試驗(yàn)變壓器容量選擇

1、高壓的詳細(xì)介紹YD系列輕型高壓試驗(yàn)變壓器 是一種新型高壓測(cè)試設(shè)備，本系列產(chǎn)品采用單框芯式鐵芯結(jié)構(gòu)，初級(jí)繞組 和高壓繞組同軸繞制在鐵芯上，從而減少漏磁通，增大繞組間的耦合。產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)緊湊，通用性強(qiáng), 使用攜帶方便，適用于電力系統(tǒng)及電力用戶在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)各種高壓電器設(shè)備的絕緣性能，是電力設(shè)備檢測(cè)及預(yù)防性試驗(yàn)所必備的試驗(yàn)儀器。YD系列輕型高壓試驗(yàn)變壓器除了可于交流工頻耐壓試驗(yàn)，如果配以同等電壓等級(jí)和同等容量的電容、硅堆及高壓直流微安表，便可組裝成直流高壓試驗(yàn)裝置，可以測(cè)量高壓直流泄漏電流。二、型號(hào)含義三、原理圖03W 威40073D3CCCCCECTIH ：=試從 16代帽四、技術(shù)要求1、試驗(yàn)變壓器

2、使用環(huán)境要求：輸入電壓：交流 220V或380V , 50Hz ;環(huán)境溫度：-40 C40 C;相對(duì)濕度： 85% （環(huán)境溫度為25 C時(shí)）；不含有化學(xué)性氣體及蒸汽的環(huán)境中；無爆炸性危險(xiǎn)的氣體中；不受雨水浸入的場(chǎng)合下。2、技術(shù)參數(shù)型號(hào)規(guī)格容量kVA低壓輸入交流咼壓輸出直流 咼壓 輸 出kV測(cè)量變比電 壓V電 流A電 壓kV電流mA50200503070500YDQ-3/50320015506070500YDQ-5/505200255010070500YDQ-10/5010200505020070500YDQ-20/5020400285040070500YDQ-30/50304004350600

3、70500YDQ-50/50504007250100070500YDQ-10/10010200501001001401000YDQ-20/10020400281002001401000YDQ-30/10030400431003001401000YDQ-50/10050400721005001401000YDQ-100/10010040014410010001401000YDQ-20/15020400281501332101000YDQ-30/15030400431502002101000YDQ-50/15050400721503332101000YDQ-100/1501004001441506

4、662101000YDQ-150/15015040021615010002101000YDQ-50/20050400722002501000YDQ-100/2001004001442005001000YDQ-200/20020040028820010001000YDQ-50/30050400723001661000YDQ-100/3001004001443003331000YDQ-200/3002004002883006661000YDQ-300/30030040043330010001000注：1我廠YDQ系列試驗(yàn)變壓器單臺(tái)可做到交流300kV，容量300kVA;2、 如果用戶需要，我廠生產(chǎn)

5、的YDQ系列試驗(yàn)變壓器，抽出 200V的串級(jí)抽頭，可將二臺(tái)或三臺(tái)串級(jí)成交流100kV、150kV、200kV、300kV的高電壓。也可根據(jù)用戶的需要，在高壓繞組中抽出515kV的中壓抽頭，供高壓電機(jī)作交流耐壓試驗(yàn)；3、表格中直流高壓輸岀一欄，為交直流兩用試驗(yàn)變壓器的直流高壓輸岀值；4、我廠還可根據(jù)用戶的要求，定制各種特殊規(guī)格的試驗(yàn)變壓器。五、操作步驟1、按接線原理圖連接好引線，并將變壓器和控制箱可靠接地；2、試驗(yàn)前，檢查各部位的接線是否接觸良好，并檢查控制箱的調(diào)壓器是否調(diào)至”零位；3、接通電源，綠色指示燈亮，按下啟動(dòng)按鈕，紅色指示燈亮，表示變壓器已通電，等待升壓；4、順時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器手柄，

6、進(jìn)行升壓，并密切注意儀表指示以及試品的情況;5、試驗(yàn)完畢后，應(yīng)迅速將電壓降至零位，并按下停止按鈕，然后切斷電源，解開試驗(yàn)引線。六、注意事項(xiàng)1、做高壓試驗(yàn)時(shí)，必須由 2 人或 2 個(gè)以上人員參加，并明確做好分工，明確相互間的聯(lián)系方法。并有 專人監(jiān)護(hù)現(xiàn)場(chǎng)安全及觀察試品的試驗(yàn)狀態(tài)；2、變壓器和控制箱應(yīng)有可靠的接地；3、試驗(yàn)過程中，升壓速度不能太快，也決不允許突然全電壓通電或斷電；4、在升壓或耐壓試驗(yàn)過程中，如發(fā)現(xiàn)下列不正常情況時(shí)，應(yīng)立即降壓，并切斷電源，停止試驗(yàn)，查明原因后再做試驗(yàn)。電壓表指針擺動(dòng)很大； 發(fā)現(xiàn)絕緣燒焦的異味、冒煙現(xiàn)象；被測(cè)試品內(nèi)有不正常的聲音。5、試驗(yàn)中，如果試品短路或故障擊穿，控制

7、箱中的過流繼電器工作，此時(shí)，將調(diào)壓器回至零位，并切 斷電源后，方可將試品取出。6、進(jìn)行電容試驗(yàn)或進(jìn)行直流高壓泄漏試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)完畢后，將調(diào)壓器降至零位后，并切斷電源，然后， 應(yīng)用放電棒將試品或電容器的高壓端對(duì)地進(jìn)行放電，以免存留在電容中的電勢(shì)發(fā)生觸電危險(xiǎn)。七、試驗(yàn)變壓器的容量選擇標(biāo)稱試驗(yàn)變壓器容量 Pn的確定公式：Pn=kVn2WCt10-9式中：Pn-標(biāo)稱試驗(yàn)變壓器容量（kVA）;k -安全系數(shù)；Vn-試驗(yàn)變壓器的額定輸出高壓的有效值（kV）;W -角頻率，W=2 f,f為試驗(yàn)電源的頻率；Ct-被試品的電容量（PF）O對(duì)于不同的試驗(yàn)電壓 Vn,選擇適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù) k,標(biāo)稱試驗(yàn)電壓較低時(shí)，k值可

8、取高一些；以下列出不同的試驗(yàn)電壓Vn,所選用的安全系數(shù) k值，供參考：Vn=50 100kVk=4;Vn=150300kVk=3;Vn 300kVk=2;Vn 1MVk=1o被測(cè)試設(shè)備的電容量 Ct可由交流電橋測(cè)出。Ct的變化很大，應(yīng)由設(shè)備的類型而定。典型數(shù)據(jù)如下:棒形或懸式絕緣子幾十微法;電壓互感器200500PF;分級(jí)套管100 1000PF;電力變壓器v 1000kVA1000PF;電力變壓器1000kVA1000 10000PF;高壓電力電纜和油浸紙絕緣250300PF/m;氣體絕緣 60PF/m;封閉變電站，SF6氣體絕緣10010000PF。舉例：35KV變壓器出廠試驗(yàn)85KV預(yù)防

9、性試驗(yàn)72KV現(xiàn)試驗(yàn)一臺(tái)SF9-1000035變壓器，根據(jù)公式我們選擇k=2,電力變壓器1000kVA10010000PF,電容量 選擇 6000PF; W=2%f=2XX 50=314,Pn=kVn2WCt10-9=2 X 722 x 314 X 60 00 X 10-9=選擇 25kVA 試驗(yàn)變壓器滿足試驗(yàn)要求 .一臺(tái) 35kV 電力變壓器交流耐壓試驗(yàn)故障原因分析1 引言電力變壓器交流耐壓試驗(yàn)的主要目的是檢測(cè)其繞組對(duì)地及繞組之間的主絕緣強(qiáng)度， 是 避免發(fā)生絕緣事故的重要手段， 對(duì)決定電力變壓器能否繼續(xù)投入運(yùn)行具有決定性的意義， 所以電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定，對(duì) 66kV 及以下的變壓器大

10、修后必須進(jìn)行交流耐壓 試驗(yàn)。其試驗(yàn)電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于運(yùn)行電壓，因此它屬于破壞性試驗(yàn)， 試驗(yàn)時(shí)必須嚴(yán)格按照規(guī)定 接線和操作， 否則會(huì)造成設(shè)備損壞。 本文中筆者對(duì)一臺(tái) 35kV 變壓器大修后進(jìn)行交流耐壓試 驗(yàn)時(shí)發(fā)生的 10kV 套管表面放電和試驗(yàn)設(shè)備損壞故障進(jìn)行分析， 判定其原因是處于地網(wǎng)接地 扁鐵同一位置接地的試驗(yàn)接地線脫落后在試驗(yàn)回路產(chǎn)生了過渡過電壓。2 故障經(jīng)過2006 年 7 月 28 日，對(duì)一臺(tái)大修后的 35kV 變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。變壓器型號(hào)為SF9-10000/35，額定電壓為（35 %。大修后所有非破壞性試驗(yàn)（如絕緣電阻和介損等）數(shù)據(jù)合格且注油后靜置時(shí)間超過 24h， 變壓器高壓側(cè)對(duì)

11、低壓側(cè)及地的出廠交流耐壓試驗(yàn)值為 85kV，根據(jù)電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定，現(xiàn)場(chǎng)大修后試驗(yàn)電壓為出廠試驗(yàn)電壓的85%， 實(shí)際施加電壓為72kV。試驗(yàn)變壓器型號(hào)為 YD-25/150，額定容量為25kVA。變壓器高壓側(cè)對(duì)低 壓側(cè)及地的電容量為 5569pF,當(dāng)交流耐壓值為 72kV時(shí)，可計(jì)算出試驗(yàn)變壓器高壓繞組輸 出電流為0.126A，低壓側(cè)電流為47.25A，試驗(yàn)變壓器完全滿足現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的需要。變壓器低壓繞組端頭短接接地， 高壓繞組端頭短接與試驗(yàn)變壓器高壓輸出繞組相連， 所 有設(shè)備接地線在地網(wǎng)扁鐵同一點(diǎn) E 處接地，經(jīng)檢查接線無誤后調(diào)整保護(hù)球隙間距離，設(shè)定 其放電電壓為82kV，隨后開始對(duì)變壓器

12、高壓側(cè)進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，當(dāng)試驗(yàn)電壓升至72kV，正準(zhǔn)備讀取毫安表電流數(shù)據(jù)時(shí)， 變壓器 10kV 側(cè)套管表面發(fā)生火花放電， 同時(shí)聽見非常大的 放電響聲， 試驗(yàn)變壓器控制開關(guān)跳閘，調(diào)壓器自動(dòng)回零。 經(jīng)檢查， 所有設(shè)備接地線均在接地 點(diǎn)E處脫落，毫安表 mA及其短路刀閘 K高壓數(shù)顯電壓表 V燒壞，分別測(cè)試試驗(yàn)變壓器 T2 高壓對(duì)低壓、高壓對(duì)地、低壓對(duì)地的絕緣電阻全部為零，表明試驗(yàn)變壓器絕緣遭到破壞。3 原因分析根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查分析， 認(rèn)為此次試驗(yàn)故障主要原因是所有設(shè)備接地線纏繞一起后在接地點(diǎn)E 處捆綁在接地網(wǎng)扁鐵上， 由于接地線采用多股細(xì)軟銅絲線，而且只纏繞了一圈，銅線很 容易散開，使得接地不牢固。當(dāng)試

13、驗(yàn)電壓升至 72kV 時(shí)，全部接地線在接地網(wǎng)扁鐵處松散脫 落，隨后產(chǎn)生的過渡過電壓造成變壓器 10kV 套管放電及試驗(yàn)變壓器燒壞。Cg為5 569pF，低壓繞組對(duì)10kV 套管放電原因分析用介損測(cè)試儀測(cè)得變壓器高壓繞組對(duì)低壓繞組及地的電容量高壓繞組及地 Cd為9139pF，高低繞組對(duì)地 Cg+d為6 329pF。根據(jù)電力變壓器介損和電容量接線原理列出以下三個(gè)公式：Cg=C1+C12 (1)Cd=C2+C12 (2)Cg+d=C1+C2 (3)計(jì)算出： C12= Cd+Cg-Cg+d2 =4C1=Cg-C12=1C2=Cd-C12=4正常情況下被試變壓器低壓繞組短接接地，低壓繞組各點(diǎn)與地等電位;

14、當(dāng)被試變壓器低壓側(cè)接地線脫落后 (低壓繞組還是短接在一起，不考慮低壓繞組電感影響)，相當(dāng)于 K1 斷開。假設(shè)t=0時(shí)，K1斷開，斷開前瞬間(t=0-), C2上電壓U2(0-)還是與地等電位，則 U2(0-)=0;K1 斷開后瞬間(t=0+)，由于電容C2的電壓不能突變，其初始電壓U2(0+)=U2(0-)=0, 定時(shí)間后，低壓繞組對(duì)地電壓將達(dá)到一個(gè)穩(wěn)態(tài)電壓值U2p,此時(shí)變壓器低壓繞組處于懸浮狀態(tài)，位于高壓對(duì)地的電場(chǎng)之中，穩(wěn)態(tài)電壓值U2p將取決于高低壓繞組間電容C12和低壓對(duì)地電容C2 的大小，可列出公式：U2p= C12C12+C2U 貝U U2p=33kV。由于初始電壓與穩(wěn)態(tài)電壓不同， 被

15、試變壓器低壓繞組上電壓從零變?yōu)榉€(wěn)態(tài)電壓 33kV 時(shí) 必然有一個(gè)過渡過程， 此過渡過程中會(huì)在低壓繞組各點(diǎn)上產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 33kV 的電壓值， 根 據(jù)電路原理中三要素法得過渡過電壓：U2=U2p+U2p-U2 (0+)e- 其中3為時(shí)間常數(shù)，因此U2是隨時(shí)間增加而逐漸衰減的，可以看出在斷開后瞬間即t=0時(shí)，U2有最大值且為：U2 最大=U2p+U2p-U2(0+)，貝U U2 最大=2 X 33=66kV電力變壓器10kV繞組出廠和大修試驗(yàn)電壓值分別僅為 35kV和30kV，因此，U2最大 可能會(huì)造成變壓器低壓側(cè)繞組絕緣損傷， 經(jīng)再次進(jìn)行非破壞性試驗(yàn)及交流耐壓試驗(yàn)合格， 表 明電力變壓器沒有損壞

16、，可以繼續(xù)投入運(yùn)行。試驗(yàn)時(shí)看見的10kV套管火花放電是由上述過渡過程中產(chǎn)生的過渡過電壓U2使套管表面空氣間隙擊穿而產(chǎn)生的， 一般情況 10kV 套管表面放電電壓不低于 74kV， 而過渡過電 壓U2的最大值僅66kV，不應(yīng)該使套管擊穿， 但是，由于變壓器低壓側(cè)短接接地線脫落后搭 接在變壓器低壓套管上， 減小了低壓套管表面沿面放電距離近一半， 其放電電壓也大大減 小，因此，過渡過電壓 U2加在套管剩余表面距離上很容易使其擊穿而發(fā)生沿面放電現(xiàn)象。試驗(yàn)設(shè)備損壞原因分析試驗(yàn)變壓器高壓輸出繞組簡(jiǎn)化等值電路如圖 3a 所示，在工頻電壓作用下，匝間電容很 小，容抗特別大，不考慮匝間電容影響，另外與低壓輸入繞

17、組間的電容和互感也忽略不計(jì)。 毫安表并聯(lián)的刀閘 K 在升壓過程中是閉合的，只有讀毫安表時(shí)才斷開。試驗(yàn)變壓器高壓輸 出繞組末端 X 接地，相當(dāng)于刀閘 K2 閉合，在工頻電壓下繞組上各點(diǎn)電壓是均勻分布的，其 值為U=U1 (1-xL)(其中L為繞組長度，x為繞組各點(diǎn)到首端 A處的距離),同樣假設(shè)t=0時(shí) 刀閘K2斷開，斷開前瞬間 t=0-時(shí)，U(0-)=U=U1(1-xL),繞組首端 A處x=0, U(0-)=U1;在繞組 末端X處，x=L, U(0-)=0，如圖3b中斜線1。當(dāng)K2斷開后瞬間t=0+時(shí)，由于試驗(yàn)變壓器高壓繞組對(duì)地電容上的電壓不能突變，繞組各點(diǎn)初始電壓U(0+)與t=0-時(shí)相同，即

18、U(0+)=U(0-)=U1(1-xL);而K2斷開后達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)試驗(yàn)變壓器高壓輸出繞組各點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)電壓相 同，都為 Up=5= 72kV，如圖3b中直線2。由以上分析可知， 試驗(yàn)變壓器高壓輸出繞組各點(diǎn)初始電壓分布與穩(wěn)態(tài)電壓分布不同，因此從初始分布到穩(wěn)態(tài)分布也存在一個(gè)過渡過程，在繞組上各點(diǎn)產(chǎn)生過渡過電壓，它與被試電力變壓器 10kV 繞組各點(diǎn)過渡過電壓不同， 10kV 繞組各點(diǎn)過渡過電壓大小相等且最大電 壓值出現(xiàn)時(shí)間一致， 而此處試驗(yàn)變壓器高壓繞組上各點(diǎn)的過渡過電壓大小不等且出現(xiàn)最大 電壓值的時(shí)間也可能不同， 但電壓最大值包絡(luò)線為圖 3b 中虛斜線 3，計(jì)算繞組各點(diǎn)最大 過渡過電壓值的公式與前面相

19、同：U最大=Up+Up-U (0+)，則U最大=U1(1+xL)，當(dāng)x=L時(shí),U最大=2U1=144kV，即過渡過程中試驗(yàn)變壓器高壓繞組各點(diǎn)都要產(chǎn)生一個(gè)最大電壓值，但 在其末端 X 處產(chǎn)生的最大電壓值比其他任何點(diǎn)要高上述過渡過電壓對(duì)試驗(yàn)設(shè)備危害非常大， 一是由于試驗(yàn)變壓器高壓輸出繞組越靠近末端 X處，其絕緣越薄弱，僅能承受 3kV5kV左右電壓，過渡過程中產(chǎn)生的高電壓很容易造成 其高壓繞組對(duì)低壓及地絕緣擊穿， 經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)繞組部分絕緣材料燒焦，末端小套管表 面有放電痕跡和末端引線燒斷 ;二是接線脫落后繞組末端過渡過電壓作用于毫安表 mA 及其 短路刀閘 K 等試驗(yàn)設(shè)備上， 很容易使它們擊穿燒

20、壞 ;三是數(shù)顯電壓表 V 接地線脫落后，試 驗(yàn)變壓器首端電壓使其燒壞;四是如果接地線脫落時(shí)，試驗(yàn)人員正斷開刀閘K 讀取毫安表數(shù)據(jù)，會(huì)危及試驗(yàn)人員人身安全。4 預(yù)防措施針對(duì)此次交流耐壓試驗(yàn)出現(xiàn)的故障情況， 筆者從兩個(gè)方面提出了預(yù)防措施： 一是改善接 地方法 ;二是改進(jìn)毫安表接線和讀數(shù)方法。改善接地方法在試驗(yàn)接地方面應(yīng)采取以下預(yù)防措施： 一是對(duì)所有接地線與地網(wǎng)的連接采用螺栓等固 定連接方式，且必須牢固可靠 ;二是不同設(shè)備的接地線其接地點(diǎn)不同，不能纏繞在一起接地， 特別是被試設(shè)備的接地線與所有試驗(yàn)設(shè)備接地線應(yīng)分開接地 ; 三是要求設(shè)備連接線或接地線的截面積足夠大， 滿足耐壓時(shí)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求 ;四是試驗(yàn)