1) 油中溶解氣體色譜分析;
2) 測量繞組直流電阻;
3) 測量繞組絕緣電阻、吸收比或極化指數(shù);
4) 繞組和電容型套管的tanδ的測試;
5)交流耐壓試驗;
6) 測量繞組泄漏電流;
7) 測量穿心螺栓、鐵扼夾件、鐵芯、壓環(huán)的絕緣電阻;
8) 檢查繞組所有分接頭的電壓比;
9) 校核三相變壓器的組別或單相變壓器的極性;
10) 測量空載電流和空載損耗;
11) 測量短路阻抗和負載損耗;
12) 局部放電測量;
13) 檢查有載分接開關(guān)的動作情況;
14) 絕緣油試驗;
15) 變壓器繞組變形測試。
一、油中溶解氣體的色譜分析
(1) 運行設(shè)備油中H2與烴類氣體含量(體積分數(shù))超過下列任何一項值時應(yīng)引起注意(總烴包括CH4 ,C2H6,C2H4和C2H2四種氣體):
總烴含量大于150 * 10-6;
H:含量大于150 * 10-6;
QH:含量大于5 * 10-6 (500kV變壓器為1X10-6)。
(2)烴類氣體總和的產(chǎn)氣速率大于。0.25mL/h(開放式)和0.5(密閉式)，或相對產(chǎn)氣速率大于10%/月則認為設(shè)備有異常。注意總烴含量低的設(shè)備不宜用相對產(chǎn)氣速率判斷。
(3)溶解氣體組分含量有增長趨勢時，可結(jié)合產(chǎn)氣速率判斷，必要時縮短周期進行追蹤分析。
二、繞組直流電阻的測量
測量變壓器繞組的直流電阻是發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電回路缺陷的重要手段。它可以檢查變壓器內(nèi)部導(dǎo)電回路接觸是否良好，繞組內(nèi)部和引線的焊接質(zhì)量是否可靠，分接開關(guān)和套管引線螺釘是否擰緊等。
1.測量方法
直流電阻的測量方法很多，在現(xiàn)場多采用電橋法進行測量。有關(guān)電橋法的機理和方法可參見第二章第一節(jié)。這里就如何加快測量速度的三種實用方式進一步給予說明。
(1) 直接法?？梢栽陔p臂電橋的電源側(cè)接一個附加電阻，其原理接線如圖3-1所示。該方法稱為電阻突變法。
圖3-1中電流回路中串入附加電阻R，其值是被測電阻的4-6倍，閉合開關(guān)S2將電阻短接，當(dāng)接通S1時，全部電壓加于被測電阻上，強迫充電電流有較大的上升速度，一直到預(yù)定的充電電流時斷開S2。電流很快達到穩(wěn)定狀態(tài)，測量出直流電阻。
該方法一般用在110-220kV, 120MVA以下變壓器上使用;對10——35kV變壓器;可用電橋直接測量。
(2) 助磁法。由于大容堡、低阻值變壓器充電時間常數(shù)大，為了縮短測量時間，可采用助磁法來進行測量。它是在測量低壓繞組電阻時，把高壓側(cè)和低壓側(cè)電流回路串在一起，并保持電流同方向，使鐵芯盡快飽和，降低電感(即降低時間常數(shù))，進行快速測量。圖3-2所示為這種方法的接線圖。
圖3-2中用雙臂電橋的外接電源，通過高壓繞組進行助磁測量，此時要求:①接線正確;②不宜長時間充電測量，以防電橋零點漂移造成測量誤差;③應(yīng)提高電源電壓，其值應(yīng)滿足
2I0(Rx+R1)<U<Im(Rx+R1)
式中I0——變壓器空載電流;
Rx——整個回路的電阻，包括高壓繞組和低壓繞組電組;
R1——儀器內(nèi)阻;
Im——穩(wěn)態(tài)電流。
在表3-1上列出了電橋助磁法的接線表，便于現(xiàn)場對照。
(3) 消磁法。消磁法與助磁法相反，該方法力求鐵芯磁通為零，在同一鐵芯柱的兩個繞組中通以相反的電流使磁通抵消，從而使測量電路達到基本屬于純電阻的線性電路。其充電過程很短，消除了影響測量的不良因素，使測量準(zhǔn)確穩(wěn)定，簡單迅速。圖3-3所示為該方法的接線方式。
2.試驗要求
按照《預(yù)規(guī)》要求:
(1) 1.6MVA以上變壓器，各相繞組電阻相互間的差別不應(yīng)大于三相平均值的2%，無中性點引出的繞組，線間差別不應(yīng)大于三相平均值的1%。
(2) 1.6MVA及以下的變壓器，相間差別一般不大于三相平均值4%，線間差別一般不大于三相平均值的2%。
(3) 與以前相同部位測得值比較，其變化不應(yīng)大于2%。
(4) 不同溫度下的電阻值按式(3-2)換算
R2=R1[(T+t1)/(T+t2)]
式中R1、R2——分別為溫度t1,t2時的電阻值;
T一一計算用常數(shù)，銅導(dǎo)線取235，鋁導(dǎo)線取225。
三、繞組絕緣電阻、吸收比或極化指數(shù)的測量
1.測量方法
變壓器繞組絕緣電阻的測量除了和其他設(shè)備的絕緣電阻有共同性外，還有其特殊性。首先是測量方法有所不同，在測量時應(yīng)依次測量各繞組對地和其他繞組間絕緣電阻值，被測繞組各引線端應(yīng)短路，其余各分側(cè)繞組短路接地。采用此種方式主要是可測出被測繞組對接地部分和不同電壓部分之間的絕緣，而且能避免各繞組中剩余電荷造成的測量誤差。測量部位和順序按表3-2進行。
測量絕緣電阻時，應(yīng)充油循環(huán)靜置一段時間后再測量。對于小型變壓器靜置6h，大型變壓器靜置24h。
測量時采用2500V或5000V兆歐表進行。測量前后被試繞組應(yīng)充分放電，大型變壓器放電5min以上，小型變壓器放電2min以上。應(yīng)盡量在油溫低于50℃時測量。
2.試驗結(jié)果的判斷和分析
按照《預(yù)規(guī)》要求和根據(jù)實際情況，對試驗結(jié)果應(yīng)按下列要求進行判斷和分析:
(1) 絕緣電阻應(yīng)換算到同一溫度下，與前一次測試結(jié)果相比應(yīng)無顯著變化，一般不低于上次值的70%。溫度換算公式為:
R2=R1*15(t1-t2)/10
其中R1、R2分別為t1、t2時的絕緣電阻值。
(2) 吸收比(10~30℃范圍)不低于1. 3或極化指數(shù)不低于1.5，這兩項都不進行溫度換算。由于吸收比判斷絕緣狀況有不確定性，特別是大型變壓器，故使用極化指數(shù)(PI)來判斷絕緣狀況，見表3-3。
(3) 絕緣電阻大子10000MΩ時，吸收比應(yīng)不低于1.1，或者極化指數(shù)不低于1.3。
(4) 當(dāng)現(xiàn)場的絕緣電阻低于出廠值的70%時，應(yīng)考慮變壓器油是否與出廠相同。如果不同，應(yīng)考慮絕緣油不同對測量結(jié)果的影響。
四、繞組的泄漏電流試驗
繞組的泄漏電流試驗和測量絕緣電阻相似，由于所加的直流電壓較高，通常能發(fā)現(xiàn)某些絕緣電阻試驗不能發(fā)現(xiàn)的缺陷。試驗的順序和部位與測量絕緣電阻相同(見表3-2)，試驗電壓的標(biāo)準(zhǔn)見表3-4。
測量時，用負極性電源加壓至試驗電壓，待1min后讀取的電流值即為所測得的泄漏電流值。為了使讀數(shù)準(zhǔn)確，應(yīng)將微安表接在高電位處;試驗結(jié)束時應(yīng)充分放電，并應(yīng)同時記錄油溫。對于未注油的變壓器，測量泄漏電流時，變壓器所加電壓應(yīng)為表3-4中數(shù)值的一半。
試驗結(jié)果應(yīng)與前一次測試結(jié)果相比應(yīng)無明顯變化。
五、繞組的tanδ測試
1.測量方法
繞組的tanδ可用QS1型西林電橋測量，也可用M型介質(zhì)試驗器測量。這里主要說明用西林電橋測量的順序、部位和方法。由于變壓器的油箱是直接接地的，所以多采用西林電橋的反接線法進行測量，測量部位按表3-5進行。
按表3-5測量雙繞組變壓器的tans和電容值C的接線如圖3-4所示，圖中A接QS1型電橋A點。
從圖3-4中可見，測量時被測繞組兩端短接，非測量繞組均要短路接地，以避免繞組電感給測量帶來誤差。
其中，各物理量下角標(biāo)H表示高壓;L表示低壓;H+L表示高壓和低壓。
將上述各式聯(lián)立求解，可得各部分的電容值和介質(zhì)損耗角正切值為
C1=(C1-CH一GL+H)/2;C2=CL一C1;C3=CH一C2
六、交流耐壓試驗
變壓器的交流耐壓試驗包括外施工頻耐壓試驗、倍頻感應(yīng)耐壓試驗和操作波耐壓試驗。對于66kV及以下的全絕緣變壓器，現(xiàn)場條件不具備時，可只進行外施工頻耐壓試驗。下面分別給予說明。
(一)外施工頻封壓試臉
外施工頻耐壓試驗對考核變壓器主絕緣、檢查局部缺陷具有決定性的作用。它可以有效地發(fā)現(xiàn)主絕緣受潮、開裂，或在運輸過程中由于振動而引起的繞組松動、移位及繞組絕緣上附著污物等情況。
(1)試驗的接線方式必須正確。正確的接線方式應(yīng)是被試變壓器所有套管短路連接，非被試繞組也要短路連接并可靠接地。在圖3-5~圖3-7表示了正確的和不正確的接線方式。圖3-6是雙繞組均不短接的錯誤接線，圖3-7是雙繞組均短接而低壓繞組未接地的錯誤接線。
由圖3-6可見，由于分布電容的影響，各繞組中將有電容電流流過，且整個被試繞組流過的電流不等，因電容容升效應(yīng)，愈接近X端的電位愈高，比所加的電壓還高;又因為非被試繞組開路，被試繞組電抗大，導(dǎo)致X端電位升高，嚴重時會損壞其絕緣。由圖3-7可見，由于非被試繞組未接地而處于懸浮狀態(tài)，很可能高壓側(cè)耐壓時把低壓側(cè)絕緣打壞。低壓側(cè)的懸浮電壓是由繞組間電容和對地電容決定的。
(2)試驗電壓的測量方法。由于變壓器容性負載的容升效應(yīng)影響，試驗電壓必須在高壓側(cè)測量并以峰值表為準(zhǔn);如在低壓側(cè)測量或通過容升計算，很難保證測量準(zhǔn)確。
(3)試驗時應(yīng)注意以下事項:①確認被試變壓器外殼和非被試繞組已可靠接地;②油浸式變壓器充油后或試驗擊穿后需再加壓時，應(yīng)靜置一段時間后再試;③在校正球隙或耐壓時，測量電壓應(yīng)以峰值除以A為準(zhǔn);④避免在試驗電壓下切斷電源，以防止產(chǎn)生過電壓而損壞產(chǎn)品，如果有放電或擊穿現(xiàn)象，應(yīng)立即切斷電源。
(二)倍頻感應(yīng)耐壓試驗
倍頻感應(yīng)耐壓試驗是用提高電源頻率，降低勵磁電流來達到提高施加電壓的目的，適用于分級絕緣的變壓器進行耐壓試驗。對分級絕緣的變壓器的主絕緣試驗不能采用一般的外施高壓法，只能采用感應(yīng)耐壓試驗，如將被試變壓器采取適當(dāng)接線，可使其主、縱絕緣同時受到考核。而對于全絕緣變壓器，則可以用于檢查其縱絕緣(繞組層間、匝間和段間).由于頻率的提高，試驗時間按t=60x100/f(s)(t為加壓時間;f為試驗電源頻率)來確定，但不能小于15s。
1.試驗方法
(1) 全絕緣變壓器的感應(yīng)耐壓試驗?？砂磮D3-8所示的接線施加2倍及以上頻率的2倍額定電壓進行試驗。這種接線只能使線間達到試驗電壓，對中性點和繞組還需進行一次外施高壓主絕緣耐壓試驗?？v絕緣是否承受住了感應(yīng)耐壓，還需要根據(jù)試驗前后的空載損耗測試值的比較來判斷。
(2) 分級絕緣變壓器的感應(yīng)耐壓試驗。對于分級絕緣變壓器的主絕緣，既不能用外施電壓試驗，也不能用三相感應(yīng)耐壓來試驗。原因在于:對于分級絕緣變壓器，其相間及相對地的絕緣水平相同，如220kV級產(chǎn)品，對地和相間試驗電壓為400kV。兩者不可能同時達到試驗電壓的要求，故只能采用單相感應(yīng)耐壓進行試驗。圖3-9所示的各種接法可以避免過高的線端間電壓，根據(jù)變壓器的結(jié)構(gòu)采用相應(yīng)的接法，使各繞組線端間、對地之間電壓盡可能達到試驗要求.其適用范圍如下:
1) 當(dāng)高壓繞組中性點絕緣水平至少能承受1/3u、時，可采用圖3-9 (a1), (a2), (a3)三種接法，由倍頻發(fā)電機輸出連接到被試變壓器低壓繞組上。如果三相變壓器為五柱式或殼式，只能采用圖3-9(a1)的接法。
2) 三相五柱式或殼式變壓器，也可采用圖3-9(b)的連接法。如果被試變壓器有三角形接線，則應(yīng)該打開。
3) 自耦變壓器的感應(yīng)耐壓試驗可以采用圖3-9(c)的連接法，利用一臺輔助變壓器增壓被試自藕變壓器的中性點電壓u1。
兩個自禍連接繞組的額定電壓為UN1、UN2，相應(yīng)的試驗電壓為UN1、UN2，有下列關(guān)系式
這種連接法也可用于三相三柱結(jié)構(gòu)的分級絕緣變壓器，而且中性點絕緣水平小于1/3ut的情況。
2.試驗用電源
變壓器感應(yīng)耐壓試驗電源的頻率一般為100~250Hz?？梢杂弥蓄l同步發(fā)電機作為試驗電源，也可以利用繞線式異步電動機反拖法得到100Hz的試驗電源，或利用三只單相變壓器組成一次繞組星形接線，而二次繞組組成開口三角形而得到150Hz的試驗電源。而調(diào)頻試驗電源裝置是最安全的試驗電源，它可以同時作局部放電試驗。
(三)操作波耐壓試驗
操作波耐壓試驗是一項考核變壓器耐受操作過電壓能力的試驗。該項試驗已被列人《預(yù)規(guī)》中，并對20kV及以下的大型變壓器允許用操作波耐壓代替倍頻耐壓試驗。
七、局部放電的測量
變壓器的局部放電在較短的時間內(nèi)可使其油紙絕緣發(fā)生損壞，以至最終造成絕緣擊穿。常規(guī)的耐壓試驗不能檢出絕緣中的局部放電，而局部放電試驗已成為一種重要的安全措施。
1.變壓器局部放電試驗的程序和標(biāo)準(zhǔn)
圖3-16所示為變壓器局部放電試驗的加壓程序和持續(xù)時間。
接通電源并升壓至U2，并在此電壓下進行局部放電測量，保持5min，然后升到U1，保持5s，最后降到認，再進行測投，保持30min。按《預(yù)規(guī)》規(guī)定為:線端電壓(即認)為1.5Um/√3時，放電量一般不大于500沁;在線端電壓為1.3Um成時，放電量一般不大于300pC, Um為設(shè)備最高工作電壓(即圖中的U1)。
2.變壓器局部放電試驗的基本接線
圖3-17所示為變壓器局部放電試驗的基本接線，試驗電源采用50Hz的倍頻或其他合適的頻率，三相變壓器可三相勵磁〔見圖3-17(b)]，也可單相勵磁[見圖3-17(a)]。圖3-17(c)表示在套管抽頭處測量和校準(zhǔn)的接線。
A、變壓器繞組變形測量
按《預(yù)規(guī)》要求:對110kV及以上的變壓器，在下列情況下應(yīng)進行變壓器繞組變形的測量:
(1) 每6年1次;
(2) 更換繞組后;
(3) 必要時(如發(fā)生近區(qū)短路后)。
目前，我國電力系統(tǒng)中使用較多的測量繞組變形的方法有低壓脈沖法(LVI)和頻率響應(yīng)法(FRA)兩種。在《預(yù)規(guī)》中推薦了頻率響應(yīng)法作為判斷繞組變形的方法，本節(jié)將給予說明。
1.頻率響應(yīng)法的基本原理
頻率響應(yīng)法是基于變壓器是一個復(fù)雜的電阻、電容和電感組成的分布參數(shù)網(wǎng)絡(luò)，其中電感又是非線性的，因而當(dāng)某一個線端施加不同頻率的電壓時，在其他線端每個頻率下得到的響應(yīng)是不相同的。如果在變壓器正常時，錄制了某些線端的頻響曲線，而在發(fā)生出口短路后重新錄制相應(yīng)線端的頻響曲線，那么比較這兩次曲線的重合程度，就可以知道繞組的變形情況。因為繞組的變形必然導(dǎo)致分布參數(shù)的變化，從而使頻率曲線也改變。
2.頻率響應(yīng)法的測量接線
頻率響應(yīng)法的測量接線如圖3-18所示。圖中的頻響分析儀輸出電壓的頻率可以在一個選定的范圍內(nèi)按線性規(guī)律或?qū)?shù)規(guī)律變化，輸出電壓范圍在30mV ~ 3V(其頻率可選定在10Hz~1MHz)，這個電壓加在繞組的中性點或線端上。而在其他線端連接測量線，把測得的信號送回頻響分析儀，通過X-Y記錄儀繪出頻響曲線(X軸為頻率，Y軸為響應(yīng))。
3.頻率響應(yīng)法實測舉例
電力系統(tǒng)近年來已用頻率響應(yīng)法對許多臺變壓器進行了實際的測試，取得了一定的成果和經(jīng)驗;發(fā)現(xiàn)了不少繞組變形的缺陷并進行了處理。下面舉例說明。
220kV變壓器由于施工不慎造成變壓器出口短路，由C相對地短路發(fā)展為三相相間短路。持續(xù)1.2s,短路電流11200A,重瓦斯動作。然后進行絕緣電阻、變比、直流電阻等測試和色譜分析，未見異常。過10天后進行了繞組變形試驗，試驗結(jié)果如圖3-19和圖3-20所示.由圖中可知，高壓繞組三相一致性較好，基本無明顯變形，低壓繞組在30kH:以下一致性較好，30kH:以上發(fā)生明顯差異，說明低壓繞組已發(fā)生變形。A, B相較C相諧振點向低頻方向移動，諧振幅值升高，并有峰谷反向現(xiàn)象。說明電感量可能減小，對地電容量可能增大，A, C相繞組可能發(fā)生幅向變形。經(jīng)吊芯檢查發(fā)現(xiàn):高壓繞組基本無變形，低壓繞組A相從第5撐條發(fā)生突起性變形，B相從第25~100層的第5-9撐條間也發(fā)生類似的突起性變形，C相無變形。
4.頻率響應(yīng)法測試注意事項
(1) 變壓器的分接開關(guān)位置、出口引線長度對繞組的頻率響應(yīng)曲線影響較大，故側(cè)試時變壓器的狀態(tài)必須具有一定的穩(wěn)定性。一般應(yīng)在不帶任何出線的情況下進行變形測試，同時必須記錄分接開關(guān)的位置，以便在同一擋位上進行比較。
(2) 測試接線方式不同，也直接影響到繞組的頻率響應(yīng)曲線，測試時必須具有一套相對固定的測試方法。
(3) 變壓器繞組變形測試結(jié)果判斷的關(guān)鍵是擁有繞組結(jié)構(gòu)正常時的頻響曲線或相同結(jié)構(gòu)變壓器的頻響曲線，三相頻響曲線間相互比較是一種權(quán)宜之計，它具有一定的局限性。
(4) 要注意信號源位置的影響，"A”端輸人、“O”輸出和"O'，端輸人、"A”端輸出的曲線是不同的。表3-7列出了FRA法變形測試接線方式。
(5) 頻率響應(yīng)法可以和一些常規(guī)的檢查和試驗方法結(jié)合起來對變壓器繞組的變形進行判斷，如吊罩法、單相阻抗法和漏電感法等方法。
九、變壓器的極性組別和變比試驗
1.變壓器的極性試驗
首先，應(yīng)弄清變壓器的“減極性”和“加極性”的定義，這是由于繞組的繞制方向和電流的進人方向不同，使一、二次繞組之間有“減極性”和“加極性”的問題。所謂“減極性”，是指一、二次繞組的對應(yīng)端子為同名端時，將X與x連接后，UAa,=U1一U2，即A, a之間的電壓為一、二次側(cè)電壓之差。而“加極性”是指一、二次繞組的對應(yīng)端子為異名端時，將X, x連接后，UAa=U1+U2，即A, a之間的電壓為一、二次側(cè)電壓之和。如圖3-21所示，其中(a), (b)為減極性，(c), (d)為加極性。
變壓器極性試驗是用于單相變壓器的。一般有直流法和交流法兩種方法。下面分別給予說明。
(1) 直流法。該方法接線如圖3-22 (a)所示。用1.5-3v于電池或2-6V蓄電池，高壓A端接正，X端接負。用直流毫伏表“+”接a端，“-”接x端。合開關(guān)s瞬間，若毫伏表正偏，則A, a為同極性端，變壓器為減極性，反之為加極性。
(2) 交流法。該方法接線如圖3-22 (b)所示。合上開關(guān)S,調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸出電壓為電壓表刻度的1/2-1/3。同時讀取PV1和PV2，若PV2讀數(shù)大于PV1，則A, a為同極性端，變壓器為減極性，反之為加極性。
2.變壓器的組別試驗
變壓器的組別(又稱為聯(lián)結(jié)組標(biāo)號)相同是變壓器并列運行的必要條件之一。三相變壓器的組別試驗用于檢查變壓器的組別是否與銘牌相符，是變壓器出廠、交接和大修后應(yīng)做的試驗之一。
(1) 變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的表示方法。三相雙繞組變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號常見的有Yynl2, Ydll, YNd11等組別.三相三繞組變壓器的聯(lián)結(jié)組標(biāo)號常見的有YNynO, dll。其中Y, y, d是繞組的接線(星形或三角形接線)，12, 11是高、低壓繞組間電壓相位差(用時鐘表示)。
(2) 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號的試驗方法。該項試驗方法一般有直流法、雙電壓表法、相位表法和變比電橋法四種。本節(jié)僅介紹雙電壓表法和變比電橋法兩種。
1) 雙電壓表法。這是在現(xiàn)場常用的方法之一，其接線如圖3-23所示。連接A, a，在變壓器高壓側(cè)加三相交流380V，并測量三相間電壓的不平衡度應(yīng)不大于2%，采用0.5級表，將測量結(jié)果用作相量圖的方法作圖(見圖3-24)，由圖可得此變壓器組別為11點接法。
測量結(jié)果如下:UAB=380V,UAa=360V,UBc380V, UBC=380v,UBb=360V, UCB=380.7V,UCA=380V,UCc=360V。
2)變比電橋法。變比電橋內(nèi)附有常用的各種聯(lián)結(jié)組別的測量線路。如果試品的聯(lián)結(jié)組別與電橋所選用的測量組別相同，并且在該聯(lián)結(jié)組別和銘牌電壓計算的變比下電橋能平衡，則說明試品的變比和聯(lián)結(jié)組別是正確的，如果電橋不平衡，在變比正確的情況下，說明聯(lián)結(jié)組別不符合規(guī)定。
3.變壓器電壓比(變比)測量
變壓器的電壓比是指變壓器空載運行時，一次側(cè)電壓U1與二次側(cè)電壓UZ的比值，即變比K=U1/U2。按《預(yù)規(guī)》要求:
(1) 應(yīng)測量繞組所有分接的變比。
(2) 各相應(yīng)接頭的變比與銘牌相比，不應(yīng)有顯著差別，且符合規(guī)律。
(3) 35kV以下，變比小于3的變壓器，允許偏差為±1%;其他變壓器:額定分接電壓比允許偏差為士0.5%，其他分接的電壓比應(yīng)在阻抗電壓值(%)的1/10以內(nèi)，但不得超過±1。
測量變比的常用方法有雙電壓表法和變比電橋法。由于雙電壓表法存在著需要精密儀器、誤差較大、試驗電壓較高、不安全等缺點，目前，多采用變比電橋法進行變比試驗。
在現(xiàn)場用的有QT-35型、QT-80型變比電橋，它具有準(zhǔn)確度高、靈敏度高、試驗電壓低、安全、變比誤差可以直接讀取、可同時側(cè)量變壓器聯(lián)結(jié)組別等優(yōu)點。
利用變比電橋可以很方便地測出被試變壓器的電壓比，其測量原理如圖3-25所示。只需在被試變壓器的一次側(cè)加電壓U1則在變壓器的二次側(cè)感應(yīng)出電壓U2，調(diào)整電阻R1使檢流計指零，然后通過簡單計算求出電壓比K;
圖3-26所示為變比電橋的工作示意圖。
測量電壓比K的計算公式為
K=U1/U2二(R1+R2)/R2=1+(R1/R2)
為了在測量電壓比的同時讀出電壓比誤差，在R1和R2之間串人一個滑盤式電阻R3，如圖3-27所示。R:的接觸點為C。假定RMC =RCN=R3/2，如果被試品變比完全符合標(biāo)準(zhǔn)變比K,調(diào)整R:使檢流計指零，則變比按式計算
K=(R1+R2+R3)/R2+R3/2=1+R1/(R2+R3/2)+R3/2/(R3+R3/2)
如果被試變壓器的變比不是標(biāo)準(zhǔn)變比K，而是帶有一定誤差，則其電壓比誤差△K可推導(dǎo)得
△K≈-100△R/(R2+R3/2)
△R為C點偏離R3中點的電阻值，為了方便，取R2+R3/2=1000Ω，若最大百分誤差△K=±2%，則△R=±20Ω。即誤差在±2%范圍內(nèi)變動時，滑桿C點需在離R:中點±20Ω范圍內(nèi)變動。當(dāng)C點在R3上滑動時，C點的電位也將相應(yīng)變化，在一定范圍內(nèi)可和U2達到平衡。
目前，國內(nèi)外已有變比自動測量儀，其原理還是電壓測量法和電橋法，但使用了微處理器、接收面板鍵盤和開關(guān)量輸人，對量程、電橋平衡進行自動跟蹤控制，并對測量結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理，最后，將測量結(jié)果存儲、打印。
圖3-28所示為一種電壓比自動測量儀的基本原理框圖。工頻電源電壓經(jīng)試驗端選擇器選擇后，加到被試變壓器的高壓側(cè)繞組，低壓側(cè)電壓經(jīng)試驗端選擇器選擇后的電壓和電源電壓經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器變換后送到AC/DC變換器變換為直流電壓，再經(jīng)濾波器和程控增益放大器放大得到電壓Ux和Un，這兩個電壓同時進人AC/DC變換器，微處理器根據(jù)輸人的額定電壓比、測得的UN, Ux及標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的額定電壓比和放大器的增益等數(shù)據(jù)進行計算、處理，存儲并顯示電壓比測量值及與額定電壓比的偏差。
十、變壓器空載和短路試驗
變壓器的空載試驗是從變壓器的任何一側(cè)繞組施加交流額定頻率的額定電壓，其他繞組開路，側(cè)量變壓器的空載電流和損耗的試驗。通過空載試驗可以發(fā)現(xiàn)鐵芯硅鋼片短路、松動或絕緣不良，繞組匝間短路、并聯(lián)支路短路等缺陷。
變壓器的短路試驗是將變壓器的一側(cè)繞組短路，從另一側(cè)繞組加人交流額定頻率的額定電壓，使繞組內(nèi)的電流為額定值，測量所加電壓(阻抗電壓)和功率(短路損耗)。通過短路試驗可以:①測得阻抗電壓以確定變壓器的并列運行;②發(fā)現(xiàn)變壓器各結(jié)構(gòu)件或油箱箱壁、箱蓋的局部過熱、套管法蘭發(fā)熱;③繞組中并聯(lián)導(dǎo)線間短路或換位錯誤等缺陷。
十一、有載調(diào)壓裝置的試驗和檢查
按照《預(yù)規(guī)》要求，對變壓器的有載調(diào)壓裝置的試驗和檢查項目有:
①檢查動作順序，動作角度;②操作試驗;③檢查和切換測試;④檢查操作箱;⑤切換開關(guān)室絕緣油試驗;⑥二次回路絕緣試驗。
(1)檢查動作順序和角度。該試驗用于發(fā)現(xiàn)開關(guān)內(nèi)部有無變形、卡澀、螺栓松動及過量磨損現(xiàn)象，也可確定開關(guān)各部件所處位置是否正確等。測量方法有聽記法、指示燈法和萬用表法等。
以聽記法為例，說明測量的步驟如下:
1) 用手柄進行分接變換操作，聽選擇器和切換開關(guān)動作聲音，并記錄手柄搖動的圈數(shù);
2)選擇器離開原分接位置發(fā)出第一響聲時，記錄下手柄搖動圈數(shù)m1;
3) 選擇器接通新的分接位置發(fā)出第二響聲時，記錄下手柄搖動圈數(shù)m2;
4) 切換開關(guān)切換動作發(fā)出第三響聲時，記錄下手柄搖動圈數(shù)m3。
若m1>m2>m3，說明分接開關(guān)工作順序正確;若手搖操作過程中無卡澀現(xiàn)象，用力均勻，說明分接開關(guān)狀態(tài)良好。
(2)操作試驗。該試驗主要目的是驗證開關(guān)操作是否正常和帶負荷的能力。一般先進行手動操作，檢查機械限位和有無卡澀現(xiàn)象等;然后進行電動操作，檢查電器限位和機械傳動是否正常。在沖擊合閘投人運行時，進行幾個循環(huán)空載操作，或在允許調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)進行幾個分接的調(diào)節(jié)。
(3)檢查和切換測試。該試驗分為5個小的試驗項目，即測量過渡電阻的阻值;測量切換時間;檢查插人觸頭、動靜觸頭的接觸情況，電氣回路的連接情況;單、雙數(shù)觸頭間非線性電阻的試驗;檢查單、雙數(shù)觸頭間放電間隙。
測量過渡電阻和切換時間應(yīng)在變壓器油中進行，一般可先用帶變壓器繞組測量儀測量，如有懷疑時，再用示波器法測量。示波器法接線如圖3-32所示。
檢查動靜觸頭接觸情況，可采用彈簧測力計和萬用表測量，在動靜觸頭間接萬用表歐姆擋，用測力計緩慢地拉起觸頭，當(dāng)歐姆表指針起始動作或信號燈熄滅時，測力計指示的力就是觸頭的接觸壓力。
對單、雙數(shù)觸頭間的非線性電阻，應(yīng)按制造廠要求作出電流和電壓的關(guān)系曲線，與制造廠要求進行對比。
(4)檢查操作箱。對操作箱內(nèi)的各個部件(包括接觸器、電動機、傳動齒輪、輔助觸點、位置指示器、計數(shù)器等)進行檢查，應(yīng)工作正常。
(5)切換開關(guān)室絕緣油按《預(yù)規(guī)》要求擊穿電壓不低于25kV。
(6)二次回路絕緣電阻可采用2500V兆歐表測試，絕緣電阻應(yīng)不低于1MΩ。
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