變壓器試驗(yàn)之高壓介損試驗(yàn)

1、囪匯卓電力 HYPERLINK 變壓器試驗(yàn)之高壓介損試驗(yàn)高壓損試驗(yàn)做額定電壓下介損的必要性（1）常規(guī)10kV試驗(yàn)方法存在的問題目前，在電氣試驗(yàn)中主要都是通過10kV下的介損試驗(yàn)測(cè)量（tanb）的大小來發(fā)現(xiàn)設(shè) 備的缺陷?？墒牵?0kV的試驗(yàn)電壓遠(yuǎn)低于設(shè)備的運(yùn)行電壓，不能真實(shí)反映設(shè)備運(yùn)行時(shí)的狀 況。良好的絕緣在允許的電壓范圍內(nèi)，無論電壓上升或下降其介損值均無明顯變化。但現(xiàn) 場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，不同絕緣介質(zhì)設(shè)備的介質(zhì)損耗（tanb）值會(huì)隨著電壓的升高而變大或變 小。所以在設(shè)備運(yùn)行電壓下做介質(zhì)損耗測(cè)試才能真實(shí)反映設(shè)備的絕緣情況。額定電壓下做高壓介損的升壓方式裝置概述通常進(jìn)行高壓介損測(cè)量時(shí)都是采用工頻試驗(yàn)變

2、壓器升壓的方式來得到試驗(yàn)高壓。試驗(yàn)時(shí) 需要電源控制箱、高壓試驗(yàn)變壓器、高于標(biāo)準(zhǔn)電容高壓介損電橋等設(shè)備。當(dāng)試驗(yàn)設(shè)備容量較 大且電壓很高時(shí)，要求電源的輸出功率很大，所以電源部分的設(shè)備十分的笨重，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 造成很多的不便。利用串聯(lián)諧振方式升壓就可以成倍地降低對(duì)輸入電源功率的要求。只要我 們適當(dāng)?shù)剡x擇串聯(lián)回路的參數(shù)，就能使諧振頻率在工頻范圍內(nèi)，滿足介損測(cè)量的要求。1）高壓介損測(cè)試儀主機(jī)HV9003E型，能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)多點(diǎn)測(cè)試、自動(dòng)升壓、自動(dòng)畫出介損-電壓曲線。它集高壓 介損電橋和變頻電源于一體。只需外部配置勵(lì)磁變壓器、高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器、諧振電抗器、補(bǔ) 償電容器就可以實(shí)現(xiàn)高壓介損的測(cè)試。囪匯卓電力 HYPE

3、RLINK 測(cè)量時(shí)試驗(yàn)電壓先連續(xù)升壓測(cè)量、后再連續(xù)降壓，自動(dòng)完成被試設(shè)備電容量、tg a試 驗(yàn)電壓值的多點(diǎn)連續(xù)測(cè)量、并顯示、繪制相應(yīng)曲線。同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、打印、USB 接口輸出。又具有裝置體積小重量輕，適合現(xiàn)場(chǎng)使用。2）勵(lì)磁變壓器利用變頻串聯(lián)諧振裝置工作原理通過調(diào)頻控制器提供供電電源，試驗(yàn)電壓由勵(lì)磁變壓 器經(jīng)過初步升壓后，使高電壓加在電抗器L和被試品CX上，通過改變調(diào)頻控制器的輸出頻 率，使回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài)；調(diào)節(jié)變頻控制器的輸出電壓，使試品上高壓達(dá)到所需要的電 壓值。3）諧振電抗器通過調(diào)節(jié)變頻控制器的輸出頻率，使得回路中的電抗器電感L和試器電容C發(fā)生串聯(lián) 諧振。既是感抗等于容抗，來

4、減少勵(lì)磁變壓器的容量。，諧振電壓即為試品上所加電壓。4）高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器因?yàn)楸辉嚻匪与妷焊撸捎猛饨訕?biāo)準(zhǔn)電容器是為了保護(hù)儀器和人身安全。5）補(bǔ)償電容器回路的諧振頻率取決于被試品電容CX和電抗器的電感L，諧振頻率。裝置試驗(yàn)頻率是 采用接近工頻的交流電壓，通過補(bǔ)償電容器來改變?cè)囼?yàn)的總電容量，使諧振頻率在 45Hz-55Hz范圍內(nèi)，近似工頻保證了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和真實(shí)性。6）測(cè)量原理囪匯卓電力 HYPERLINK 圖2-1高壓介損測(cè)量原理圖系統(tǒng)由可調(diào)頻、調(diào)幅的正弦波變頻電源，經(jīng)由勵(lì)磁變壓器、高壓諧振電抗器于電容器諧 振，產(chǎn)生高壓電源，施加于標(biāo)準(zhǔn)電容器和被試設(shè)備上。將兩者低壓側(cè)的電流信號(hào)輸入高壓介 損

5、測(cè)試儀，采樣低壓側(cè)信號(hào)，根據(jù)電橋原理，運(yùn)用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)現(xiàn)高電壓下電 氣設(shè)備介質(zhì)損耗等參數(shù)的自動(dòng)化、數(shù)字化測(cè)量，并顯示輸出被試品的電容量和介損測(cè)量值并 繪制測(cè)量曲線。裝置的成套性匯卓電力 HYPERLINK 圖2-2成套裝置實(shí)物圖額定電壓下反接線做高壓介損反接線做高壓介損的必要性由于高壓隔離技術(shù)的局限性，通常對(duì)接地試品在額定電壓下的介損試驗(yàn)只能采用正接 法，這樣現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備必須打開接地刀閘，給現(xiàn)場(chǎng)操作帶來繁瑣和不安全性。反接線（對(duì)接地試品）測(cè)量原理及特點(diǎn)以HV9003F為例，除了具有HV9003E的功能外，外加獨(dú)立的高壓端采樣系統(tǒng)，并通 過光纖將高壓側(cè)電流信號(hào)高精度傳送到介損電橋，實(shí)現(xiàn)額

6、定電壓下的反接線測(cè)試功能，測(cè)量橋體仍然處于低電位。勵(lì)磁變壓滯標(biāo)世電容器oCnCx Cf變頻高壓介損儀勵(lì)磁變壓滯標(biāo)世電容器oCnCx Cf變頻高壓介損儀圖3-1高壓介損反接線圖成套設(shè)備主要技術(shù)指標(biāo)成套設(shè)備介紹要滿足能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)正接線二通道介質(zhì)損耗測(cè)量和反接線二通道介質(zhì)損耗測(cè)量各單元 之間通過標(biāo)準(zhǔn)接線實(shí)現(xiàn)整套裝置的連接。為了能在500kV變電站準(zhǔn)確測(cè)量，裝置具應(yīng)有良 好的抗干擾性能。囪匯卓電力 HYPERLINK 圖4-1成套設(shè)備實(shí)物圖1 ）高壓介損測(cè)試儀測(cè)量范圍：介損測(cè)量范圍：0-100.00%，分辨率：0.001%，額定輸出電壓：0-160V , 額定輸出電流：19A，輸出波形：正弦波。2）變

7、頻電源技術(shù)參數(shù)輸出電壓：0-160V，最大輸出電流30A，額定輸出功率：不小于5kW。輸出波形：正 弦波，波形畸變2%，輸出頻率：30-300HZ，頻率調(diào)節(jié)細(xì)度0.1Hz，不穩(wěn)定度0.05%。3）諧振電抗器（干式）共4臺(tái)，串聯(lián)使用。額定容量：10 Kvar，額定電壓：40kV，額定電流：0.25A，額定 電感：600H，工作頻率范圍：30-300HZ。額定條件下工作時(shí)間：15min。囪匯卓電力 HYPERLINK 4）勵(lì)磁變壓器額定容量：5 Kvar，額定輸入電壓：0-160V，額定輸入電流：0-30A，額定輸出電壓: 10000V，額定輸出電流：0.5A。5）補(bǔ)償電容器額定電容：2000 p

8、F ,額定電壓：160kV，工作頻率范圍：30-300HZ。額定條件下工 作時(shí)間：15min。6）標(biāo)準(zhǔn)電容器以 SYL160-100 為例額定工作電壓：160kV，電容器實(shí)測(cè)值誤差不大于0.5%，與標(biāo)稱值誤差不大于0.3%。電容器內(nèi)充FS6氣體，在20時(shí)，壓力為0.4+0.1Mpa。測(cè)量原理測(cè)量?jī)x（原理見圖4-1）中由可變頻、調(diào)幅的低壓電源，勵(lì)磁變壓器，高壓電抗器組成的內(nèi)置 高壓試驗(yàn)電源SR與試品電容CX、標(biāo)準(zhǔn)電容CN串聯(lián)諧振，信號(hào)采集部分將兩者的低壓側(cè)信 號(hào)輸入高壓介損測(cè)試儀，再根據(jù)電橋原理運(yùn)用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力,實(shí)現(xiàn)高電壓下電氣設(shè) 備介質(zhì)損耗等參數(shù)的自動(dòng)化、數(shù)字化測(cè)量后傳至顯示控制部分顯

9、示出被試品的電容量、介 損測(cè)量值和測(cè)量曲線。囪匯卓電力 HYPERLINK M是計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)；R是采樣電阻；圖4-2高壓介損串聯(lián)補(bǔ)償測(cè)量原理圖其中測(cè)量系統(tǒng)的兩套高速采樣電路對(duì)標(biāo)準(zhǔn)側(cè)和試品側(cè)取樣得到的正弦信號(hào)實(shí)時(shí)同步高 速采樣彳導(dǎo)到兩組幾萬個(gè)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算分別得出標(biāo)準(zhǔn)側(cè)、被試側(cè)的電流信號(hào)幅值及有、無功 分量，進(jìn)而得出試品的介損及電容量。這種測(cè)量方法在測(cè)試波形畸變時(shí)也不影響測(cè)量精度所 用SF6標(biāo)準(zhǔn)電容器容值穩(wěn)定。每次測(cè)量前儀器均自校以補(bǔ)償元器件漂移引起的系統(tǒng)誤差4。測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)以51系列單片機(jī)為核心協(xié)調(diào)各部分工作（見圖4-3）。從高壓端隔離取樣的電壓 和電流信號(hào)分別經(jīng)濾波放大后，同時(shí)進(jìn)入各自

10、采樣保持的A/D，選擇的12位A/D轉(zhuǎn)換器囪匯卓電力 HYPERLINK 位數(shù)和器件滿足了測(cè)量精度要求，系統(tǒng)的性價(jià)比高。為了保證電壓和電流信號(hào)同時(shí)采樣，兩 片AD芯片共用一個(gè)采樣控制信號(hào)。CK 取 樣|放大濾波 A/D轉(zhuǎn)換 -ICn -取樣放大濾波-A/口轉(zhuǎn)換卜圖4-3測(cè)量部分原理圖圖4-3測(cè)量部分原理圖高壓介損作業(yè)指導(dǎo)書試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^在額定電壓下測(cè)量tan 3發(fā)現(xiàn)一系列絕緣缺陷，如絕緣整體受潮、老化、絕緣氣隙 放電等。試驗(yàn)儀器1電源控制箱1套2高壓試驗(yàn)變壓器1臺(tái)3高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器1臺(tái)4高壓介損電橋1臺(tái)5保護(hù)球隙1套6試驗(yàn)警示圍欄4組7標(biāo)示牌2個(gè)8安全帶2個(gè)9低壓驗(yàn)電筆1支10溫濕度計(jì)1支11放電

11、棒1支12現(xiàn)場(chǎng)原始記錄本1本試驗(yàn)接線下圖是高壓介損實(shí)物接線圖5-1試驗(yàn)變升壓方式高壓介損測(cè)試系統(tǒng)（適用小容量試品）囪匯卓電力 HYPERLINK 圖5-2諧振升壓方式高壓介損測(cè)試系統(tǒng)（適合大容量試品）試驗(yàn)步驟（1）標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程1）開始2）試驗(yàn)前準(zhǔn)備3）辦理工作票4）工前培訓(xùn)5）宣讀工作票并對(duì)人員進(jìn)行分工及安全交底及安全交底6）懸掛標(biāo)識(shí)牌，裝設(shè)遮攔，圍欄7）被試品外觀檢查囪匯卓電力 HYPERLINK 8）抄錄名牌，外界環(huán)境（溫度濕度）9）設(shè)備引線拆除10）試驗(yàn)接線11）檢查儀表開始狀態(tài)12）接試驗(yàn)電源13）加壓前得到試驗(yàn)負(fù)責(zé)人許可14）看護(hù)人員守好進(jìn)出口及要道15）通知有關(guān)人員并與被試品保持

12、足夠的安全距離16）試驗(yàn)人員站在絕緣墊上17）設(shè)置升壓和降壓的各級(jí)電壓值18）試驗(yàn)人員升壓并呼唱19）高壓通并啟動(dòng)開始按鈕20）異常情況21）測(cè)試完成22）高壓斷23）打印數(shù)據(jù)24）切斷電源25）放電并恢復(fù)設(shè)備試驗(yàn)前狀態(tài)26）試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理27）設(shè)備狀態(tài)評(píng)定（合格、不合格）28）試驗(yàn)結(jié)束囪匯卓電力 HYPERLINK 29)終結(jié)工作票30)結(jié)束(2)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)細(xì)分流程表試驗(yàn)前準(zhǔn)備檢驗(yàn)安全工器具良好檢查儀器合格計(jì)算根據(jù)試驗(yàn)電壓、電抗器參數(shù)選擇電抗器個(gè)數(shù)根據(jù)出廠試驗(yàn)報(bào)告查出被試品電容量選定頻率4555Hz計(jì)算所需補(bǔ)償?shù)碾娙輩?shù)，選擇補(bǔ)償方案辦理工作票工作負(fù)責(zé)人和值班人員到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)安全措施履行工作許可

13、手續(xù)宣讀工作票并對(duì)人員進(jìn)確認(rèn)工作班成員明白工作任務(wù)行分工及安全交底確認(rèn)工作班成員對(duì)危險(xiǎn)點(diǎn)都已知曉確認(rèn)工作班成員精神狀態(tài)良好接試驗(yàn)電源截取電壓由兩人進(jìn)行使用相應(yīng)電壓等級(jí)合格的驗(yàn)電表計(jì)確認(rèn)電壓符合試驗(yàn)要檢查電源線及配電盤絕緣良好并裝有漏電保護(hù)裝置囪匯卓電力 HYPERLINK 試驗(yàn)電源送電須得到工作負(fù)責(zé)人許可試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算（折算）與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和歷史數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比分析不合格輔助其它試驗(yàn)共同判斷對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)匯報(bào)至27步對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算（折算）與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和歷史數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比分析合格至27步試驗(yàn)接線先接接地線其它接線異常情況立即切斷電源異常情況處理至17步囪囪匯卓電力 HYPERLINK 結(jié)束

14、(3)高壓介損作業(yè)整體流程圖放電并恢復(fù)設(shè)備試驗(yàn)前拆除試驗(yàn)電源線拆除自裝的接地短路線對(duì)被試設(shè)備仔細(xì)檢查和現(xiàn)場(chǎng)清理狀態(tài)恢復(fù)設(shè)備試驗(yàn)前狀態(tài)宣讀上作票并對(duì)人員 進(jìn)行分I：接試驗(yàn)電源終結(jié)結(jié)束(3)高壓介損作業(yè)整體流程圖放電并恢復(fù)設(shè)備試驗(yàn)前拆除試驗(yàn)電源線拆除自裝的接地短路線對(duì)被試設(shè)備仔細(xì)檢查和現(xiàn)場(chǎng)清理狀態(tài)恢復(fù)設(shè)備試驗(yàn)前狀態(tài)宣讀上作票并對(duì)人員 進(jìn)行分I：接試驗(yàn)電源終結(jié)I作票高壓介損試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)束試驗(yàn)前準(zhǔn)備辦理工作票設(shè)備引線拆除囪匯卓電力 HYPERLINK 圖5-3高壓介損整體流程圖試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)DL/T962-2005高壓介質(zhì)損耗測(cè)試儀通用技術(shù)條件DL/T849.6-2004電力設(shè)備專用測(cè)試儀器通用技術(shù)條件第6部

15、分：高壓諧振試驗(yàn)裝 置安全操作注意事項(xiàng)（1）使用前必須將儀器的接地端子可靠接地。（2）加壓前所有人員必須遠(yuǎn)離高壓才能開始測(cè)量。（3）試驗(yàn)換接線時(shí)，先充分放電并帶絕緣手套。（4）試驗(yàn)前、先對(duì)被試品放電，防止殘余電荷傷人。（5）操作人站在絕緣墊上。（6）對(duì)被試設(shè)備周圍有運(yùn)行設(shè)備，做好感應(yīng)電壓防范措施。（7）截取電源要兩人進(jìn)行并驗(yàn)電，防止低壓觸電。（8）加壓前，認(rèn)真檢查試驗(yàn)接線，調(diào)壓器零位，表計(jì)倍率、量程及儀表的開始狀態(tài)均 正確后。（9）試驗(yàn)時(shí)認(rèn)真監(jiān)護(hù)，防止人員觸及加壓部位，試驗(yàn)人員必須取得試驗(yàn)負(fù)責(zé)人許可后 方可加壓并呼唱。整個(gè)加壓過程中應(yīng)精力集中。（10）拆除設(shè)備引線，拆前做好標(biāo)記，接后應(yīng)認(rèn)真檢查

16、。囪匯卓電力 HYPERLINK 試驗(yàn)周期(1)交接時(shí)(2 ) 110kV 及以上：3 年；35kV : 6 年(3)大修后(4)投運(yùn)前(5)必要時(shí)2.6高壓介損補(bǔ)償電容量計(jì)算設(shè)備選擇(1)電抗器的選擇根據(jù)試驗(yàn)電壓來選擇電抗器，每節(jié)電抗器40kV，來選出電抗器的個(gè)數(shù)進(jìn)行串聯(lián)。(2)限流電阻阻值選擇根據(jù)0.5-1 Q/V來選取限流電阻值。(3)球隙保護(hù)電壓值根據(jù)試驗(yàn)電壓的1.11.15倍設(shè)置。數(shù)值計(jì)算3(1)根據(jù)試驗(yàn)工頻頻率下的總電容量Cz可以求出補(bǔ)償?shù)碾娙萘緾f囪匯卓電力 HYPERLINK 回路中的電流為式中：Ucx勵(lì)磁電壓R高壓回路有效電阻被試品上的電壓為Uc = tvCx式中：電源角頻率

17、Cx被試品電容量輸出電壓Uc與勵(lì)磁電壓Ucx之比為試驗(yàn)回路的品質(zhì)因數(shù)Q- Uc cdL囪匯卓電力 HYPERLINK 圖6-1諧振耐壓試驗(yàn)原理接線圖由于回路中的R很小，故試驗(yàn)回路的品質(zhì)因數(shù)很大，在大多數(shù)正常情況下，Q可達(dá)50 左右，即輸出電壓時(shí)勵(lì)磁電壓的50倍，因此用這種方法能用電壓較低的實(shí)驗(yàn)變壓器得到較 高的實(shí)驗(yàn)電壓。由于試驗(yàn)時(shí)回路處于諧振狀態(tài)，回路本身具有良好的濾波作用，電源波形中 的諧波成分在被試品兩端大為減少，通常輸出良好的正弦波形電壓。當(dāng)被試品擊穿時(shí)，電路失去諧振條件，電源輸出電流自動(dòng)減少，被試品兩端的電壓驟然 下降，從而限制了對(duì)被試品的損壞程度。根據(jù)調(diào)節(jié)方式的不同，串聯(lián)諧振裝置分為工頻串聯(lián)諧振裝置（帶可調(diào)電抗器，補(bǔ)償電容 器，工作頻率為50Hz。圖7-1實(shí)驗(yàn)室高壓介損試驗(yàn)數(shù)據(jù)及曲線表7-1實(shí)驗(yàn)室高壓介損試驗(yàn)數(shù)據(jù)2均勻電容高壓介損試驗(yàn)數(shù)據(jù)電壓（kV ）電容量（pF ）介損（ ）10.816810.5920.216770.46囪匯卓電力 HYPERLINK 30.316780.1939.816780.1450.216780.1360.316770. 17016770.09