第1章 变压器试验基础 1
1.1 概述 1
1.2 变压器试验的标准 2
1.3 变压器的试验项目 4
1.3.1 例行试验 4
1.3.2 型式试验 4
1.3.3 特殊试验 5
1.4 试验误差 6
1.4.1 误差的定义 6
1.4.2 按误差规律分类 8
1.4.3 误差的表达 9
1.4.4 误差的处理 11
1.4.5 精密度、正确度和准确度 11
1.5 不确定度和极限误差 12
1.6 测量结果的有效数字 13
1.6.1 数字的修约规则 14
1.6.2 有效数字 14
第2章 电压比测量及联结组标号检定 16
2.1 概述 16
2.1.1 电压比测量的目的 16
2.1.2 电压比的允许偏差 16
2.2 电压比测量 18
2.2.1 测量方法 18
2.2.2 测量线路和测量方法 21
2.2.3 试验例 27
2.3 绕组联结组标号检定 29
2.3.1 绕组联结组 29
2.3.2 绕组联结组标号的测量 33
第3章 绕组直流电阻测量 38
3.1 测量的目的和要求 38
3.2 测量方法 39
3.2.1 电桥法 39
3.2.2 伏-安表法 46
3.2.3 变压器直流电阻测量装置 48
3.3 测量结果计算 50
3.3.1 环境温度下测量结果换算到其他温度 50
3.3.2 相电阻和线电阻的计算 51
3.3.3 线电阻和相电阻的不平衡率 51
3.4 变压器直流电阻测量时的时间常数 55
3.4.1 单相变压器 57
3.4.2 三相三铁心柱变压器，绕组三角形（D）联结 58
3.4.3 三相五铁心柱变压器 61
3.5 测量直流电阻时选用的电流值 61
3.6 缩短测量时间的方法 63
3.6.1 恒流源法 64
3.6.2 减小时间常数法 65
3.6.3 绕组串联法 66
3.6.4 感应电动势法 66
3.6.5 短路另一侧绕组 68
3.7 测量直流电阻的注意事项 69
3.8 电阻测量时的温度测量 69
3.9 变压器电阻测量实例 70
3.9.1 变压器数据 70
3.9.2 试验结果 70
参考文献 72
第4章 变压器损耗测量及误差 73
4.1 概述 73
4.1.1 空载损耗 73
4.1.2 负载损耗 73
4.1.3 辅机损耗 74
4.2 变压器损耗测量的线路 74
4.2.1 单相变压器损耗测量线路 74
4.2.2 三相变压器损耗测量线路，三瓦特表法 76
4.2.3 三相变压器损耗测量线路，二瓦特表法 78
4.2.4 新型变压器损耗测量线路 80
4.3 损耗测量及误差 81
4.3.1 损耗的表达式及误差 81
4.3.2 变压器负载损耗测量时的cos？ 82
4.4 影响损耗测量的各种因素 85
4.4.1 系统误差 85
4.4.2 未定系统误差 88
4.4.3 随机误差 90
4.5 三相试验的二瓦特表法和三瓦特表法 91
4.5.1 二瓦特表法由未定系统误差引起的误差 91
4.5.2 三瓦特表法由未定系统误差引起的误差 95
4.5.3 随机误差的影响 97
4.5.4 随机误差和未定系统误差的合成不确定度 100
4.6 新型损耗测量系统 100
4.6.1 系统构成 100
4.6.2 标准测量系统的功率测量的不确定度 105
4.6.3 新型损耗测量系统和标准损耗测量系统在现场损耗测量的对比试验结果 106
4.6.4 变压器测试系统 106
参考文献 108
第5章 空载试验 109
5.1 概述 109
5.2 空载试验的程序 109
5.3 变压器的空载损耗和空载电流 110
5.3.1 空载损耗 110
5.3.2 空载电流 113
5.4 铁心常用的电工钢带品种 113
5.5 空载试验的方法和线路 115
5.5.1 试验线路 115
5.5.2 空载试验方法 115
5.6 空载试验所用的设备和仪器仪表 120
5.6.1 试验电源 120
5.6.2 中间变压器 123
5.6.3 测量用互感器和仪表 123
5.7 铁心绕临时绕组的试验 124
5.8 非额定条件下的空载试验 126
5.8.1 波形非实际正弦波 126
5.8.2 电压不是额定电压时进行空载试验 126
5.8.3 单相试验 127
5.9 空载试验的不确定度 134
5.9.1 功率因数cos？的影响 134
5.9.2 电压表的影响 134
5.10 空载试验实例 135
5.10.1 变压器型式 135
5.10.2 铁心绕临时绕组的空载试验 135
5.10.3 半成品空载试验 136
5.10.4 成品空载试验 137
5.10.5 空载试验结果 138
5.11 空载电流谐波测量 139
5.11.1 三相三柱铁心变压器的空载电流谐波 139
5.11.2 三相五柱铁心变压器的空载电流谐波 140
参考文献 141
第6章 负载损耗和短路阻抗测量 142
6.1 负载试验概述 142
6.1.1 负载损耗 143
6.1.2 短路阻抗 144
6.2 负载损耗和短路阻抗的测量 145
6.2.1 试验线路 145
6.2.2 负载试验的方法 145
6.2.3 负载损耗的测量结果 145
6.2.4 负载损耗校正到参考温度 146
6.2.5 短路阻抗试验结果的计算 151
6.3 非额定条件下负载损耗和短路阻抗的测量 151
6.3.1 非额定电流条件下负载损耗和短路阻抗的测量 151
6.3.2 非额定频率条件下负载损耗和短路阻抗的测量 154
6.3.3 三相变压器的单相负载损耗和短路阻抗的测量 155
6.4 负载损耗和短路阻抗测量应注意的问题 156
6.4.1 正确选择试验电源容量 156
6.4.2 负载损耗和短路阻抗测量试验时的功率因数cos？ 157
6.4.3 负载损耗和短路阻抗测量持续时间 157
6.4.4 负载损耗和短路阻抗测量使用的短路连接线 158
6.5 试验实例 158
6.5.1 三绕组变压器 158
6.5.2 自耦变压器 161
6.5.3 分裂变压器负载损耗和短路阻抗测量 165
第7章 绝缘特性测量 170
7.1 绝缘特性测量的目的和意义 170
7.2 绝缘电阻及介质的吸收现象 170
7.2.1 物理现象 170
7.2.2 绝缘电阻 171
7.2.3 吸收比、极化指数 172
7.2.4 绝缘电阻、吸收比、极化指数的试验方法及试验用仪器仪表 173
7.2.5 绝缘电阻测量时的注意事项 175
7.2.6 绝缘电阻试验结果的判定 176
7.3 介质损耗因数（tanδ）试验 180
7.3.1 绝缘介质损耗因数特性 180
7.3.2 tanδ——电压特性 183
7.3.3 tanδ——温度特性 185
7.3.4 tanδ测定使用的仪器及试验方法 187
7.3.5 测量注意事项 190
第8章 变压器的绝缘结构 192
8.1 概述 192
8.2 变压器上的作用电压 192
8.2.1 变压器上的作用电压的种类 192
8.2.2 外部过电压（冲击电压）的波形 193
8.2.3 内部过电压的波形 195
8.2.4 变压器绕组的绝缘水平 196
8.3 变压器中电场的基本类型及绝缘分类 197
8.3.1 概述 197
8.3.2 变压器内部绝缘结构 199
8.3.3 变压器外部绝缘 199
8.4 电力变压器使用的主要材料及其在各种电场下的特性 200
8.4.1 变压器油 200
8.4.2 绝缘纸和绝缘纸板 204
8.5 变压器中的基本绝缘结构 210
8.5.1 变压器绕组间的主绝缘结构 210
8.5.2 变压器绕组的纵绝缘 213
8.5.3 用计算机计算绕组的波过程 219
8.5.4 改善冲击电压分布的几种方法 224
8.5.5 变压器的端绝缘结构 231
8.5.6 变压器的引线绝缘 233
8.6 变压器局部放电问题 234
参考文献 235
第9章 外施耐压试验 236
9.1 概述 236
9.2 试验设备 237
9.2.1 试验变压器 237
9.2.2 试验电源 243
9.2.3 工频耐压试验时的保护装置 246
9.2.4 工频耐压试验中的电压测量装置 248
9.3 变压器工频耐压试验 254
9.3.1 试验接线 254
9.3.2 试验注意事项 257
9.3.3 外施耐压试验结果的判断 258
9.4 试验实例 259
9.4.1 试验变压器及电源选择 260
9.4.2 测量及仪表 260
9.4.3 无功补偿 262
9.4.4 试验线路 265
9.4.5 试验操作 265
第10章 感应耐压试验 270
10.1 概述 270
10.2 试验要求 270
10.3 感应耐压试验方法 271
10.3.1 全绝缘变压器 271
10.3.2 分级绝缘变压器 272
10.4 感应耐压试验设备 288
10.4.1 试验电源 288
10.4.2 中间变压器 289
10.4.3 支撑变压器 290
10.5 感应耐压试验应注意的几个问题 290
10.5.1 试验准备及监测 290
10.5.2 同步发电机的自励磁现象 291
10.5.3 试验电压的测量 291
10.5.4 试验结果的判定 292
10.6 实例与分析 292
参考文献 297
第11章 局部放电测量 298
11.1 概述 298
11.2 局部放电有关基本概念和基本理论 298
11.2.1 局部放电的表征参数及其相互关系 298
11.2.2 局部放电测量方法 301
11.3 变压器局部放电的特点 306
11.3.1 变压器中产生局部放电的几种典型结构及因素 307
11.3.2 放电脉冲在变压器绕组中的传播特性 309
11.4 变压器局部放电的测量 312
11.4.1 试验方法及标准 312
11.4.2 测试回路 315
11.4.3 放电量的校准方法 316
11.4.4 校准脉冲参数对定量校准的影响 318
11.5 国内外几种常用的局部放电测试仪 319
11.6 变压器局部放电测量中的抗干扰措施 321
11.6.1 试验室的屏蔽 321
11.6.2 变压器高压线端的屏蔽 322
11.7 变压器局部放电定位方法 323
11.7.1 电气定位法 323
11.7.2 超声波定位法 325
11.8 局部放电测量中应注意的几个问题 332
11.8.1 高压套管内部放电 332
11.8.2 局部放电测试仪频带宽度的选择 334
11.8.3 注意事项 334
11.9 局部放电测量实例 335
参考文献 337
第12章 雷电冲击电压试验及低电压冲击测量 338
12.1 概述 338
12.2 冲击电压发生器 338
12.2.1 标准冲击电压波形 339
12.2.2 冲击电压发生器的工作原理 342
12.2.3 截波电压的产生 348
12.2.4 冲击电压发生器实例 349
12.3 冲击电压测量技术 353
12.3.1 利用球间隙测量冲击电压 354
12.3.2 冲击分压器测量系统 354
12.3.3 使用电场探头测量冲击电压 366
12.3.4 冲击电压数字测量技术 369
12.4 变压器冲击试验 377
12.4.1 冲击试验方法 378
12.4.2 冲击试验故障判断原理及方法 383
12.4.3 冲击试验的典型示伤波形 397
12.4.4 变压器冲击试验实例 408
12.5 低电压冲击测量 409
12.5.1 低电压冲击波发生器 410
12.5.2 测量仪器 411
12.5.3 测量实例 413
参考文献 420
第13章 操作冲击电压试验 422
13.1 概述 422
13.2 操作冲击电压波形 424
13.3 操作冲击电压波形的产生 425
13.3.1 利用冲击电压发生器产生操作冲击电压 425
13.3.2 利用变压器低压励磁产生操作冲击电压 427
13.4 操作冲击电压波形参数的估算 428
13.4.1 变压器等效参数的确定 428
13.4.2 利用冲击电压发生器产生操作冲击电压的参数估算 432
13.4.3 利用变压器产生操作冲击电压的参数估算 435
13.5 变压器操作冲击试验 438
13.5.1 操作冲击试验线路及方法 439
13.5.2 操作冲击电压试验的故障诊断 441
13.5.3 操作冲击试验实例 444
参考文献 447
第14章 无线电干扰测量 448
14.1 概述 448
14.2 无线电干扰 448
14.2.1 无线电干扰的主要来源 448
14.2.2 无线电干扰的性质 449
14.2.3 无线电干扰的传播途径 449
14.3 测量仪器原理及要求 449
14.3.1 干扰测量仪的工作原理 450
14.3.2 对测量仪的技术要求 451
14.4 变压器无线电干扰测量 452
14.4.1 无线电干扰测量原理及线路 452
14.4.2 试品无线电干扰水平的确定 454
14.4.3 利用“直接校对定度法”确定试品的干扰水平 455
参考文献 456
第15章 变压器油试验 458
15.1 变压器油基础知识 458
15.1.1 变压器油的化学组成 458
15.1.2 变压器油和变压器的密切关系 458
15.1.3 变压器油试验的意义及质量指标、试验方法 459
15.2 取样 461
15.2.1 取样方法的重要性 461
15.2.2 取样基本要求 461
15.2.3 取样操作 463
15.3 密度 463
15.3.1 概述 463
15.3.2 测试仪器 464
15.3.3 测试操作 465
15.3.4 极低、极高温度下油密度的测试 465
15.4 运动粘度 466
15.4.1 概述 466
15.4.2 测试仪器与所需材料 467
15.4.3 测试操作 469
15.5 凝点和倾点 470
15.5.1 概述 470
15.5.2 凝点测试仪器与冷却剂 471
15.5.3 凝点测试操作 472
15.5.4 倾点测试和凝点测试的异同 473
15.6 闪点 474
15.6.1 概述 474
15.6.2 测试仪器 475
15.6.3 测试操作 475
15.7 水溶性酸或碱 476
15.7.1 概述 476
15.7.2 水溶性酸碱定性测定法 476
15.7.3 pH值比色测定法 477
15.8 酸值 478
15.8.1 概述 478
15.8.2 标准氢氧化钾乙醇溶液的配制 479
15.8.3 指示剂法 480
15.8.4 电位滴定法 481
15.8.5 快速测定法简介 482
15.9 腐蚀性硫 482
15.9.1 概述 482
15.9.2 测试方法 483
15.10 界面张力 484
15.10.1 概述 484
15.10.2 测试仪器 485
15.10.3 测试操作 486
15.11 抗氧化安定性 487
15.11.1 概述 487
15.11.2 测试仪器和材料 487
15.11.3 氧化老化过程 489
15.11.4 沉淀物测定操作 489
15.11.5 酸值测定操作 491
15.12 含水量 492
15.12.1 概述 492
15.12.2 测试原理和仪器 492
15.12.3 测试操作 495
15.13 含气量 496
15.13.1 概述 496
15.13.2 真空盐水法 497
15.13.3 二氧化碳洗脱法 499
15.14 击穿电压 502
15.14.1 概述 502
15.14.2 测试仪器和条件 503
15.14.3 测试操作 506
15.15 介质损耗因数（tanδ） 506
15.15.1 概述 506
15.15.2 测试仪器 507
15.15.3 测试操作 510
15.16 油中溶解气体组分分析 511
15.16.1 概述 511
15.16.2 脱气方法 512
15.16.3 色谱仪 514
15.16.4 计算方法 516
15.16.5 测试操作 518
15.16.6 变压器故障诊断方法 520
15.17 非国标项目 521
15.17.1 体积电阻率 521
15.17.2 析气性 522
15.17.3 杂质颗粒含量 525
15.17.4 油流带电度 526
参考文献 527
第16章 温升试验 529
16.1 概述 529
16.1.1 油浸式电力变压器的温升限值 529
16.1.2 干式电力变压器的温升限值 531
16.2 变压器的发热和冷却 531
16.2.1 变压器的发热过程 531
16.2.2 变压器的发热和冷却 533
16.3 温升试验 536
16.3.1 直接负载法 537
16.3.2 相互负载法 538
16.3.3 循环电流法 541
16.3.4 零序电流法 544
16.3.5 短路法 547
16.4 温度测量 552
16.4.1 变压器油顶层温度测量 552
16.4.2 变压器油的平均温度 555
16.4.3 冷却介质温度测量 555
16.4.4 绕组温度测量 559
16.5 温升试验结果的计算 564
16.5.1 电源切断瞬间绕组的温度 565
16.5.2 传统的图解外推法 566
16.5.3 确定绕组内油平均温升和绕组温升的另一种方法 567
16.5.4 油平均温升变化的修正 569
16.5.5 非标准试验状态的校正 570
16.6 温升试验电源容量补偿和中间变压器 571
16.6.1 电源容量计算 571
16.6.2 电源补偿及中间变压器 571
16.7 变压器局部温度测量 573
16.7.1 变压器绕组热点温度测量 573
16.7.2 油箱外部的局部温度测量 576
16.7.3 变压器油的色谱分析 576
16.8 温升试验实例 576
16.8.1 变压器规格 576
16.8.2 试验方案 577
16.8.3 试验 579
16.8.4 试验数据计算 582
参考文献 584
第17章 变压器声级测定 586
17.1 概述 586
17.2 有关噪声的几个基本概念 586
17.2.1 噪声 586
17.2.2 声压、声强、声功率 586
17.2.3 声压级、声强级、声功率级 587
17.2.4 响度级和等响度曲线 588
17.2.5 声级 589
17.3 变压器噪声的来源 590
17.3.1 变压器本体噪声 590
17.3.2 冷却装置的噪声 590
17.4 变压器声级测量方法 591
17.4.1 声压测量法 591
17.4.2 IEC 60076—10修订稿和GB 7328—87的不同之处 596
17.4.3 声强测量法 598
17.4.4 声功率级的计算 599
17.5 声压法测定变压器声级实例 600
17.5.1 变压器运行条件 600
17.5.2 测量位置 600
17.5.3 测量仪器 601
17.5.4 测量结果 601
17.5.5 测量环境校正值K的确定 602
17.5.6 声级计算 603
参考文献 604
第18章 短路试验 605
18.1 概述 605
18.2 变压器绕组受力情况及短路过渡过程 605
18.2.1 变压器绕组受力情况 605
18.2.2 短路过渡过程 607
18.3 试验标准及要求 609
18.3.1 对称短路电流 609
18.3.2 对称短路电流的持续时间 610
18.3.3 最高平均温度的最大允许值 610
18.3.4 短路电流峰值 612
18.4 短路试验方法 612
18.4.1 变压器短路试验条件 612
18.4.2 短路试验线路 613
18.4.3 双绕组变压器的短路试验 613
18.4.4 三绕组及自耦变压器的短路试验 615
18.5 试验结果判断 615
18.5.1 GB 1094.5—85中规定的方法 615
18.5.2 低压脉冲法（LVI法）和频率响应分析法（FRA法） 616
18.6 提高变压器承受短路能力的措施 619
18.7 试验实例 620
参考文献 623
第19章 油流带电测量 624
19.1 概述 624
19.2 变压器油流带电的测量方法 627
19.2.1 长时间空载试验 628
19.2.2 油流静电试验 628
19.2.3 转动油泵时的局部放电测量 628
19.3 试验实例 628
19.3.1 产品型号 629
19.3.2 油流带电试验 629
第20章 冷却装置试验 631
20.1 概述 631
20.2 片式散热器 631
20.2.1 型式及规格 631
20.2.2 型号编制 632
20.2.3 试验方法及要求 633
20.3 强迫油循环风冷却器 636
20.3.1 型式及规格 637
20.3.2 型号编制 637
20.3.3 试验方法及要求 637
20.4 强迫油循环水冷却器 643
20.4.1 型式及规格 643
20.4.2 型号编制 643
20.4.3 试验方法及要求 644
20.5 强迫油循环风冷却器冷却容量和油路压降试验实例 647
20.5.1 冷却容量测量 648
20.5.2 油路压降测量 649
20.6 风扇电动机和油泵电动机汲取功率测量 649
20.6.1 风扇电动机汲取功率测量 649
20.6.2 油泵电动机汲取功率测量 651
参考文献 652
第21章 分接开关试验 653
21.1 分接开关的额定值 653
21.1.1 无励磁分接开关的额定值 653
21.1.2 有载分接开关的额定特性 655
21.1.3 分接开关的技术要求 656
21.1.4 无励磁分接开关绝缘试验 656
21.1.5 有载分接开关绝缘试验 656
21.1.6 无励磁分接开关的密封试验 657
21.1.7 有载分接开关的压力及真空试验 657
21.1.8 有载开关机械试验 657
21.1.9 电动机构试验 658
21.1.10 有载分接开关的切换试验 659
21.1.11 顺序试验 661
21.2 触头压力测量 661
21.3 触头接触电阻测量 662
21.3.1 接触电阻的物理现象 662
21.3.2 接触电阻的测量 665
21.4 转动力矩测量 666
21.4.1 转动力矩的要求 666
21.4.2 转动力矩的测量 666
21.5 绝缘耐压试验 667
21.5.1 分接开关绝缘试验的一般要求 667
21.5.2 工频耐压试验 667
21.5.3 冲击耐受电压试验 668
21.5.4 操作冲击电压试验 670
21.6 局部放电测量 671
21.7 密封试验 672
21.7.1 油压密封试验 672
21.7.2 有载分接开关油室氟里昂气体试验法 672
21.8 短路电流试验 672
21.8.1 试验要求 672
21.8.2 试验线路 672
21.8.3 线路计算实例 675
21.8.4 短路电流的试验方法 677
21.9 温升试验 679
21.9.1 温升试验的一般条件 679
21.9.2 温升试验 680
21.10 有载开关的切换试验 681
21.10.1 工作负载切换试验 681
21.10.2 开断容量试验 683
21.10.3 试验的主回路 683
21.11 过渡阻抗试验 693
21.11.1 装在开关中按产品使用情况试验 694
21.11.2 脉冲电流法 694
21.12 顺序试验 694
21.12.1 分接开关触头动作顺序测量 694
21.12.2 切换开关触头切换程序测量 696
21.13 机械寿命试验 696
21.13.1 无励磁分接开关 696
21.13.2 有载分接开关 697
21.14 有载分接开关低温试验 698
参考文献 698
第22章 三相变压器零序阻抗测量 699
22.1 概述 699
22.2 三相系统的对称分量 699
22.3 变压器的阻抗 701
22.3.1 三相变压器的正序阻抗和负序阻抗 701
22.3.2 三相变压器的零序阻抗 701
22.4 零序阻抗的测量 708
22.4.1 Yyn联结变压器的零序阻抗试验 708
22.4.2 YNd联结变压器的零序阻抗测量 709
22.5 试验实例 709
22.5.1 绕组YNd联结，三相三柱铁心变压器 709
22.5.2 绕组YNynd联结，三相三柱铁心变压器 709
22.5.3 绕组YNd联结，三相五柱铁心变压器 710
22.5.4 绕组YNynd联结，三相五柱铁心变压器 711
第23章 变压器安装后的交接试验 712
23.1 交接试验的目的和项目 712
23.1.1 交接试验的目的 712
23.1.2 交接验收试验项目 712
23.1.3 交接试验的程序 713
23.2 绕组直流电阻测定 714
23.2.1 测定绕组直流电阻的目的 714
23.2.2 现场测定绕组直流电阻的方法 715
23.2.3 现场测量绕组直流电阻时的注意事项 717
23.3 绝缘电阻测量 719
23.3.1 绝缘电阻含义及用途 719
23.3.2 绝缘电阻的定义及测量方法 720
23.3.3 吸收比的含义及功能 724
23.3.4 极化指数的含义及功能 725
23.4 测量介质损耗 725
23.4.1 介质损耗的表征及测量方法 725
23.4.2 测量绕组连同套管的tanδ 726
23.4.3 测量电容式套管的tanδ 729
23.4.4 测量变压器油的tanδ 731
23.5 绝缘耐压试验 731
23.5.1 绝缘耐压试验的内容和作用 731
23.5.2 绕组连同套管的交流耐压试验 732
23.5.3 绕组连同套管的局部放电试验 735
23.6 运行电压性能的检测 737
23.6.1 运行电压性能的含义及检测 737
23.6.2 检查所有分接头的电压比 737
23.6.3 检查三相变压器的联结组别和单相变压器引出线的极性 738
23.6.4 检查相位 738
23.7 非纯瓷套管的试验 739
23.7.1 非纯瓷套管的类型及试验项目 739
23.7.2 试验方法和要求 740
23.8 变压器油试验 742
23.8.1 变压器油的试验项目 742
23.8.2 变压器油的试验方法 742
23.9 有载分接开关的检查和试验 744
23.9.1 检查和试验项目 744
23.9.2 切换装置可靠性检验 744
23.9.3 有载分接开关整体功能的可靠性 746
23.9.4 控制系统的可靠性 746
23.10 额定电压下的冲击合闸试验 747
23.10.1 冲击合闸试验的目的 747
23.10.2 冲击合闸试验的方法 747
23.10.3 对冲击合闸试验的几点看法 748
23.11 声级测量 750
参考文献 751