：三绕组变压器按照高压对中压+低压+地、中压对高压+低压+地、低压对高压+中压+地、高压+中压对低压+地、高压+中压+低压对地五种方式进行测量。500kV单相自耦式变压器，按照高压+中压对低压+地、低压对高压+中压+地、高压+中压+低压对地三 种方式测量。部分变压器制造厂家在出厂试验时还有其他测量方式，现场试验时须按厂家要求执行。

b.铁芯和夹件：铁芯对夹件+地、夹件对铁芯+地、铁芯对夹件。

②试验仪器：电子式绝缘电阻表。

试验仪器相关要求：

a.测试仪具备3mA输出电流能力。

b.测试仪需使用5000V电压下无泄漏的高绝缘强度测试线。

③试验方法：

a.绕组连同套管：将变压器各侧绕组（包括中性点）全部短接，绝缘电阻表使用DC2500V或DC5000V档位，绝缘电阻表L端连接被试绕组，其余绕组接地，按照上述测量方式依次进行试验，分别记录15s、60s、600s的电阻值，进而计算吸收比和极化指数。

b.铁芯和夹件：绝缘电阻表使用DC2500V挡位（个别厂家要求使用DC1000V 测试），绝缘电阻表“L”端连接被试部位，E端接地，测试时间为1min。

④试验要求：

a.吸收比（10～30℃范围）不低于1.3或极化指数不低于1.5。

b. 铁芯、夹件绝缘电阻与出厂值比较测试结果应无显著差别。

(3)注意事项

①变压器绝缘电阻测试，受环境温度、湿度以及被试品表面潮湿度影响很大。如果出现测试结果明显变小的情况，应将被试部位擦拭干净或对瓷瓶进行表面屏蔽处理。

②变压器安装完成后，注入绝缘油前应进行铁芯、夹件的绝缘电阻测试。

③变压器铁芯和夹件的接地引出线应与其一起进行绝缘测试，防止出现接地引出线绝缘不良的情况。

④电子式绝缘电阻表在电量不足时，测试结果不准确，测试前必须保证绝缘电阻表电量充足。

⑤由于试验电压较高，应使用专用测试线短接绕组，且全部短接线应拉直无弧垂，尽可能减少空间杂散电容影响。

⑥在进行绕组连同套管的绝缘电阻测试时，必须将变压器的铁芯和夹件良好接地。

2.2 绕组连同套管的介质损耗因数与电容量测试

(1)测试目的

测量介质损耗因数是判断变压器绝缘状态的一种有效手段，是变压器绝缘项目试验之一，主要用来检测变压器整体受潮、油质劣化、绕组上附着油泥及严重的局部放电等缺陷。

(2)测试方法及要求

①测量位置：三绕组变压器按照高压对中压+低压+地、中压对高压+低压+地、低压对高压+中压+地、高压+中压对低压+地、高压+中压+低压对地五种方式进行测量。500kV单相自耦式变压器，按照高压+中压对低压+地、低压对高压+中压+地、高压+中压+低压对地三种方式测量。部分变压器制造厂家在出厂试验时还有其他测量方式，现场试验时须按厂家要求执行。

②试验仪器：介质损耗测试仪。

试验仪器要求：

a.高压输出线必须具有承受10kV电压且不被击穿的能力。

b.使用6mm2及以上的电源，且满足一机一闸一保护的安全要求。

③试验方法：试验前，检查套管末屏、铁芯、夹件是否接地良好。介质损耗测试仪采用反接法接线，高压输出线连接被试绕组，非被试绕组短路接地，试验电压为10kV。

④试验要求：tanδ值与出厂数值比较不应有显著变化，一般不大于30%，电容量与出厂值比较不应大于105%。

(3)注意事项

①如果出现环境温度过低，在现场条件允许的情况下，尽可能在变压器热油循环结束后，油温降至20℃左右进行绕组连同套管的介质损耗和电容量测试。

②在试验中高压测试线电压为10kV，应注意对地绝缘问题。

2.3 绕组连同套管泄漏电流测试

(1)测试目的

测试绕组连同套管泄漏电流的作用和测试绝缘电阻类似，其试验电压更高，能有效发现其 他试验项目所不能发现的变压器局部缺陷问题。

(2)测试方法及要求

①测量位置：与绕组连同套管的绝缘电阻测试位置相同。

②试验仪器：直流高压发生器。

试验仪器要求：

a.高压输出线具有承受60kV电压而无泄漏功能。

b.使用6mm2及以上的电源，且满足一机一闸一保护的安全要求。

③试验方法：如图4，被试绕组短接后连接直流高压发生器首端，试验过程应匀速、持续、缓慢地升压，防止升压过快出现直流高压发生器过流保护现象。每次试验，当升压至1/2试验电压时，保持1min，记录1min时的泄漏电流值。测试完毕后将直流高压发生器的电压快速降至零位，关闭高压输出开关，此时变压器被试绕组在充电后正在通过直流高压发生器的阻容结构对地反向放电，待直流高压发生器操作台电压显示为0时，关闭直流高压发生器操作台电源。

使用专用放电棒对被试绕组放电，放电时间必须大于升压时间。

图4-变压器绕组连同套管泄漏电流测试接线

④试验要求：

a.由泄漏电流换算成的绝缘电阻值，应与绝缘电阻表所测绝缘电阻值相近。

b.泄漏电流值要求见表3。

表3-泄漏电流测试直流试验电压值

(3)注意事项

a.由于试验电压高，应使用专用测试线短接绕组，且全部短接线应拉直无弧垂，尽可能减少空间杂散电容影响。

b.由于泄漏电流为微安级，为了保证试验数据的准确性，必须使用直流高压发生器静电电压表读取泄漏电流。

c.施加直流电压时，变压器可以近似看成是一个电容结构，试验过程为电容充电过程，因此在试验完成后必须对被试绕组使用放电棒充分放电，放电时间必须大于加压时间。同时，在完成绕组连同套管的直流泄漏测试项目后，必须将变压器各绕组全部短路接地放电12h以上，避免影响试验结果和变压器投运。

d.在进行此项试验前，应检查变压器铁芯、夹件和套管末屏是否可靠接地。

三、特殊试验

3.1 绕组变形测试

(1)测试目的

电力变压器绕组变形是指在电动力和机械力的作用下，绕组的尺寸或形状发生不可逆的变化。它包括轴向和径向尺寸的变化、器身位移、绕组扭曲、鼓包和匝间短路等。绕组变形是电力系统安全运行的一大隐患。因此，开展绕组变形试验是变压器出厂试验、交接试验及例行性试验的重要测试项目，对判断变压器是否具备投入运行条件具有决定性的意义。

(2)测试方法及要求

①低电压短路阻抗测试

a.测量位置：按照出厂测试位置进行测试。

b.试验仪器：变压器短路阻抗测试仪、调压器、电流表、电压表。

试验仪器要求：电流表和电压表精度等级为0.2级及以上；使用6mm2及以上的电源，且满足一机一闸一保护的安全要求。

c.试验方法：如图5所示，进行高压绕组对中压绕组、高压绕组对低压绕组、中压绕组对低压绕组三种测量，加压绕组按照出厂加压方式进行，且测试分接位置与出厂方式保持一致，对应绕组短路接地，无关绕组开路。

图5-变压器绕组变形测试阻抗法接线

d.试验要求：施加的电流和电压，至少两者之一与出厂值相近。

②频率响应测试

a.测量位置：全部绕组。

b.试验仪器：变压器频率响应测试仪。

试验仪器要求：频率响应测试仪具备1～1000kHz频率的输出功能；使用屏蔽专用测试线，且每根测试线单独具备接地功能；使用 6mm2及以上的电源，且满足一机一闸一保护的安全要求。

c.试验方法：变压器挡位设置为1挡，试验接线如图6所示。测量高压侧时，中性点N端输入，分别在A、B、C高压端接收信号。测量低压侧时，分别是a输入，b接收信号；b输入，c接收信号；c输入，a接收信号。

图6-变压器绕组变形测试频率响应法接线

d.试验要求：

低电压短路法试验标准：与出厂值比较，不应大于出厂值的1.6%。频率响应法试验标准参考表4。

表4-频率响应法试验参考标准

(3)常见问题及处理方法

①专用测试线屏蔽接地不良造成测试曲线出现毛刺、抖动等情况。

②套管首段接线板存在氧化层或脏污，使专用测试线线夹与套管首端接线板接触不良造成测试曲线整体上下偏移。

③专用测试线屏蔽地线在测量过程中不应移动，在接线准备阶段，应保证屏蔽地线一次接地完成各侧绕组的全部测量。

④如果变压器存在剩磁或残余电荷等情况，会对此项试验造成较大影响，尽可能将此项试验列为变压器第一个试验项目，如果条件不允许，在进行此项试验前，将全部绕组、铁芯和夹件全部短路接地12h以上。

⑤试验结果判定方法：

a.经过反复测试后试验结果不变。

b.与出厂测试波形图相似。

c.相关系数值与出厂值无较大差别。

3.2 绕组连同套管交流耐压测试

(1)测试目的

交流耐压试验是鉴定变压器绝缘强度和承受过电压能力最直接、最有效的办法，尤其是考核变压器主绝缘是否存在局部缺陷，例如绕组主绝缘受潮、开裂或者在运输及安装过程中存在绕组松动和位移、绕组引出线位移、绕组附着异物等情况。

(2)测试方法和要求

①测量位置：变压器各侧绕组，非被试绕组短路接地。

②试验仪器：串联谐振交流耐压装置。

试验仪器要求：

a.经适应性计算，试验所使用的串联谐振交流耐压装置容量满足试验要求。

b.使用35mm2的电源电缆，电源空气开关额定电流不得小于200A。

c.电压监测装置精度不得低于0.2级。

③试验方法：铁芯、夹件及套管末屏接地良好，电流互感器二次绕组全部短路接地。各侧绕组分别短路，被试绕组施加试验电压值1min，非被试绕组接地，变压器中性点交流耐压试验，变压器低压绕组对地交流耐压试验如图7所示。

图7-变压器中性点交流耐压试验接线，变压器低压绕组对地交流耐压试验接线

④试验要求：各绕组施加出厂交流耐压值的80%。

(3)注意事项

①充油电力设备在注油后应有足够的静置时间才可进行耐压试验。静置时间如无制造厂规定，则应依据设备的额定电压满足以下要求：500kV设备静置时间大于72h，220kV设备静置时间大于48h，110kV及以下设备静置时间大于24h。

②根据耐压试验前后油中气体含量变化的趋势，可判断是否还有一些不明显的潜伏性故障。如某气体含量或总烃有明显增长，应根据情况具体分析缺陷的性质和缺陷的部位。

3.3 绕组连同套管长时感应耐压及局部放电测试

(1)测试目的

变压器感应耐压试验是考核变压器绕组纵绝缘承受过电压能力的重要手段，同时变压器的绝缘结构非常复杂，内部发生局部放电的原因多种多样，长时间内部局部放电，会导致固态绝缘材质持续劣化，造成绝缘油持续产生特征气体，在降低绝缘油性能的同时亦会造成保护动作。采用感应耐压及局部放电是鉴定变压器是否具备投入运行条件的最重要手段。

(2)测试方法及要求

①试验加压程序如图8所示

图8-变压器局部放电试验加压程序示意

②试验仪器：无局放励磁变压器、无局放变频电源、无局放分压器、无局放补偿电抗器、局部放电检测仪、检测阻抗、脉冲发生器等。

试验仪器要求：

a.使用70mm2的电源电缆，电源空气开关额定电流不得小于400A。

b.变频柜及励磁变压器容量匹配，其容量不得小于450kVA。

c.全部试验仪器固有局放量不得大于10pC。

③试验方法：现场局部放电试验采用脉冲电流法，按图9进行试验接线。保证各高压引线的绝缘距离，连接励磁变压器和被试变压器低压套管端头的导线应用绝缘带固定，防止摆动，在变压器套管顶部安装试验专用均压罩，应接触可靠。从变压器被试端注入标准方波进行校准；校准按多端测量、多端校准的方式进行，在各端头分别注入标准信号进行校准；观测背景放电量水平、波形特点、相位等情况并进行记录。如合闸后背景放电量较大，需处理试验电源，同时检查空间干扰原因并进行处理；如升压过程中背景放电量较大，需检查整个试验回路在试验电压下的背景干扰，采取必要措施进行处理，确保背景值小于100pC。

试验顺序如下：

a.在不大于0.4Ur/3的电压下接通电源。

b.试验电压升高至0.4Ur/3，进行背景局部放电测量并记录。

c.试验电压升高至1.2Ur/3，保持至少1min以进行稳定的局部放电测量。

d.测量并记录放电量水平。

图9-变压器局部放电试验接线

B被试变压器；BP变频电源及励磁变压器；L-补偿电抗器；PD-局放测试仪；ZK1，ZK2-检测阻抗。

e.试验电压升高至1.58Ur/3 的局部放电测量电压，保持至少5min以进行稳定的局部放电测量。

f.测量并记录放电量水平。

g.电压升高至增强电压，保持时间为：当试验电压频率小于或等于两倍额定频率时，试验时间为60s，当试验电压频率大于两倍额定频率时，试验时间为120×额定频率/试验频率，但不应小于15s。

h.之后立刻不间断地将试验电压降至1.58Ur/3 的局部放电测量电压。

i.测量并记录放电量水平。

j.保持局部放电测量电压至少1h ，并进行局部放电量测量。

k.在1h内每隔5min测量并记录放电量水平。

l.1h的局部放电测量最后一次完毕后，降低电压至1.2Ur/3 ，保持至少1min以进行稳定的局部放电测量。

m.测量并记录局部放电水平。

n.试验电压降至0.4Ur/3进行背景局部放电测量并记录。

o.试验电压降至 0.4Ur/3以下。

p.切断电源。

④试验要求：

a.试验过程中，试验电压不发生突然下降情况。

b.在1h局部放电试验期间，没有超过250pC的局部放电量记录，局部放电水平无上升趋势，在最后20min局部放电水平无突然持续增加，局部放电水平的增加量不超过 50pC。

c.在1h局部放电测量后，电压降至1.2Ur/3时测量的局部放电量水平不超过100pC。

d.耐压及局部放电试验24h后取绝缘油样进行油中溶解气体色谱分析，试验结果应合格。

(3)注意事项

①局部放电试验前，被试变压器全部常规试验（包括绝缘油试验）的结果合格。

②试验前被试变压器各侧套管CT的二次端子全部短路接地，铁芯、夹件及绕组中性点接地良好。

③被试变压器真空注油后静置时间满足规程要求；被试变压器经过充分排气和充分放电。

④被试变压器各侧套管引线不安装。

⑤局部放电试验过程中，被试变压器周围的电气施工应停止，以减少试验干扰。

⑥选取适当容量的试验电源，试验过程中随时监视输入电源的电流大小。尤其是在运行站，需要检查现场试验用电源至站内400V开关柜全部负荷开关是否满足试验要求。

⑦试验完成后励磁变压器输出端挂接地线，对试验回路充分放电后拆线。

⑧为消除地网中杂散电流对测试的影响，应检查地线连接，坚持局部放电试验测试回路一点接地的原则，同时所有接地线采用带有绝缘护套的地线，并将试验电源、励磁变压器和补偿电抗器外壳接地线分别引至被试变压器油箱的接地引下线上，防止地线环流产生干扰。

⑨所测局部放电量不应大于100pC。