Krafttransformatorer och distributionstransformatorer (sammantaget kallade "transformatorer" nedan) är kritisk utrustning i kraftsystem, och rutintestning är obligatorisk före fabriksleverans eller -idrifttagning på plats för att verifiera överensstämmelse med designstandarder, säkerhetskrav och driftsäkerhet. Testobjekten är standardiserade av internationella standarder (t.ex. IEC 60076-serien) och nationella standarder (t.ex. GB/T 1094-serien), med små skillnader mellan krafttransformatorer (högre spänning/kapacitet, används i transmissionsnät) och distributionstransformatorer (lägre spänning/kapacitet, används i distributionsnät). Nedan finns en strukturerad sammanfattning av grundläggande rutintestningsobjekt, kategoriserade efter funktionella mål:
Elektrisk prestandatestning (grundrutinartiklar)
1. Isolationsresistanstest (IR-test)
Syfte: Utvärdera integriteten hos transformatorns isoleringssystem (lindningar, kärna, bussningar, etc.) och upptäcka defekter som fukt, föroreningar eller isoleringsförsämring.
Princip: Använd en megohmmeter (500V/1000V/2500V, beroende på märkspänning) för att mäta resistansen mellan lindningar, lindningar till jord (kärna/tank) och mellan olika lindningsfaser.
Standarder:
Ingen signifikant minskning jämfört med fabrikens baslinjedata (vanligtvis större än eller lika med 100 MΩ för distributionstransformatorer, större än eller lika med 500 MΩ för krafttransformatorer).
Förhållandet mellan isolationsmotstånd vid 60 grader till 20 grader bör ligga inom 1,5–2,5 (temperaturkorrigering krävs).
Tillämplighet: Obligatorisk för alla transformatorer; på-webbplatstestning inkluderar ofta jämförelser före- och efter-installation.
2. Lindningsmotståndsmätning
Syfte: Verifiera lindningens tillverkningskvalitet (t.ex. täthet av varv, korrekthet av trådmått), upptäck dåliga anslutningar (t.ex. lösa terminaler) och beräkna kopparförlust.
Princip: Använd DC-bryggmetoden (Kelvin-brygga för lågt motstånd, Wheatstone-brygga för medelmotstånd) för att mäta DC-resistansen för varje lindning (hög-spänning, låg-spänning, tapplindningar) vid rumstemperatur.
Standarder:
För trefastransformatorer: Fasmotståndets obalanshastighet Mindre än eller lika med 2 %; obalansgrad av linjemotstånd Mindre än eller lika med 1 %.
För enfastransformatorer: Motståndsvärdena bör ligga inom ±3 % av designvärdet.
Obs: Resultaten måste korrigeras till en referenstemperatur (t.ex. 75 grader för kopparlindningar) med formeln: Rt=R20×235+20235+t (235 är temperaturkoefficienten för koppar).
3. Verifiering av spänningsförhållande och kranposition
Syfte: Se till att transformatorns spänningsförhållande (hög-spänning/låg-spänning) matchar designvärdet och att lindningskopplare (på-belastning eller av-belastning) fungerar korrekt.
Princip: Lägg på en låg växelspänning (vanligtvis 10–20 % av märkspänningen) på en lindning (t.ex. hög-spänningssidan), mät den inducerade spänningen på den andra lindningen och beräkna det faktiska spänningsförhållandet: faktisk=U2U1.
Standarder:
Avvikelsen mellan det faktiska spänningsförhållandet och det nominella förhållandet Mindre än eller lika med ±0,5 % (för distributionstransformatorer) eller ±0,2 % (för krafttransformatorer).
För transformatorer med lindningskopplare: Testa alla lindningslägen för att bekräfta att inga tappningar saknas eller är felaktiga.
Metod: Använd en dedikerad spänningsförhållandetestare (med automatisk lindningslägesdetektion för lindningskopplare på-belastning, OLTC).
4. Polaritet och fassekvenskontroll
Syfte: Förhindra omvänd anslutning av lindningar (vilket skulle orsaka kortslutning eller felaktigt strömflöde) och säkerställa fasföljdsöverensstämmelse med kraftsystemet.
Polaritetstest:
Princip: Använd metoden för "punktmarkering"-tillför en likspänning på primärlindningen och observera riktningen för den inducerade strömmen i sekundärlindningen med hjälp av en galvanometer. Om galvanometern avböjs positivt har de anslutna terminalerna samma polaritet (markerade med prickar).
Fassekvenstest:
Princip: Applicera trefas växelspänning på primärlindningen, mät fasförhållandet mellan primär- och sekundärspänningar med ett oscilloskop eller en fassekvensmätare. Se till att fassekvensen (t.ex. ABC) överensstämmer med designen.
Standard: Polaritet och fasföljd måste matcha märkskylten och designritningarna (kritiskt för parallelldrift av transformatorer).
5. Kort-impedansmätning (Zk-test)
Syfte: Utvärdera transformatorns förmåga att motstå kortslutnings-strömmar, beräkna kortslutnings-förlust och verifiera lindningens mekaniska styrka.
Princip: Kortslut-den ena lindningen (t.ex. låg-sidan), applicera låg växelspänning på den andra lindningen (t.ex. hög-spänningssidan) och justera strömmen till märkvärdet. Mät den pålagda spänningen (Uk) och ineffekt (Pk). Kort-impedansen beräknas som: Zk=UratedUk×100 %, och kort-kretsförlust Pk är den effekt som förbrukas vid märkström.
Standarder:
Kort-impedansavvikelse Mindre än eller lika med ±5 % av designvärdet (kritiskt för parallelldrift, eftersom impedansmissanpassning orsakar lastobalans).
Kortslutnings-förlust Mindre än eller lika med ±10 % av designvärdet (för distributionstransformatorer) eller ±5 % (för krafttransformatorer).
Obs: Tester utförs vid nominell frekvens (50/60 Hz), och resultaten korrigeras till referenstemperaturen.
6. Ingen-belastningsförlust och excitationsströmmätning (järnförlusttest)
Syfte: Utvärdera kärnans magnetiska prestanda (t.ex. hysteresförlust, virvelströmsförlust) och upptäck kärndefekter (t.ex. lösa lamineringar, kortslutna-kärnbultar).
Princip: Öppna-kretsen ena lindningen (t.ex. hög-spänningssidan), applicera märkspänningen (och märkfrekvensen) på den andra lindningen (t.ex. låg-spänningssidan), mät ineffekten (P0, ingen-lastförlust) och excitationsströmmen (I0).
Standarder:
Ingen-lastförlust Mindre än eller lika med ±10 % av designvärdet (distributionstransformatorer) eller ±5 % (krafttransformatorer).
Magnetström Mindre än eller lika med 5 % av märkströmmen (distributionstransformatorer) eller Mindre än eller lika med 3 % (krafttransformatorer, för enheter med stor kapacitet).
Nyckelinsikt: Ingen-lastförlust orsakas huvudsakligen av kärnmaterialkvalitet-överdriven förlust tyder på dåliga kärnlamineringar eller isoleringsskador mellan lamineringarna.
7. Dielektriskt motståndstest (Hi-Pot Test)
Syfte: Verifiera isoleringssystemets förmåga att motstå transienta överspänningar (t.ex. blixtnedslag, kopplingsstötar) utan haveri.
Typer:
AC-dielektriskt test: Applicera en sinusformad AC-spänning (1,5–2,5 gånger märkspänningen) på lindningarna i 1 minut (t.ex. 3kV för 10kV distributionstransformatorer, 20kV för 110kV krafttransformatorer).
DC dielektriskt test: Används för stora krafttransformatorer (för att undvika kapacitiv strömöverbelastning); applicera en DC-spänning (2,5–3 gånger den märkta AC-spänningen) i 1 minut.
Standard: Inget isolationsbrott (bågbildning, överslag) eller signifikant ökning av läckströmmen under testet.
Obs! Utför efter isolationsresistanstestning (om IR är för låg kan Hi-Pot-test orsaka isolationsskador).
Olje-fylld transformator-specifika tester (de flesta kraft-/distributionstransformatorer är nedsänkta i olja)-
1. Transformatoroljekvalitetstest
Syfte: Säkerställa isoleringsoljans dielektriska styrka, fukthalt och renhet (olja fungerar som isolering och kylmedel).
Kärnartiklar:
Avbrottsspänningstest: Mät spänningen vid vilken oljan går sönder (Större än eller lika med 35 kV/2,5 mm gap för ny olja, Större än eller lika med 25 kV för-bruksolja).
Fuktinnehåll: Mindre än eller lika med 10 ppm (parts per million) för ny olja, Mindre än eller lika med 30 ppm för olja i bruk- (fukt minskar isoleringsförmågan).
Surhet: Mindre än eller lika med 0,03 mg KOH/g (surhet påskyndar isoleringens åldrande).
Analys av upplöst gas (DGA): För krafttransformatorer-upptäcker gaser (t.ex. H₂, CH₄, C₂H₂) som genereras av isoleringsförsämring eller överhettning (valfritt för rutintestning men obligatoriskt för stora enheter).
2. Oljeläckagetest
Syfte: Förhindra oljeläckage (som orsakar isoleringsfel och miljöföroreningar).
Metoder:
Trycktest: Täta transformatortanken, fyll den med torr luft eller kväve till 0,03–0,05 MPa och håll i 24 timmar -inget tryckfall eller synligt läckage.
Oljenedsänkningstest: Sänk ned tanken (eller nyckellederna) i vatten; inga luftbubblor indikerar inget läckage.
Standard: Inget oljeläckage vid skarvar (flänsar, bussningar, lindningskopplare) eller svetsar.
Mekanisk och hjälpsystemtestning
1. Drifttest av lindningskopplare (för transformatorer med lindningsväxlare)
Syfte: Verifiera tillförlitligheten hos -belastningstryckväxlare (OLTC) eller av-belastningstryckväxlare (OLTC).
Objekt:
Mekanisk drift: Manövrera lindningskopplaren manuellt eller elektriskt i alla lägen-ingen störning, och lindningslägesindikatorn är korrekt.
Elektrisk kontinuitet: Kontrollera att lindningskretsen är kontinuerlig vid varje uttagsläge (inga öppna kretsar).
OLTC Specifik: Testa övergångsmotstånd (för att undvika ljusbågar under lindningsbyte) och mekanisk uthållighet (Större än eller lika med 10 000 operationer för OLTC).
2. Kärnjordningstest
Syfte: Förhindra flytande potential i kärnan (som orsakar isolationsskador) samtidigt som man undviker härdkortslutning.
Princip: Mät resistansen hos kärnjordsledningen (vanligtvis 1–100 Ω). Ett motstånd på 0 Ω indikerar en kortsluten-kärna (farlig), medan oändlig resistans indikerar dålig jordning.
Standard: Kärnan måste vara jordad vid en punkt (enkel-punktsjordning) med resistans inom det specificerade området.
3. Temperaturindikator och kylsystemtest
Temperaturindikator: Kalibrera oljetemperatur- och lindningstemperaturindikatorerna för att säkerställa noggrannhet (avvikelse mindre än eller lika med ±2 grader).
Kylsystem:
För naturlig kylning (ONAN): Kontrollera att inga hinder för värmeavledning.
För forcerad kylning (ONAF/OFAF): Testa fläktar/pumpar-startar/stoppar automatiskt baserat på temperatur och inget onormalt ljud eller vibrationer.