高压试验案例题库借鉴内容.docx

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高压试验案例题库借鉴内容

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题型

题目

难度等级

案例分析题

1.某500kV变电站一只500kV型号为TYD2500/√3-0.005GH型电容式电压互感器，在预防性试验中发现其下节C31、C32电容量增长率异常，介损值正常，测试结果见下表：

相位

tanδ（%）

Cx（pF）

Cn（pF）

Δ%

C31

0.053

19640

16437.3

15570

5.57

C32

0.076

100800

判断存在电容元件击穿的情况。

根据厂家提供资料，C31由130个元件串联组成，C32由24个电容元件串联组成，每个电容元件的电容量为2.35μF，请根据测试结果分析C31及C32可能击穿的元件数？

答案要点：

C31的额定电容量≈2.35/130=18077pF（1分）

C32的额定电容量≈2.35/24=97916pF（1分）

如有n个电容元件击穿，则

C31的电容量≈2.35/（130-n）（1分）

C32的电容量≈2.35/（24-n）（1分）

其变化率

ΔC31%=（2.35/（130-n）-2.35/130）/（2.35/130）×100%=n/（130-n）×100%

（1）（1分）

ΔC32%=（2.35/（24-n）-2.35/24）/（2.35/24）×100%=n/（24-n）×100%

（2）（1分）

根据测试结果，分别得到：

ΔC31%=8.6%（1分）

ΔC32%=2.9%（1分）

代入

（1）及

（2）中，分别算出n≈10和1，根据计算结果判断C31有10个元件击穿，C32有1个元件击穿。

（2分）

2.某110kV充油型电流互感器连续两年测得的三相介质损耗因数tanδ分别为：

A相0.213％和0.96％；B相0.126％和0.125％；C相0.152％和0.173％。

试根据此数据判断这组电流互感器的绝缘情况？

（10分）

答案要点：

这组数据都没有超过Q/CSG114002-2011《电力设备预防性试验规程》的要求值2.5％（2分），

但A相连续两年测量值增长数率（0.96-0.213）/0.213*100％=350％（2分）,

而且和B、C相的测量值比较也显著增加（1分）。

综合分析可见，A相互感器的tanδ值虽未超过《规程》要求，但增长速度异常（2分），

且与同类设备比较悬殊较大，故判断绝缘不合格（2分），

明显进水受潮应解体检查处理（1分）。

3.一台型号为S9-50/10GY，联结组别为Yyn0的配电变压器检修后，用QJ23单臂电桥测得其直流电阻值见表：

使用档位

RＡB（Ω）

RBC（Ω）

RCA（Ω）

I

31.82

31.63

31.82

Ⅱ

29.02

29.39

28.75

Ⅲ

29.96

28.18

28.98

试根据这一数据分析该变压器的问题？

答案要点：

I档ΔＲ（%）0.60，Ⅱ档ΔＲ（%）2.03，Ⅲ档ΔＲ（%）6.13。

（2分）

依据Q/CSG114002-2011《电力设备预防性试验规程》的要求线间差别不大于2.0％，（2分）

从数据分析，RAB、RCA在Ⅱ、Ⅲ挡上所测数据超过标准。

（2分）

再换算为相电阻后更能说明间题。

（2分）

使用档位

RAN（Ω）

RBN（Ω）

RCN（Ω）

I

16.05

15.815

15.815

Ⅱ

14.215

14.805

14.535

Ⅲ

15.38

14.58

13.6

说明分接开关在A相Ⅱ、Ⅲ档抽头接反，重新吊芯检查，确实是分接开关在A相Ⅱ、Ⅲ档抽头接反。

（2分）

4.某供电局高压试验班对某变电站型号为SFZ8—31500/110，额定变比为110/10的变压器进行高压侧的交流耐压试验，测得高压绕组对低压绕组的电容C12=9250pF，低压绕组对地的电容C2=21550pF。

原理接线图如下：

1）该接线图是否正确，为什么？

2）若用该接线进行试验时，对变压器施加耐压试验电压为l60kV时（试验变压器T1容量满足试验要求），低压绕组是否会损坏?

为什么？

答案要点:

1）该原理接线图不正确。

（1）低压绕组短路但未接地。

若不接地，低压绕组上将由于电容效应对地产生高于绕组额定电压很高的的电压，造成绕组绝缘损坏。

（2分）

（2）未在被试品上直接测量试验电压。

由于变压器为大容量试品，容升效应会使被试品上的电压比试验变压器的输出电压高，因此需要在被试品上直接测量电压。

（2分）

2）计算如下：

（1）电位分布情况如图所示（画出其中一图得2分）

（2）根据等值电路：

U2=U[C12/（C12+C2）]（1分）

U2=160[9250/（9250+21550）]=48.052kV（1分）

（3）低压绕组的额定电压为10kV，交接时交流耐压试验电压值为30kV，出厂试验值为35kV，均小于48.052kV。

低压绕组对地电位偏高，会造成低压绕组绝缘损坏。

（2分）

√

案例分析题

5.110kV某变#1主变110kV侧直流电阻试验部分档位不平衡率超标分析及处理，请根据试验数据和变压器的结构进行分析。

1）变压器基本情况：

型号：

SFZ8—50000/110，厂家：

云南变压器股份有限公司，出厂日期：

1998年6月，投运日期：

1998年11月，电压组合：

110±8×1.25%/10kV，接线组别：

YN，d11，该变压器110kV侧为有载调压，有载调压开关情况如下：

型号：

CMIII500Y，厂家：

上海华明公司，调压范围：

正反调压共19个档位，其中9、10、11档为额定档。

2）试验情况：

变压器油化验也在合格范围，且与以前数据比较无明显变化。

2006年4月复测结果一致。

110kV侧直流电阻试验数据如下：

（单位：

ｍΩ）

档位

AO

BO

CO

不平衡率℅

1

437.6

437.2

437.0

0.13

2

431.5

431.7

451.2

4.49

3

425.5

426.0

426.0

0.11

4

419.7

420.4

437.8

4.24

5

413.9

414.8

414.8

0.21

6

408.3

409.2

426.3

4.34

7

402.7

403.6

403.7

0.24

8

397.0

398.0

399.1

0.52

91011

390.8

390.9

404.9

3.56

12

399.5

400.0

419.7

4.97

13

402.3

403.5

404.1

0.44

14

408.0

409.2

427.8

4.77

15

413.6

414.8

415.1

0.36

16

419.4

420.4

435.2

3.71

17

424.6

425.9

426.4

0.42

18

430.3

431.6

433.1

0.64

19

436.2

437.3

438.1

0.43

3）变压器110kV侧内部接线原理图（以C相为例）。

答案要点：

根据试验数据和变压器内部结构（见变压器110kV侧内部接线原理图，以C相为例），我们用排除法逐步进行分析：

1、该变压器110kV侧1、19档直流电阻试验合格，可以判断其主线圈、调压线圈及套管没有问题，故障点应该在有载分接开关或者是抽头引线上。

（2分）

2、故障档位均为双数档位，但8、18档直流电阻试验合格，可以判断有载分接开关的切换开关、极性开关、选择开关单数部分和双数部分的动触头没有问题，故障点应该在有载分接开关的选择开关双数静触头至抽头引线线圈侧；（2分）

3、不合格档位的C相电阻值均比其他两相相同档位偏大15~20mΩ左右，比较有规律，所以故障点应该在C相上；（1分）

4、2、12档共用“2”抽头，4、14档共用“4”抽头，6、16档共用“6”抽头，10档用“K”抽头。

故障点应该在有载分接开关C相的选择开关双数选择区的“2”、“4”、“6”、“K”4个静触头至抽头引线接线圈侧。

（1分）

结论：

因此判断故障点在故障点应该在有载分接开关C相的选择开关双数选择区的“2”、“4”、“6”、“K”4个静触头至抽头引线接线圈侧最有可能的原因就是有载调压开关的选择开关C相“2”、“4”、“6”、“K”4个静触头接线端子螺栓松动。

（2分）

见下图（2分）

6.农村电网具有负荷分散、季节性强、平均负荷率低的特点，调容变压器是一种具有大小两个容量，并可根据负荷大小进行调整的配电变压器。

调容变高压侧采用星角转换,低压侧采用串并联转换，其基本原理为：

变压器三相高压绕组在大容量时接成三角形（D），小容量为星形（Y）；低压绕组在大容量时两绕组线段并联再与一绕组线段串联，小容量时绕组线段全部串联。

由大容量调为小容量时，高压绕组变为Y接法而相电压降低，同时低压绕组匝数增加，且低压绕组匝数增加与电压降低的倍数相当，可以保证低压侧输出电压不变。

请分析调容变压器在大容量时的容量与小容量时的容量的倍数关系。

图1大容量图2小容量

答案要点：

因调容变压器高压侧（电源侧）的输入电压在容量变化前后，电源的电压值不变；配变电源侧为高压侧，因此以高压侧绕组容量进行分析；高压绕组单相线圈的阻抗Z不变。

（1）大容量时

加在绕组上的电压为线电压，

（1分）

单相容量为：

（2分）

变压器三相容量为单相容量的3倍：

（2分）

（2）小容量时

加在绕组上的电压为相电压，单相容量为：

（2分）

变压器三相容量为单相容量的3倍：

（2分）

（3）大容量与小容量的倍数关系

，调容变压器在大容量时的容量是小容量时的容量的3倍。

（1分）

7.董师傅带着徒弟小胥一起开展500kV避雷器直流1mA电压U1mA及0.75U1mA下的泄漏电流试验，采取不拆引流线的测试方法；

问题1，徒弟小胥对为什么一定使用屏蔽线和加屏蔽环有疑问，请解释为什么要用屏蔽线与屏蔽环，并说明等电位屏蔽的原理；

问题2，徒弟小胥在避雷器上接好屏蔽线后，董师傅在地面对屏蔽线进行了检查，请具体说明董师傅开展屏蔽线检查的内容及目的；

问题3，测试时，下节末端法兰是否可以不接地，为什么？

问题4，按实际测试需要，完成下图试验接线。

答案要点：

问题1屏蔽线与屏蔽环的作用，等电位屏蔽的原理（每项1分，共3分）

屏蔽线由芯线与屏蔽层构成，由芯线提供流过避雷器本体的泄漏电流，由屏蔽提供空间泄漏电流与沿面泄漏电流。

1）测试避雷器时，为了避免空间泄漏电流的干扰，而采用屏蔽线，空间泄漏电流由屏蔽提供；

2）为避免避雷器沿瓷瓶表面产生的泄漏电流干扰，而采用等电位屏蔽环；

3）等电位屏蔽原理：

在两等电位点间，无电流流动。

问题2（共1分）

董师傅开展接线检查的内容为：

为了避免芯线与屏蔽搭接在一起，引起测量失真问题，董师傅在地面用万用表欧姆档测量了屏蔽线的芯线与屏蔽的通断，屏蔽与芯线不通为正常。

问题3（每项1分，共3分）

1）在测量上节时，下节末端若不接地，则致使避雷器基座承受一定的电压值，易造成基座绝缘击穿或下降，因此在测量上节时，下节避雷器末端法兰盘应接地。

2）测量中节时，采用低压端测量，下节及基座承受的电压很小，且下节避雷器自身电阻远远大于低压测试回路电阻，所以下节避雷器可接地也可不接地。

3）测试下节时，避雷器下端不应直接接地，以避免分流引起的误差。

问题4（每图1分，共3分）

上中下节试验接线图如下：

8.张师傅带着徒弟小王一起开展500kV瓷柱式断路器回路电阻测试。

张师傅作为负责人在值班员工作许可后，召开班前会，交代小王的内容包括工作任务及分工、作业地点及范围、作业环境及风险、安全措施及注意事项。

之后，小王按张师傅交代的工作任务开始登高接线。

小王佩戴好安全带后一人操作登高车登高作业，张师傅同时在断路器下方地面布置测试仪器。

小王接好回路电阻测试线后返回地面。

在测试前，张师傅与值班员联系，合上了该台断路器，并拉开了断路器两侧的接地刀。

之后，张师傅开始了测试。

问题1，请指出此次测试中存在的安全问题。

问题2，测试时，回路电阻测试仪显示开路，张师傅检查发现断路器在合位，两侧测试线外观检查无异常，请帮张师傅分析存在测试仪显示开路的原因，并给出排除此问题的方法。

问题3，测试时，回路电阻测试仪显示的数据为10μΩ，出厂值为30μΩ，请分析此现象的原因，并给出排除此问题的方法。

问题4，测试时，因感应电较强，测试仪所测数值不稳定，该如何排除感应电的影响。

答案要点：

问题1存在的安全问题（每项1分，共3分）

1）安规中规定“被交代人员应准确理解所交代的内容，并签名确认。

”，小王未在工作票上签字。

2）安规中规定工作负责人职责“监护工作班人员执行现场安全措施和技术措施、正确使用劳动防护用品和工器具，在作业中不发生违章作业、违反劳动纪律的行为。

”小王登高作业时，张师傅作为工作负责人（监护人），应监护小王的安全。

3）安规中规定“在进行高处作业时，除有关人员外，不准他人在工作地点的垂直下方及坠物可能落到的地方通行或逗留，防止落物伤人”，张师傅不应在小王登高接线时在断路器下方布置仪器。

问题2（每项1分，共3分）

1）断路器在合位，测试回路电阻测试仪显示开路，此时张师傅应用万用表欧姆档检查电流线是否存在断线，或电流回路电阻是否偏大，电流回路电阻偏大一般为电流线夹与引流线接触不良引起。

2）检查方法

检查断线方法，用万用表分别测试同一侧电压、电流线或两电流线是否通路，不通则为断路。

检查测试回路电阻偏大的方法，用万用表测试断路器两侧电流线间电阻是否偏大。

3）处理方法

处理方法，对于断线，更换导线或对断线处进行处理；对于回路电阻较大的，重新夹电流线夹，并摩擦线夹与接触位置，以消除引流线表面的氧化膜影响。

问题3（共2分）

分析此问题，因回路电阻为电压与电流的比值，怀疑为电压测试线接触不良引起无法取得真实电压信号所致。

可用万用表检查确定是那一侧电压线接触存在问题，然后重新夹接存在问题的电压线夹。

问题4（共2分）

可将断路器一侧接地刀合上，或采用接地线将断路器一侧接地，从而消除感应电的影响。

9.某日凌晨，雷暴雨，某220kV变电站发生了35kV线路跳闸及220kV1号主变跳闸故障。

故障后对跳闸的35kV线路开展全线巡视，发现#2杆A、B、C三相绝缘子整串闪络。

故障发生后，对该1号主变进行了电气试验和油化试验，部分试验结果如下。

表1绕组连同套管的介损及电容量试验数据

加压及接地绕组

tanδ（%）（2010.07.13）

tanδ（%）（2015.06.22）

电容（pF）（2010.07.13）

电容（pF）2015.06.22）

高—中、低、地

0.186

0.222

15700

15690

中—高、低、地

0.206

0.327

21600

21650

ax—高、中、地

0.217

0.217

7785

7786

by—高、中、地

0.216

电压加不上，无测试结果

7832

电压加不上，无测试结果

cz—高、中、地

0.219

0.205

7796

7794

表2绕组直流电阻试验数据

高压侧（mΩ）

档位

RAO

RBO

RCO

ΔR（%）

6档（2015.06.22）油温：

35℃

312.3

309.0

312.1

1.06

中压侧（

）

档位

RAO

RBO

RCO

ΔR（%）

（2015.06.22）油温：

35℃

65.55

65.60

66.32

0.42

低压侧（

）

档位

Rax

Rby

Rcz

ΔR（%）

（2015.06.22）油温：

35℃

32.42

33.44

32.62

3.11

表31号主变油色谱试验数据单位：

μL/L

设备

组分

本体A相中部

本体B相中部

本体C相中部

注意值

H2

97.99

484.72

63.99

≤150

CO

556.21

814.29

545.35

/

CO2

2005.92

2004.78

1967.04

/

CH4

45.38

134.02

39.37

/

C2H6

20.71

27.53

19.70

/

C2H4

32.89

144.56

25.22

/

C2H2

52.37

263.56

38.37

≤5

总烃

151.35

569.95

122.66

≤150

主变参数如下：

型号：

SFSZ10-H-180000/220GY连接组别：

YNyn0d11冷却方式：

ONAF额定电压：

220/115/37kV，该变压器三个单相独立油箱通过油管联通。

问题:

请结合表1-表3分析试验结果所反映出的主变问题，并给出综合判断结果。

答案要点：

问题1（每项2.5分，共10分）

1）从表1绕组连同套管的介损及电容量试验数据来看，B相低压绕组电压加不上去，怀疑是B相低压绕组对地击穿；

2）从直流电阻的测试数据来看，高、中压侧试验结果正常，低压侧直流电阻试验超过标准值，试验数据显示为低压绕组B相电阻值偏大，判断B相绕组存在异常，怀疑发生了断股。

3）从色谱数据来看，A、B、C三相乙炔均超过注意值，A、B相总烃均超过注意值，B相的氢气超过注意值。

从数值上来看，B相表征放电特征气体乙炔和氢气较其他两相数据高，判断B相故障，怀疑A、C相色谱异常为B相故障气体扩散所致。

4）综合判断B相低压绕组存在断股、并发生了对地击穿故障，怀疑A、C相色谱异常为B相故障气体扩散所致。

10.对1根新投产的电缆进行交流耐压试验，电缆的额定电压为：

26/35kV，截面为：

185mm2，长度为：

2km，其每公里电容量为：

0.176uF。

如现有的串联谐振装置共有6台电抗器，每台电抗器为2A/26kV，电感为41H。

请计算并合理选择电抗器的组合方式（试验频率应在30~300Hz范围内）。

（10分）

答案要点：

1）根据规程规定，试验电压应为Ux=2U0=52kV（1分）

2）电缆电容量Cx=2×0.176uF=0.352uF（1分）

3）如采用2台串联，总电感为82H，最大输出电流2A（1分）

试验频率f=1/（2π√LC）=29.6Hz

不满足试验在30~300Hz范围内的要求（1分）

4）如电抗器组合为2串2并，总电感为41H，最大输出电流为4A（1分）

试验频率f=1/（2π√LC）=41.9Hz（1分）

试验电流Ix=Ux2πfCx=52×103×2×3.14×41.9×0.352×10-6=4.81A

试验电流超过最大输出电流（1分）

5）如电抗器组合为2串3并，总电感为27.33H，最大输出电流为6A（1分）

试验频率f=1/（2π√LC）=51.33Hz（1分）

试验电流Ix=Ux2πfCx=52×103×2×3.14×51.33×0.352×10-6=5.89A

最大输出电流和试验频率满足试验要求，选用6只抗器2串3并组合。

（1分）

11.某220kV变电站一台主变压器运行时间较长，为对其内绝缘的老化情况进行评价，可以开展哪些试验项目？

（10分）

答案要点：

变压器内的绝缘是由变压器油与固体绝缘构成的。

（1分）

可以开展以下项目：

1）纸绝缘的聚合度：

新变压器纸绝缘的聚合度一般在1000左右。

纸绝缘的纤维分子在温度、氧和水分等长期作用下降解，大分子断链为小分子，使聚合度降低，材料的韧性和强度下降。

（1分）

2）油中糠醛：

纸绝缘劣化时，纤维大分子容易分解出以糠醛为主的氧杂环化合物。

新油不含糠醛，只有油劣化才会产生糠醛。

（1分）

3）油中含气量：

固体绝缘发生局部或大面积的深度老化时，CO、CO2产气率会急剧增加。

（1分）

4）油中水分：

水分含量高会促进绝缘的老化。

（1分）

5）油酸值检测：

酸值上升会使油的导电性增高，降低油的绝缘性能，运行温度高时还会促使固体绝缘材料老化和造成腐蚀。

（1分）

6）油介质：

油老化产生的杂质，会使介质损耗因素明显增长。

（1分）

7）界面张力：

检查油中含有因老化而产生的可溶性杂质。

（1分）

8）绕组介质损耗测试：

油质老化及局部附着油泥会使介质损耗的测试结果增长。

（1分）

9）局部放电测试：

绝缘老化导致绝缘材料的绝缘性能下降，使该处电场畸变严重，产生明显的局部放电，局部放电产生的化学物质及高温将进一步加速绝缘物的老化、破坏。

因此测量局部放电的强度和规律，可以估计绝缘老化的程度。

（1分）

？

12.对某220kV线路电流互感器的保护绕组进行校验，电流互感器的参数为：

Kalf=30,Rbn=10Ω,Rb=15Ω,Rct=6Ω，变比为1250/1，短路电35kA下，请计算电流互感器的额定二次极限电势是否大于实际的二次极限电势，如不满足可采取什么措施？

（Kalf：

准确限值系数，Ie：

二次额定电流，Rct：

二次绕组电阻，Rbn：

额定负载，Rb：

实际负载，Kpcf：

实际一次电流与额定电流之比，Esl：

额定二次极限电势，Es：

实际的二次极限电势）

答案要点：

Kpcf=35/1.25=28（1分）

Esl=Kalf×Ie（Rct+Rbn）=480V（2分）

Es=Kpcf×Ie（Rct+Rb）=588V（2分）

Esl

电流互感器不满足要求。

（1分）

措施一：

选用Kalf为40的电流互感器，则Esl=640V，可以满足要求（2分）措施二：

将二次实际负荷降低为Rb=10Ω，则Es=448V，可以满足要求（2分）

13.现有一组HY5WZ-51/125型的氧化锌避雷器急需投产，要开展直流参考电压和泄漏电流试验，现场无成套高压直流试验设备。

但有100kV/0.1A的试验变压器一套，调压器与试验变压器匹配；高压硅堆2DL200/0.015，2DL100/0.015；聚笨乙烯电容100kV/0.005μF，耦合电容器110kV/0.066μF；金属膜电阻1M/2W、1M/0.5W；直流微安表0.5级、量程0—2000μA，0.5级、量程0—100μA等设备。

1）请对以上设备进行选择，并说明选择理由。

2）根据选择的设备组成合适的试验回路，并画出接线图。

答案要点：

1）要开展HY5WZ-51/125型的氧化锌避雷器的直流参考电压和泄漏电流试验需选择以下设备：

100kV/0.1A的试验变压器一套，调压器与试验变压器匹配。

理由：

选做高压输出设备，可输出140kV直流电压，满足直流参考电压试验要求。

（1分）

2DL200/0.015高压硅堆。

理由：

作为整流元件，反峰电压值应大于所加最高交流电压有效值的2√2倍。

（1.5分）

耦合电容器110kV/0.066μF。

理由：

选做滤波电容，一般取0.1μF左右。

（1.5分）

金属膜电阻1M/2W。

理由：

选做限流电阻，一般按每伏10Ω选择；由于输出电流为1000μA，电阻为106Ω，所以P=I2R=（1×10-3）21×106=1W。

（2分）

直流微安表0.5级，0—2000μA。

理由：

选做测量泄漏电流表，测量