2023學年完整公開課版試驗變壓器

學習情景三電氣試驗常用儀器

項目八耐壓試驗設備——試驗變壓器

主講：王運莉試驗變壓器

用于高壓試驗的特制變壓器稱為高壓試驗變壓器，可分為油浸式試驗變壓器，充氣式試驗變壓器，干式試驗變壓器三種。油浸式試驗變壓器

容量大，價格便宜，維修方便，主流產(chǎn)品，但隨著容量的增大，設備體積也會增加，因為是油浸式的，所以比較容易臟，但使用年限長。

產(chǎn)品類型：交流、交直流、交流串級、交直流串級。

電壓范圍：0.5~300KV。

額定容量：1~300kVA；充氣式試驗變壓器

價格高，滅弧性好，重量輕，外形精美，潔凈，無油污，勿需維護，不受惡劣氣候環(huán)境影響，現(xiàn)場搬運勿須靜止即可做試驗，絕緣強度高于油浸試驗變壓器，電暈極小。

電壓等級：10~600KV

容量范圍：1~600KVA干式試驗變壓器

價格高、重量輕、體積小、造型美觀、性能穩(wěn)定、使用攜帶方便、無滲漏油等優(yōu)點。并有效地削弱了漏磁提高了絕緣強度和抗?jié)衲芰?。但容量最大只能做?0kVA，電壓最高100kV。輸出電壓：10--100kV輸出容量：0.5--20kVA試驗變壓器與電力變壓器的比較與電力變壓器比較，試驗變壓器有以下特點：1.試驗變壓器的容量不大。2.試驗變壓器一般為單相油浸式。3.由于試驗變壓器連續(xù)工作時間短，不需要散熱裝置。4.絕緣裕度較低，不需考慮試驗變壓器受大氣或內(nèi)部過電壓的影響。5.工頻輸出電壓高，可達到幾百到幾千kV。試驗變壓器與電力變壓器的比較試驗變壓器的運行條件與電力變壓器有不同：1.試驗變壓器在大多數(shù)情況下工作在電容性負荷下；而電力變壓器一般工作在電感性負荷下。2.試驗變壓器所需試驗功率不大，所以變壓器的容量不很大；而高壓電力變壓器的容量都很大。3.試驗變壓器在工作時，經(jīng)常要放電；電力變壓器在正常運行時，發(fā)生事故短路的機會是不多的，而且即使發(fā)生，繼電保護裝置會立即斷開電源。試驗變壓器與電力變壓器的比較4.電力變壓器在運行中可能受到大氣過電壓及操作過電壓的侵襲；而試驗變壓器并不受到大氣過電壓的作用，但由于試品放電的緣故，它在工作時也可能在繞組上產(chǎn)生梯度過電壓。5.試驗變壓器工作時間短，在額定電壓下滿載運行的時間更短。譬如進行電氣設備的耐壓試驗常常是1min工頻耐壓，而電力變壓器則幾乎終年或多年在額定電壓下滿載運行。6.試驗變壓器工作溫度低；而電力變壓器溫升較高，也因此電力變壓器都帶有散熱管、風冷甚至強迫油循環(huán)冷卻裝置，而試驗變壓器則沒有各種附加的散熱裝置或只有簡單的散熱裝置。試驗變壓器的選擇試驗時應根據(jù)被試設備的電容量和試驗時的最高電壓來選擇試驗變壓器。電壓的選擇：應根據(jù)被試品的試驗電壓要求，首先選用具有合適電壓的試驗變壓器，使試驗變壓器的高壓側額定電壓Ue大于被試品的試驗電壓并考慮試驗變壓器低壓側電壓是否與現(xiàn)場的電源電壓及調(diào)壓器相匹配進行選擇。試驗變壓器的選擇

試驗變壓器的選擇額定電壓kV510253550100150250

額 定 容 量kVA33335102525055551025505001010101025501001000252525501001505050100200300100250250150500400200750國產(chǎn)試驗變壓器的額定電壓和額定容量試驗變壓器的選擇國產(chǎn)試驗變壓器的額定電壓和額定容量額定電壓kV300500750100015002250

額 定 容 量kVA3003007501000750225012005001500200015009000100030001500試驗變壓器的選擇常見的試品電容量試驗變壓器的選擇某變電所需對大修后的一臺35kV/10kV/3200kVA的電力變壓器進行高壓繞組對低壓繞組和鐵芯、鐵外殼（后兩者良好接地）進行工頻耐壓試驗，已用電橋測出其高壓繞組對低壓繞組和地之間的電容量為5870pF，請選擇一臺合適的高壓試驗變壓器。試驗：工頻耐壓試驗試品：35kV/10kV/3200kVA的電力變壓器試品電容：5870pF試驗變壓器的選擇選取原則：所需的試驗變壓器額定電壓UN，應不低于試驗電壓U

。試驗變壓器的額定容量SN應這樣來選擇：SN≥IsUN題解：確定試驗電壓：查閱有關規(guī)程可知，此時變壓器應施加的試驗電壓應為68kV計算試驗電流：加壓時，試驗變壓器高壓繞組流過的電流有效值為：Is＝ωCU×10-9

A

＝2πfCU×10-9

＝314×5870×68×10-9=0.125A試驗變壓器的選擇所需的試驗容量：SN

＝IsU＝0.125A×68kV＝8.5kVA選擇試驗變壓器的電壓：據(jù)前表所示，試驗變壓器的額定電壓選100kV試驗變壓器的選擇選擇試驗變壓器容量：試驗變壓器的額定容量不能選擇10kVA的，因為這種容量的變壓器高壓繞組最大只能流過0.1A確定試驗變壓器：此時應選擇100kV/25kVA的現(xiàn)成商品試驗變壓器以滿足選取原則。即25kVA>8.5kVA試驗變壓器的選擇

在進行交流耐壓試驗時，當單臺試驗變壓器輸出電壓無法滿足試驗要求時，可采用串級接線方法來獲得更高的電壓三臺試驗變壓器串級試驗原理接線圖P---試驗變壓器容量，kVA；V---電壓，kV；G1、G2---絕緣支架

試驗變壓器的選擇

三臺試驗變壓器組合后第一級和第二級的每個單元試驗變壓器中都有一個勵磁繞組A1、C1和A2、C2。低壓電源加在試驗變壓器Ⅰ的一次繞組a1、x1上，單臺試驗變壓器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的輸出電壓都是V。勵磁繞組A1、C1給第二級試驗變壓器Ⅱ的一次繞組供電；第二級試驗變壓器Ⅱ的勵磁繞組A2、C2

給第三級試驗變壓器Ⅲ的一次繞組供電。

第二級試驗變壓器Ⅱ和第三級試驗變壓器Ⅲ的箱體分別處在對地為1V和2V的高電位上，所以箱體對地是絕緣的，試驗變壓器Ⅰ的箱體是接地的。

這樣第一級、第二級、第三級試驗變壓器對地的額定輸出電壓分別為1V、2V、3V；它們的容量分別為3P、2P、1P。試驗變壓器的選擇

2250kV戶外串級工頻試驗變壓器串聯(lián)諧振耐壓設備

交流耐壓試驗雖對發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷有效，但對大電容量的設備進行耐壓試驗時，由于電容電流較大，要求高電壓試驗變壓器的額定電流須在l000mA以上，因此試驗變壓器容量要求非常大，試驗設備笨重，不便搬運，給現(xiàn)場試驗帶來了困難。為了解決這個問題，人們利用串聯(lián)諧振的原理，生產(chǎn)了出新型的耐壓設備---串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置。串聯(lián)諧振耐壓設備串聯(lián)諧振基本原理圖

串聯(lián)諧振可通過調(diào)節(jié)電感、電容或頻率使電路達到諧振條件。

由于該試驗大多是針對現(xiàn)場大電容設備進行的，因而電容確定后，一般通過采用調(diào)感或調(diào)頻來進行補償，使試驗回路達到串聯(lián)諧振狀態(tài)。調(diào)感式串聯(lián)諧振試驗裝置

采用鐵芯氣隙可調(diào)節(jié)的高壓電抗器，其缺點是噪聲大、機械結構復雜、設備笨重、運輸困難，但試驗電源頻率一般為工頻。目前調(diào)感式串聯(lián)諧振試驗裝置應用較少。調(diào)頻式串聯(lián)諧振試驗裝置

采用固定的高壓電抗器，試驗回路由可控硅變頻電源裝置供電，頻率在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，其特點是尺寸小、質(zhì)量輕、品質(zhì)因數(shù)髙，但試驗電源頻率非工頻，不過均認為試驗電壓頻率在10?300Hz范圍內(nèi)與工頻電壓試驗基本等效。目前調(diào)頻式串聯(lián)諧振試驗裝置已被廣泛應用。調(diào)頻式串聯(lián)諧振試驗裝置調(diào)頻式串聯(lián)諧振試驗裝置變頻式串聯(lián)諧振試驗裝置一般分為以下四部分：1.變頻諧振電源變頻串聯(lián)諧振系統(tǒng)的核心設備，其作用是將AC220V/380V，50Hz電源變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)，同時集保護、控制、監(jiān)測功能于一體。2.勵磁