高壓介損(講課稿)課件

高壓介損試驗的必要性高壓介損試驗需要解決的重點問題高壓介損裝置系統(tǒng)的組成常用高壓介損測試系統(tǒng)配置HV9003系列高壓介損測試裝置介紹典型高壓介損測試系統(tǒng)配置方案高壓介損現(xiàn)場試驗注意事項高壓介損測試裝置現(xiàn)場試驗照片及報告國家電網(wǎng)文件COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『目錄』COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.

目前，在電氣試驗中主要都是通過10kV下的介損試驗測量（tanδ）的大小來發(fā)現(xiàn)設(shè)備的缺陷?？墒牵?0kV的試驗電壓遠(yuǎn)低于設(shè)備的運行電壓，不能真實反映設(shè)備運行時的狀況。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)場試驗數(shù)據(jù)顯示，不同絕緣介質(zhì)設(shè)備的介質(zhì)損耗（tanδ）值會隨著電壓的升高而變大或變小。所以在設(shè)備運行電壓下做介質(zhì)損耗測試才能真實反映設(shè)備的絕緣情況。如進口500kV開關(guān)均壓電容，在10kV下測量的介損值通常都比額定電壓下要大，經(jīng)調(diào)查研究確定介損試驗受Garton效應(yīng)影響出現(xiàn)超標(biāo)情況。Garton效應(yīng)是M.Garton教授發(fā)現(xiàn)在含有紙的絕緣介質(zhì)（或塑料以及油的混合介質(zhì)）中，在較低電壓下介質(zhì)損耗正切值的變化可以比較高電壓下的值高1-10倍。所以高電壓介損試驗越來越受到重視，國家電網(wǎng)公司在國家電網(wǎng)生〔2009〕819號(關(guān)于印發(fā)《預(yù)防油浸式電流互感器、套管設(shè)備事故補充措施》的通知)上也提出了對110kV以上電流互感器、套管等開展高電壓試驗的要求。另外國家電網(wǎng)公司新頒布的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《Q/GDW168-2008輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗規(guī)程》中也要求對主變套管、互感器、斷路器等運行設(shè)備開展額定電壓的介損試驗?！焊邏航閾p試驗的必要性』COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.

『高壓介損試驗的必要性』常見的電壓-介損曲線良好的絕緣電壓-介損曲線應(yīng)成一水平直線，當(dāng)施加電壓超過某一極限時出現(xiàn)向上彎曲。如果設(shè)備絕緣處理不好或含有氣泡等則設(shè)備介損會比良好絕緣大，tanδ會較早出現(xiàn)向上彎曲，且電壓上升與下降曲線不重合。當(dāng)絕緣老化時，低電壓下的tanδ時可能會比良好絕緣小，tanδ會在較低電壓下就出現(xiàn)向上彎曲。絕緣介質(zhì)一旦受潮，介損就會隨著電壓的升高迅速增大，并且電壓上升和下降的曲線不相重合。當(dāng)絕緣介質(zhì)存在離子性缺陷時，tanδ隨著電壓的升高出現(xiàn)下降的趨勢。COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『高壓介損試驗需要解決的重點問題』COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『高壓介損測量系統(tǒng)的組成』1交流高壓試驗電源23高壓介損電橋高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『高壓介損測量系統(tǒng)的組成』1電源控制箱+試驗變壓器23變頻電源+試驗變壓器變頻電源+諧振電抗器優(yōu)點：技術(shù)成熟簡單缺點：笨重，輸出波形失真大，供電電源容量大，不易實現(xiàn)自動升降壓及抗干擾功能，適合試驗室使用優(yōu)點：技術(shù)較成熟，簡單缺點：笨重，輸出波形失真大，供電電源容量大，可以實現(xiàn)自動升降壓及抗干擾功能，適合測量小容量試品優(yōu)點：新技術(shù)，電源效率高，對供電電源容量要求低，易于實現(xiàn)自動測量及抗干擾功能。是測量大容量試品時的最佳方案。缺點：需配置諧振參數(shù)，造價較高COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『高壓介損測量系統(tǒng)的組成』頻率跟蹤及選頻濾波算法接線方式需具備正接線和反接線方式反接線一般采用高壓側(cè)電流取樣，采用光纖作為信號傳輸和高壓隔離。為了適應(yīng)各種試驗電源，電橋需具備頻率跟蹤功能應(yīng)具有數(shù)字選頻濾波算法，能在非50Hz下實現(xiàn)抗干擾功能。一般采用各種FFT濾波算法，得到信號頻率下的幅度及相位關(guān)系。最大測試電流要求由于試驗電壓高，被試品容量大，所以試驗電流較常規(guī)電橋大一般電橋測量電流需≥5A，如發(fā)電機等試驗需≥20ACOPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『高壓介損測量系統(tǒng)的組成』高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器是介損電橋的測量標(biāo)準(zhǔn)，它的精度及穩(wěn)定度直接影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。一般都采用充有SF6氣體的高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器。它具有電容量穩(wěn)定，介質(zhì)損耗小的優(yōu)點。COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『常用高壓介損測試系統(tǒng)配置』采用串聯(lián)諧振方式升壓的高壓介損測量系統(tǒng)配置高壓標(biāo)準(zhǔn)電容被試品諧振電抗器高壓介損電橋（含大功率正弦波變頻電源）CnCx變頻輸出勵磁變壓器特點：1、采用積木式電抗器，便于組裝，滿足現(xiàn)場測量大容量試品的要求。2、諧振方式升壓，降低對電源容量的要求，輸出波形失真小。3、采用正弦波輸出變頻電源驅(qū)動，能實現(xiàn)全自動測量（自動找諧、自動升壓、自動測量、自動降壓等過程全自動完成）。4、適當(dāng)選擇諧振頻率，可避開50Hz干擾，實現(xiàn)異頻抗干擾。

COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『采用試驗變升壓的高壓介損測量系統(tǒng)參數(shù)選擇方法』采用試驗變升壓的高壓介損測量系統(tǒng)參數(shù)選擇方法1、試驗變壓器根據(jù)試驗要求（一般為設(shè)備最高工作Um/√3）確定試驗變壓器的最高輸出電壓根據(jù)試品電容量及試驗電壓確定試驗變壓器的功率。P=U2ωC2、高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器根據(jù)試驗要求（一般為設(shè)備最高工作Um/√3）確定高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器的額定工作電壓。電容量一般選擇50pF或100pF3、變頻電源根據(jù)試驗變功率要求配置不小于試驗變功率的變頻電源。變頻電源的輸出電壓應(yīng)與試驗變初級電壓匹配，通常使用單相電源的變頻電源輸出為0～180V，使用三相電源的變頻電源輸出一般為0～320V變頻電源輸出頻率范圍應(yīng)不小于45～65Hz4、介損電橋根據(jù)最高試驗電壓及試品電容量確定試驗電流:I=UωC，電橋測量范圍應(yīng)滿足要求根據(jù)試品情況確定是否需要反接線測量功能具有異頻（雙變頻）抗干擾功能。COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『采用串聯(lián)諧振升壓的高壓介損測量系統(tǒng)參數(shù)選擇方法』采用串聯(lián)諧振升壓的高壓介損測量系統(tǒng)參數(shù)選擇方法1、高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器配置方法跟試驗變升壓方式相同2、變頻電源根據(jù)系統(tǒng)總功率以及諧振Q值（一般電氣設(shè)備取20）確定變頻電源的功率。變頻電源的輸出電壓應(yīng)與勵磁變壓器初級電壓匹配。變頻電源輸出頻率范圍應(yīng)不小于45～65Hz，并連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)細(xì)度不小于0.1Hz。3、介損電橋根據(jù)最高試驗電壓及試品電容量確定試驗電流：I=UωC

，電橋測量范圍應(yīng)滿足要求。根據(jù)試品情況確定是否需要反接線測量功能。具有頻率跟蹤功能，能在任意頻率點實現(xiàn)選頻測量。4、諧振參數(shù)計算諧振頻率：其中L為諧振電抗器的電感量，C為總電容量（包括試品電容、標(biāo)準(zhǔn)電容和補償電容），通常根據(jù)被試品最大和最低諧振頻率（可取45Hz），來確定諧振電抗器的電感量。對于小容量試品可以通過并聯(lián)補償電容器的辦法使得諧振頻率在工頻范圍內(nèi)。COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『采用串聯(lián)諧振升壓的高壓介損測量系統(tǒng)參數(shù)選擇方法』采用串聯(lián)諧振升壓的高壓介損測量系統(tǒng)參數(shù)選擇方法5、電抗器參數(shù)選擇由諧振頻率確定電抗器的電感量由最高試驗電壓確定電抗器的額定工作電壓計算電抗器總功率=工作頻率范圍一般不小于45～65Hz，Q值不小于20綜合總功率、額定工作電壓、體積重量等參數(shù)來確定是否采用分節(jié)設(shè)計。6、勵磁變壓器參數(shù)選擇輸入電壓：應(yīng)與變頻電源輸出電壓匹配輸出電壓：根據(jù)測試系統(tǒng)最高試驗電壓和最小Q值來確定：輸出功率：工作頻率范圍不小于45～65Hz。COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『采用試驗變升壓的高壓介損測量系統(tǒng)實樣』HV9003高壓變頻抗干擾介質(zhì)損耗測試儀升壓變壓器標(biāo)準(zhǔn)電容器試品采用試驗變升壓的高壓介損測量系統(tǒng)實樣采用串聯(lián)諧振升壓的高壓介損測量系統(tǒng)實樣COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『采用串聯(lián)諧振升壓的高壓介損測量系統(tǒng)實樣』HV9003高壓變頻抗干擾介質(zhì)損耗測試儀勵磁變壓器電抗器組1標(biāo)準(zhǔn)電容器模擬試品電抗器組2COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『HV9003系列高壓介損測試裝置介紹』COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『HV9003系列高壓介損測試裝置介紹』COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『HV9003系列高壓介損測試裝置介紹』COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.系統(tǒng)主界面測量過程界面參數(shù)設(shè)置界面（2）參數(shù)設(shè)置界面（1）

測量結(jié)果界面『HV9003系列高壓介損測試裝置介紹』正接線COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『HV9003系列高壓介損測試裝置介紹』反接線COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『HV9003系列高壓介損測試裝置介紹』COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『典型高壓介損測試系統(tǒng)配置方案』試驗變升壓的高壓介損測試系統(tǒng)配置方案1序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1高壓介質(zhì)損耗測試儀HV9003F1-1/10臺11通道正接，1通道反接，自動多點測量，畫曲線，內(nèi)置10kVA正弦波變頻電源和測量控制部分2試驗變壓器（含上位變、下位變）KSYD/Q-10/160套1便于現(xiàn)場搬運采用串級式勵磁變，下位變10KVA，輸入電壓0-300V，輸出電壓0-80KV；上位變5KVA，輸入0-300V，輸出電壓80KV。3高壓充氣式標(biāo)準(zhǔn)電容器SYL160/100F臺1SF6氣體絕緣，100pF/160kV，含高壓電流取樣單元

COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『典型高壓介損測試系統(tǒng)配置方案』串聯(lián)諧振升壓的高壓介損測試系統(tǒng)配置方案序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備

注1高壓介質(zhì)損耗測試儀HV9003F1-1/5臺11通道正接，1通道反接，自動多點測量，畫曲線，內(nèi)置5kVA正弦波變頻電源和測量控制部分2勵磁變壓器KSLB-5臺1輸入160V，輸出10kV，功率5kVA3諧振電抗器KSGL-F40/0.25臺4電感量600H，額定電壓40kV，額定電流0.25A4高壓充氣式標(biāo)準(zhǔn)電容器SYL160/100F臺1SF6氣體絕緣，100pF/160kV，含高壓電流取樣單元5高壓補償電容器KSFB-160/2500臺12500pF/160kV特點：1、對供電電源容量要求低，只需單相220V供電即可

2、可以自動找諧振點、自動升降壓、自動多點測量并繪制介損-電壓曲線

3、可以異頻抗干擾（選擇合適的諧振參數(shù)，可將諧振點人為偏離50Hz，以達(dá)到異頻抗干擾的目的）

4、單件設(shè)備都不超過50kg，可人力搬動，適用于現(xiàn)場試驗

5、積木式電抗器設(shè)計，通過串并聯(lián)組合可適用于各種不同電壓等級、不同容量的試品做高壓介損試驗2COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『典型高壓介損測試系統(tǒng)配置方案』串聯(lián)諧振升壓的高壓介損測試系統(tǒng)配置方案2適用范圍：

1、4個電抗器串聯(lián)使用最高試驗電壓160kV，最大可測量試品電容量約為5000pF可以滿足500kV開關(guān)均壓電容、220kV系統(tǒng)CVT、電流互感器、套管、開關(guān)均壓電容等的高壓介損試驗

2、2個電抗器串聯(lián)使用最高試驗電壓80kV，最大可測量試品電容量約為10000pF可以滿足110kV系統(tǒng)CVT、小容量變壓器（套管）、電流互感器、套管等高壓介損試驗

3、4個電抗器2組串聯(lián)后再并聯(lián)使用最高試驗電壓80kV，最大可測量試品電容量約為20000pF可以滿足110kV大容量變壓器（套管）、及220kV變壓器低壓側(cè)套管的高壓介損試驗COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『典型高壓介損測試系統(tǒng)配置方案』500kV開關(guān)均壓電容高壓介損試驗特色方案3通常500kV開關(guān)均壓電容有一端有接地刀閘，不便于打開，此方案可以在不打開接地刀閘的情況下，一次升壓同時測量兩個均壓電容的高壓介損。測量主機需配置1通道正接和1通道反接功能。反接線時可測得C1和C2并聯(lián)的電容量及介損值，正接線時可測得C1的電容量及介損值，通過以上結(jié)果可推算出C2的電容量及介損值。此方案不僅提高了現(xiàn)場試驗的效率，還避免了打開接地刀閘的不安全因素。COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『典型高壓介損測試系統(tǒng)配置方案』變壓器套管高壓介損試驗特色方案4

HV9003型高壓介損測試儀主機最多可同時測量4個正接通道，所以在測量變壓器套管高壓介損時，可以同時測量A、B、

C、O四個套管的高壓介損，一次接線，一個升壓過程，就可以完成4個套管的高壓介損測試工作。大大提高了現(xiàn)場試驗的工作效率。COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『高壓介損現(xiàn)場試驗注意事項』試驗前的準(zhǔn)備工作應(yīng)先確定被試品的參數(shù)，如電壓等級、電容量、是否是接地試品等確定試驗方案，選擇是正接線、反接線或是多通道組合測量。確定升壓方式。根據(jù)試驗電壓及試品容量估計出試驗容量，如果采用試驗變升壓，試驗容量不能大于變頻電源及試驗變?nèi)萘?。如果是采用串?lián)諧振升壓，需確定試驗容量及諧振頻率，如果是小容量試品需估計補償電容器的大小。帶齊必要的連接線及附件COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『高壓介損現(xiàn)場試驗注意事項』現(xiàn)場試驗時注意事項試驗時應(yīng)將設(shè)備各個接地點可靠接地。當(dāng)試驗電壓較高時，高壓引線應(yīng)采用防暈電纜，高壓端應(yīng)加防暈罩，電暈（特別在反接線方式）會影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。設(shè)備應(yīng)擺放穩(wěn)當(dāng)，應(yīng)注意防止設(shè)備傾倒。高壓引線應(yīng)懸空，掛鉤、測試夾等應(yīng)接觸良好。必要時可用絕緣帶固定高壓引線。接線完畢檢查無誤后，可開機試驗。建議先嘗試手動升壓，以判斷系統(tǒng)運行是否正常。在有干擾的情況下，應(yīng)使用異頻方式抗干擾。一般頻率需偏離工頻2.5Hz以上為佳。采用諧振方式升壓時應(yīng)使諧振頻率在工頻范圍內(nèi)?，F(xiàn)場測試應(yīng)注意感應(yīng)電傷人，連接高壓引線時可先接地后連接。試驗結(jié)束后將高壓端接地，先撤高壓引線再撤其他引線，最后撤接地線。COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.『高壓介損測量裝置現(xiàn)場試驗照片』COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.110kV變壓器套管試品型號SFZL1-10000/110額定電流52.5/916.5A額定電壓110±3*2.5%/6.3kV廠

家沈陽變壓器廠制造日期1977.11出廠編號8S249-1試驗數(shù)據(jù)測試相別試驗頻率（Hz）試驗方法UntgδCxCnΔtgδΔCx儀器日期/kV/%/pF/pF/%/%09.11.19A自動調(diào)諧55.6正接升壓10.230.846166.2

0.6870.839HV900309.11.1919.930.919166.409.11.1929.951.076166.609.11.1940.081.227166.909.11.1950.141.359959.931.453167.409.11.1972.011.533167.609.11.19正接降壓72.071.532167.609.11.1960.161.459167.409.11.1950.091.361940.041.236166.909.11.1930.061.079166.609.11.1920.160.928166.409.11.1910.070.853166.2一、110KV變壓器套管試驗報告結(jié)果分析1、10KV下數(shù)據(jù)0.846%，合格，但電壓升到72KV時已超過1.5%，且兩點的變化量（0.687%）大于0.3%，故判斷A相不合格。2、C相數(shù)據(jù)合格?！焊邏航閾p現(xiàn)場試驗照片及試驗報告』COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.110kV變壓器套管試品型號SFZL1-10000/110額定電流52.5/916.5A額定電壓110±3*2.5%/6.3kV廠

家沈陽變壓器廠制造日期1977.10出廠編號10S330-1試驗數(shù)據(jù)測試相別試驗頻率（Hz）試驗方法UntgδCxCnΔtgδΔCx儀器日期/kV/%/pF/pF/%/%09.11.17C自動調(diào)諧55.1正接升壓10.111.183181.0

0.2661.674HV900309.11.1720.031.159181.309.11.1730.050.929178.509.11.1740.050.977178.409.11.1750.061.066178.409.11.1760.041.101178.509.11.1771.961.132178.509.11.17正接降壓72.021.131178.509.11.1760.061.099178.509.11.1750.091.049178.409.11.1740.090.988178.509.11.1730.090.917178.609.11.1720.161.155181.409.11.1710.071.158181.1結(jié)果分析1、10KV下數(shù)據(jù)0.846%，合格，但電壓升到72KV時已超過1.5%，且兩點的變化量（0.687%）大于0.3%，故判斷A相不合格。2、C相數(shù)據(jù)合格。『高壓介損現(xiàn)場試驗照片及試驗報告』COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.二、220KV互感器現(xiàn)場試驗報告驗設(shè)備名稱松六2號220KV電流互感器A相試驗方法倒置式CT用反接法，測電容本體及支架的介損多點電壓測量，自動調(diào)諧升壓及降壓畫出升壓及降壓曲線序

號電壓Un（kV）試驗頻率（Hz）介損tgδ（%）電容量（pF）升壓過程110.2253.20.191984.5220.070.183984.2330.060.195983.6439.990.191983.8550.100.185984.1660.120.180984.2770.010.181984.5880.090.173983.5989.980.176983.610100.000.187983.711110.100.201983.912120.000.213984.013129.800.235984.214146.000.274984.5降壓過程15145.9053.20.275984.616130.000.238984.417120.000.210984.318110.100.194984.319100.100.184984.32090.080.172984.32180.160.166984.32270.120.169984.22360.070.181985.32450.080.186985.42540.140.182985.22630.100.192985.12720.190.194984.62810.190.179986.1最大介損變化量：0.101%最大電容變化量：0.101%『高壓介損現(xiàn)場試驗照片及試驗報告』220kV電流互感器高壓介損試驗COPYRIGHT(C)WWW.SCEEC.COMALLRIGHTSRESERVED.三、用反接法做發(fā)電機定子高壓介損試驗報告試驗數(shù)據(jù)電壓HV頻率Fq電容量Cx介損值tg01

50.0Hz336.8nF+1.688%024.10kV50.0Hz337.2nF+1.744%036.19kV50.0Hz337.9nF+1.847%048.01kV50.0Hz338.5nF+1.948%059.97kV50.0Hz339.3nF+2.070%0611.58kV50.0Hz340.0nF+2.160%0712.00kV50.0Hz340.2nF+2.183%0814.01kV50.0Hz340.9nF+2.273%0914.62kV50.0Hz341.2nF+2.303%1015.95kV50.0Hz341.7nF+2.354%1118.02kV50.0Hz342.4nF+2.431%1220.00kV50.0Hz343.1nF+2.507%1317.95kV50.0Hz342.6nF+2.463%1416.01kV50.0Hz341.9nF+2.400%1514.49kV50.0Hz341.4nF+2.341%1614.03kV50.0Hz341.1nF+2.318%1711.93kV50.0Hz340.4nF+2.218%1811.56kV50.0Hz340.2nF+2.194%1910.05kV50.0Hz339.5nF+2.105%208.01kV50.0Hz338.7nF+1.976%216.08kV50.0Hz338.0nF+1.856%224.