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              工頻交流耐壓試驗成套裝置
              2021-07-09

              在當今世界,電能已經成為國民經濟、人民生活必不可少的一部分,盡管輸變電工業僅占國民生產總值的1%,但是其重要性已經遠遠超過1%,毫不夸張的說電可主宰國民經濟,因此各國對輸變電行業都非常重視,目前我國的變壓器試驗技術已經有了顯著的變化,已經由傳統的指針式儀表發展成數字式儀表,從手工操作控制逐步向自動化方向發展,各種新方法新技術都得到了廣泛的應用,這使試驗結果比過去更準確更可靠,  變壓器是一種利用電磁感應原理通過變換電壓來傳輸電能的設備,而電壓變換則是靠改變原副邊匝數來實現的一種變換,變壓器、GIS系統、SF6開關、CT/PT、絕緣子、母線、電纜、套管等容性設備是變電站中最常見的一次電氣設備,根據220V以及以下變電站一次電氣設備耐壓的試驗規程要求,相應的交/直流耐試驗設備既要滿足高電壓、小電流的試驗條件,又要滿足低電壓,大電流的試驗條件,要求兼顧較寬的適用范圍,采用串聯諧振的原理,由變頻電源控制箱(控制臺)、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成了主設備,在電容分壓器上,接入整流硅堆及微安表,即可完成直流耐壓試驗,由于系統諧振后具有很好的濾波特性,因此其生產的直流電壓優于普通試驗變壓器整流出來的直流電壓,是地、市、縣級高壓試驗部門及電力承裝、修試工程單位理想的耐壓設備。


              串聯諧振


              工頻交流耐壓試驗成套裝置具有以下產品特性:


              1、工頻交流耐壓試驗成套裝置,由于諧振無功全補償,電源和設備的功率僅為被試品所需容量的1/10以下(1/Q10),同容量的體積小、重量輕,裝置輸出容量大而所需配置的電源容量小,價廉,使用操作便捷而安全生。


              2、工頻交流耐壓試驗成套裝置,實際是個電流濾波回路,使通過被試品的電流基本是基波電流,輸出電壓的波形畸變率(THD)極小,優于現有所有類型的交流耐壓設備。


              3、工頻交流耐壓試驗成套裝置,試品閃絡或擊穿后的短路電流僅為短路前試驗電流的1/10以下的(1/Q)能有效防止擊穿后擴大對故障點的損傷。


              4、工頻交流耐壓試驗成套裝置,閃絡后立即自動熄弧,熄弧后恢復諧振狀態電壓建立的過程較長(秒數)是一個穩態的建立過程,既無電壓過沖之慮更無微秒級毫秒級瞬態過程的恢復過電壓的危險。


              例:10kV火力發電機交流耐壓試驗,電容量≤0.08μF,試驗頻率為45-65Hz,試驗電壓不超過25kV。


              使用電抗器二節串聯,此時電抗器電感量為L=56*2=112H


              試驗頻率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√112×0.08×10-6)=53Hz。


              試驗電流 I=2πfCU試 =2π×53×0.08×10-6×25×103=0.66A


              工頻交流耐壓試驗成套裝置電抗器使用關系表


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              總結:10kV火力發電機交流耐壓試驗,電容量≤0.08μF,試驗頻率為45-65Hz,試驗電壓不超過25kV的選型結果是BPXZ-HT-88kVA/44kV變頻串聯諧振試驗裝置。


              工頻交流耐壓試驗成套裝置現場試驗時,應合理選擇品質因素,試驗電壓較高時,應盡量提高品質因素,以減小現場試驗時需要的電源容量,試驗電壓較低時,為了準確平穩控制試驗電壓,品質因素應控制在合理水平,滿足試驗要求即可。


                變壓器的安全運行除變壓器的性能要符合國家標準和用戶技術要求外,還需要保證變壓器的絕緣電氣強度符合標準要求,變壓器的電氣強度是考核變壓器在正常工作電壓和非正常狀態下能安全可靠運行的必要條件,工頻耐壓試驗就是其中的一項試驗,短時工頻耐受電壓試驗是對絕緣施加一次相應的額定耐受電壓(有效值),工頻耐壓試驗時,變壓器的被試繞組及其引線和與它相連的元件(如開關等)均承受同一試驗電壓,而非被試繞組則短路接地,對于全絕緣變壓器(即繞組的首末端絕緣水平相同),繞組首末端的工頻絕緣水平和工頻耐受電壓值一致,對于分級絕緣變壓器(即繞組的首末端絕緣水平不同),工頻耐壓的試驗值和繞組末端的工頻絕緣水平一致。  工頻耐壓試驗的目的是考核繞組對地和繞組之間的主絕緣強度,這一目的對于全絕緣變壓器來說完全能達到,對于分級絕緣的變壓器,則只能考核繞組對鐵軛的端絕緣,繞組部分引線對地絕緣強度,至于繞組對地和繞組之間的絕緣強度,則無法達到考核的目的。


              1. 試驗設備


              工頻耐壓試驗主要由試驗電源、試驗變壓器、測量和保護等設備組成,電源在工頻耐壓試驗中應該是可調節的,它可以由自耦調壓器、移圈調壓器、同步發電機組等來實現,可調電源的容量一般均應與試驗變壓器的容量相匹配,要求其輸出電流等于試驗變壓器的低壓側的額定電流,其輸出電壓等于或大于試驗變壓器的低壓側的額定電壓。


              同步發電機組是比較理想的一種可調電源,其優點是頻率穩定,且波形較好,其缺點是價格昂貴,且占地面積較大,運行時噪聲大,在工頻耐壓試驗時,由于負載是容性的,因此,用它作為電源供電時,如果補償不好,往往會發生自勵現象。


              自耦調壓器是用一滑動觸頭沿繞組移動變成可調電源,它的調壓不是均勻的,是分級調壓,但每級分得很細,由于它價格便宜,攜帶方便,漏抗小,波形較好,使用較廣,但因為它存在滑動觸頭,容量受到限制,適用于小容量試驗變壓器的調壓之用。


              移圈調壓器的調壓原理是:將匝數相等而繞向相反的兩繞組互相串聯,用一個短路繞組套在互相串聯的兩繞組之外,該短路繞組可以上下移動,因此,起到調節電壓的作用,由于移圈調壓器沒有滑動觸頭,其容量可以做得很大,可用于較大容量的變壓器試驗,但是,由于移圈調壓器鐵心部分磁路可能飽和,電壓輸出波形較差,選用時應根據實際情況采取措施。  試驗變壓器是產生試驗電壓的關鍵設備,由于工頻耐壓試驗時被試變壓器表現為一個純電容,所以試品電容的大小與試驗變壓器的容量選擇關系很大,在試驗時,一般要求試驗變壓器的高壓側額定電壓略高于試品的試驗電壓,其額定電流不低于被試品的最大電容電流,測量和保護裝置是進行工頻耐壓試驗時必不可少的設備,常用的測量裝置有球隙、靜電電壓表、試驗變壓器的測量繞組、高電壓互感器及工頻電容分壓器等,目前常用的測量手段是利用工頻電容分壓器接峰值電壓表法,為防止試品擊穿引起的過電流、過電壓對試驗設備、試品造成不應有的損壞,在工頻耐壓試驗時,一般要采取一定的方法來保護,常用的保護方法有在試驗變壓器與試品之間串入一定阻值的電阻,將保護球隙與被試品并聯,在試驗變壓器低壓側安裝過電壓、過電流保護裝置等。


              2. 耐壓試驗應注意的問題


              首先,如果使用發電機組作耐壓試驗的電源,應特別注意發電機的自勵現象,應在試驗前,根據被試變壓器的電容核算系統的容性電流大小,選擇適當的補償電抗值,其次,根據試品耐壓值來選擇合適的滿足準確度要求的測量儀器,當選用分壓器時,要注意分壓器對安放位置的要求,特別要注意低壓側儀表的選用,必須使用校準時所用的峰值表不能更換為其他型號的儀表,否則要影響分壓比,造成顯著的測量誤差。


              保護電阻是限制被試變壓器擊穿時短路電流用的,假如不串聯接人保護電阻,那么在被試變壓器擊穿時,相當于試驗變壓器在較高的輸出電壓下直接短路,會產生很大的短路電流,引起試驗變壓器的損壞,在高壓繞組產生危險的振蕩,使試品和試驗變壓器上均出現過電壓,因此,限制短路電流至允許值是非常必要的,所以必須接人保護電阻,其電阻數值一般取短路電流限制在允許程度。

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