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    淺談交直流高壓試驗(yàn)變壓器結(jié)構(gòu)工作原理

    點(diǎn)擊次數(shù):1061 更新時(shí)間:2017-07-26

    淺談YD-10KVA/100KV交直流高壓試驗(yàn)變壓器結(jié)構(gòu)工作原理

    YD-10KVA/100KV交直流高壓試驗(yàn)變壓器

    一、概述:

    輕型交直流高壓試驗(yàn)變壓器是根據(jù)機(jī)電部《試驗(yàn)變壓器》標(biāo)準(zhǔn)在原同類產(chǎn)品基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)大量改進(jìn)后而生產(chǎn)的輕型交直流高壓試驗(yàn)變是在(G)系列試驗(yàn)變壓器的基礎(chǔ)上按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《ZBK-41006-89》經(jīng)過(guò)改進(jìn)后而生產(chǎn)的一種新型產(chǎn)品。本系列產(chǎn)品具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全,通用性強(qiáng)和使用方便等特點(diǎn)。特別適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、科研部門(mén)等對(duì)各種高壓電氣設(shè)備、電氣元件、絕緣材料進(jìn)行匯頻或直流高壓下的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。是高壓試驗(yàn)中*的重要設(shè)備。

    YD-10KVA/100KV交直流高壓試驗(yàn)變壓器

    二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

       輕型高壓試驗(yàn)變壓器采用單框芯式結(jié)構(gòu)。初級(jí)繞組繞在鐵芯上、高壓繞組在外,這種同軸布置減少了漏磁通,因而增大了繞組間的耦合。產(chǎn)品的外殼制成與器芯配合較佳的八角結(jié)構(gòu),整體外形美觀大方。其外部結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1,內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    變壓器外部結(jié)構(gòu)示意圖

    1—短路桿D              2—均壓球            3—高壓套管    

    4—變壓器提手            5—油閥               6、7—次壓輸入a、x 

    8、9—測(cè)量端子E F      10—變壓器外殼接地端      11—高壓尾 

    12—高壓輸出A          13—高壓硅堆             14—變壓器油

    15—鐵芯                16—次低壓繞組           17—測(cè)量繞組

    18—二次高壓繞組

    在試驗(yàn)變壓器中,a、x為低壓輸入端子,E、F為低度表測(cè)量端子,A、X為高壓輸出。

    YD-10KVA/100KV交直流高壓試驗(yàn)變壓器

    三、工作原理:

        輕型高壓試驗(yàn)變壓器為單相變壓器,聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)I.I.用二頻220V(10KVA以上為380V)電源接入系列操作箱(臺(tái)),經(jīng)操作箱內(nèi)自耦調(diào)壓器(50KVA以上調(diào)壓器外附)調(diào)節(jié)至0-200V(或0-400V)

    電壓輸出至試驗(yàn)變壓器的初級(jí)繞組,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,在試驗(yàn)變壓器高壓繞組可獲得試驗(yàn)所需的高電壓。

    1、 單臺(tái)試驗(yàn)變壓器的工作原理圖見(jiàn)圖3

    圖3:?jiǎn)闻_(tái)高壓試驗(yàn)變壓器原理圖

     

    2、單臺(tái)試驗(yàn)變壓器工作原理圖見(jiàn)圖4,圖中高壓套管中裝有高壓硅堆,串接在高壓回路中作半波整流,以獲得直流高電壓。當(dāng)用一短路桿將高壓硅堆短接時(shí),可獲得工頻高電壓,作為交流輸出狀態(tài),取消短路桿時(shí),作為直流輸出狀態(tài)。

    圖4單臺(tái)交直流試驗(yàn)變壓器原理圖

    圖中:D-短路桿              VD-高壓硅堆

    3、三臺(tái)試驗(yàn)變壓器串級(jí)獲得更高電壓的結(jié)線原理圖   5。串級(jí)高壓試驗(yàn)變壓器有很大的*性,因?yàn)檎麄€(gè)試驗(yàn)裝置由幾臺(tái)單臺(tái)試驗(yàn)變壓器組成,單臺(tái)試驗(yàn)變壓器輸出電壓容量小,電壓低、重量輕、便于運(yùn)輸和安裝,它既然可串接成高出幾倍的單臺(tái)試驗(yàn)變壓器輸出電壓組合使用,又可分開(kāi)成幾套單臺(tái)試驗(yàn)變壓器單獨(dú)使用。整套裝置投資小,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。圖5中,在*級(jí)和第二級(jí)的每個(gè)單無(wú)試驗(yàn)變壓器中都有一個(gè)勵(lì)磁繞組A1、C2和A2、C2。在三臺(tái)串級(jí)試驗(yàn)變壓器基本原理圖中,低壓電源加在試驗(yàn)變壓器I的;初級(jí)組a1×1組,單臺(tái)試驗(yàn)變壓I、Ⅱ、Ⅲ的輸出電壓都是V。勵(lì)磁繞組A1、C1給第三級(jí)試驗(yàn)I Ⅱ的初級(jí)繞組供電。第二級(jí)試驗(yàn)變壓器Ⅱ的勵(lì)磁繞組A2、C2給第三級(jí)試驗(yàn)變壓器I Ⅱ的初級(jí)繞組供電。第二級(jí)試驗(yàn)變壓器Ⅱ和第三級(jí)試驗(yàn)變壓器Ⅱ的箱體分別處在對(duì)地為1V和2V的高電位上,氫箱體對(duì)地是絕緣的,試驗(yàn)變壓器I的箱體是接地的。這樣*級(jí)、第二級(jí)、第三試驗(yàn)變壓器對(duì)地的額定輸出電壓分別為1V、2V、3V、其額定容量分別為3P、2P、1P。

    試驗(yàn)變壓器高壓套管中的高壓硅堆未畫(huà)出,其原理與上圖相同。

    四、使用方法:

    1、試驗(yàn)變做被試品的工頻耐壓試驗(yàn)使用接線原理圖。

    圖5:三臺(tái)試驗(yàn)充壓器串級(jí)接七原理圖

    圖中:P-容量(KV)  V-電壓(KV)   G1、G2-絕緣支架

     

     

     

     

     

     

    圖中:R1-限流電阻 FYQ-阻容分壓器 RF-球間隙保護(hù)電阻 G-球間隙   Cx-被試品

    注:高壓尾必須可靠接地。

    工頻耐壓試驗(yàn)中限流電阻R1應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)變壓器的額定容量來(lái)選擇。如高壓側(cè)額定輸出電流在  100-300MA時(shí),可取0.5-1Ω/V(試驗(yàn)電壓);高壓側(cè)額定輸出電流為1A以上時(shí),可取1Ω/V(試驗(yàn)電壓)。常用水電陰作為限流電阻,管于長(zhǎng)度可按150KV/m考慮,管子和粗細(xì)應(yīng)具有足夠的熱容量(水阻液配制方法:用蒸餾水加入適量硫酸銅配制成各種不同的陰值)。

    球間隙及保護(hù)電阻:當(dāng)電壓超過(guò)球間隙整定值時(shí)(一般取試驗(yàn)電壓的110%-120%)球間隙放電,對(duì)被試品起到保護(hù)作用。球間隙保護(hù)電阻可按1Ω/V(試驗(yàn)電壓)選取。

    在工頻耐壓試驗(yàn)中,低壓側(cè)測(cè)量電壓(儀表電壓)不是非常準(zhǔn)確的,其原因是由于試驗(yàn)變壓器存在著漏抗,在這上個(gè)漏抗上必然存在著壓降或容升,使試品上的電壓低于或高于低壓側(cè)測(cè)量電壓表上反映出來(lái)的電壓。工頻耐壓試驗(yàn)時(shí),被試品上的電壓高于試驗(yàn)變壓器的輸出電壓,也就是所謂容升現(xiàn)象。感應(yīng)耐壓試驗(yàn)時(shí)。試驗(yàn)變壓器的漏抗必須存在著壓降。為了準(zhǔn)確測(cè)量被試品上所施加電壓,因此常在高壓側(cè)接入RCF阻容分壓器來(lái)測(cè)量電壓。

    工頻耐壓試驗(yàn)操作注意事項(xiàng)

    (1)試驗(yàn)人員應(yīng)做好分工,明確相互間辦法。并有專門(mén)人監(jiān)護(hù)現(xiàn)場(chǎng)安全及觀察試品狀態(tài)。

    (2)被試品應(yīng)清掃干凈,并干燥,以免損壞被試品和試驗(yàn)帶來(lái)的誤差。

    (3)對(duì)丁大型試驗(yàn),一般都應(yīng)*行空升試驗(yàn)。即不接試品時(shí)升壓至試驗(yàn)電壓,校對(duì)各種表計(jì),調(diào)整間隙。

    (4)升壓速度不能太快,并必須防止突然加壓。例如調(diào)壓器不在零位的突然合閘,也不能突然切斷電源,一般應(yīng)在調(diào)壓器降至零位時(shí)拉閘。

    (5)當(dāng)電壓升至試驗(yàn)電壓時(shí),開(kāi)始計(jì)時(shí),到1min后,迅速降到1/3試驗(yàn)電壓以下時(shí),才能拉開(kāi)電源。

    (6)在升壓或耐壓試驗(yàn)過(guò)程,如發(fā)現(xiàn)下列不正常情況時(shí),應(yīng)立即降壓,切斷電源,停止試驗(yàn)并查明原因:①電壓表指針擺動(dòng)很大;②發(fā)現(xiàn)絕緣燒焦或冒煙;③被試品內(nèi)有不正常的聲音。

    (7)耐壓試驗(yàn)前后應(yīng)測(cè)量絕緣電阻,檢查絕緣情況。

    試驗(yàn)變壓器在做被試品的直流耐壓或泄漏試驗(yàn)時(shí)接線原理圖如圖7。

    注:此試驗(yàn)應(yīng)先抽出短路桿“D”,圖7中所示。

     

     

     

     

     

     

     

    圖7:高壓直流泄漏試驗(yàn)接線圖

    圖:VD-高壓硅堆    R1-限流電阻    C1-高壓濾波電容

       FYQ-阻容分壓器    Cx-被試品    A-帶保護(hù)微安表

    泄露試驗(yàn)中限流電阻R1選擇在額定輸出電壓時(shí),輸出端短路電電流不超過(guò)高壓硅堆的zui大整流電流。如電壓硅堆的zui大整流電流為100mA時(shí)用于60KV的試驗(yàn)裝置中限流電陰按R1=60/0,1=600KΩ選擇。限流電阻按R1=60/01=600KΩ選擇,限流電阻應(yīng)具有足夠的容量和沿面放電距離。高壓濾流電容C1一般選擇在0.01-0.1HF,當(dāng)被試品的電容量很大時(shí),C1可省略不用。

    泄漏試驗(yàn)的操作及注意事項(xiàng)

    (1)試驗(yàn)前應(yīng)先檢查被試品是否停電,接地放電,一切對(duì)外連線是否擦凈。要嚴(yán)防將試驗(yàn)電壓加到人工作部位上去。

    (2)接好試驗(yàn)裝置的接線后,應(yīng)復(fù)查無(wú)誤后才可加壓。應(yīng)特別注意檢查高壓設(shè)備及引線與地與操作人員的安全距離,被試品的外殼是否可靠接地,要按安全規(guī)程中所規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行試驗(yàn)。

    (3)對(duì)于大電容量設(shè)備應(yīng)緩慢升壓,防止被試品的充電電流燒壞微安表。必要時(shí)應(yīng)分級(jí)加壓,分別讀取各級(jí)電壓下微安表的穩(wěn)定讀數(shù)。

    (4)試驗(yàn)過(guò)程,應(yīng)密切監(jiān)視被試品、試驗(yàn)裝置、微安表,一旦發(fā)生擊穿、閃爍等異?,F(xiàn)象應(yīng)立即降壓,切斷電源,并查明原因,詳細(xì)記錄。

    (5)試驗(yàn)完畢,降壓,切斷電源后應(yīng)將被試品及試驗(yàn)裝置本身充分放電。

    五、注意事項(xiàng)

    1、按照您所進(jìn)行的試驗(yàn)接好工作線路。試驗(yàn)變壓器的外殼以及操作系統(tǒng)的外殼必須可靠接地,試驗(yàn)變壓器的高壓繞阻的x端(高壓尾)以及測(cè)量繞組的F端必須可靠接地。

    2、做串級(jí)試驗(yàn)時(shí),第二級(jí)、第三級(jí)試驗(yàn)變壓器的低壓繞組的X端,測(cè)量繞阻的F端以及高壓繞組的X端(高壓尾)均接本級(jí)試驗(yàn)變壓器的外殼,第二級(jí)、第三級(jí)試驗(yàn)變壓器的外殼必須通過(guò)絕緣支架接地。

    3、接通電源前,操作系統(tǒng)的調(diào)壓器必須調(diào) 到零位后方可接通電源,合閘,開(kāi)始升壓。

    4、從零開(kāi)始勻帶旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器手輪升壓。升壓方式有:快速升壓法,即20S逐級(jí)升壓法;慢速升壓法,即60S逐級(jí)升壓法;極慢速升壓法供選用。電壓從零開(kāi)始按一定的升壓方式和速度上升到您所需的額定試驗(yàn)電壓的75%后,再以每秒2%額定試驗(yàn)電壓從零開(kāi)始按一定的升壓方式和速度上升到您所需的額定試驗(yàn)電壓,并密切注意測(cè)量?jī)x表的批示以及被試品的情況。升壓過(guò)程中或試驗(yàn)過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)測(cè)量?jī)x表的指示及被試品情況異常,應(yīng)立即降壓,切斷電源,查明情況。

    5、試驗(yàn)完畢后,應(yīng)在數(shù)秒內(nèi)勻速的將調(diào)壓器返回至零位,然后切斷電源。

    6、本產(chǎn)品有得超過(guò)額定參數(shù)使用。除試驗(yàn)必需外,決不允許全電壓通電或斷電。

    7、使用本產(chǎn)品做高壓試驗(yàn)時(shí),除熟悉本說(shuō)明外,還必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程,可參照GB311-83《高壓輸變?cè)O(shè)備的絕緣配合,高壓試驗(yàn)技術(shù)》;《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》等。

    六、配套產(chǎn)品

    1、操作系統(tǒng):

      XZC系列操作箱:容量:1KVA-5KVA,輸入電壓:0.22KV

      KZT系列操作臺(tái):容量:10K/A-300KVA輸入電壓:0.22KV 、0.38KV

    2、保護(hù)式數(shù)字微安表SWB-Ⅱ

    3、阻容式交直流分壓器FYQ-50、100、150、220KV

    4、高壓直流放電棒FZ-70、140、210KV

    5、高壓硅堆:2DL-150、300、450KV

    6、絕緣支架50、100、200、300KV

    7、高壓濾波電容0.01UF,40-100KV

    8、均壓球

    9、保護(hù)球隙:Q-50、100、150、200、250、500

    10、標(biāo)準(zhǔn)試油杯400ml

    11、介質(zhì)油杯

    12、折疊式小推車(chē)150、300型

    13、水電阻

    14、高壓驗(yàn)電器10KV、35KV

    15、高壓定相器10KV、35KV/110KV、220KV

    16、各種萬(wàn)用表、兆歐表及測(cè)試線

    七、試驗(yàn)變壓器的容量選擇:

    標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)變壓器容量Pn的確定公式:Pn=KVn2ωct×10-9。

    式中:Pn—標(biāo)稱試驗(yàn)變壓器容量(KVA)

          Vn—試驗(yàn)變壓器的額定輸出高壓的有效值(KV)

          K—安全系數(shù)。K≥1,標(biāo)稱電壓Vn≥1MV時(shí),K=2,標(biāo)稱電壓較低時(shí),K值可取高一些,

    ct—被試品的電容量(PF)

    ω—角頻率, 2лf.F-試驗(yàn)電源的頻率。

    被試設(shè)備的電容量ct可由交流電橋測(cè)出。Ct的變化很大,可由設(shè)備的類型

    而定。典型數(shù)據(jù)如下:

    簡(jiǎn)單的棒式或懸掛式絕緣子          幾十微法

    簡(jiǎn)單的分級(jí)套管                    100-1000PF

    電壓互感器                        200-500PF

    電壓變壓器<1000KVA                   -1000PF

    >1000KVA                 1000-10000PF

    高壓電力電纜和油浸紙絕緣            250-300PF/m

    氣體絕緣                              -60PF/m

    封閉變電站,SF6氣體絕緣             100-10000PF

    對(duì)于不同的試驗(yàn)電壓Vn,選擇不同的(適當(dāng)?shù)模┌踩禂?shù)K。以下列出不同的Vn所選用的K值供參考。

    Vn=50-100KV       K=4

    Vn=150-300KV      K=3

    Vn>300KV           K=2

    八、試驗(yàn)變壓器主要技術(shù)參數(shù)表

    (一)、輕型交直流試驗(yàn)變壓器(見(jiàn)表1)

    (二)、輕型交直流試驗(yàn)變壓器(見(jiàn)表2

    表1、輕型交直流試驗(yàn)變壓器

    型號(hào)

    容量

    高壓電壓(KV)

    高壓電流(mA)

    低壓輸入

    變比

    溫升℃

    (KVA)

    AC

    DC

    AC

    DC

    電壓(V)

    電流(A)

    高/儀

    30分鐘

      1.5/50

    1.5

    50

    70

    30

    15

    200

    7.5

    500

    10

      3/50

    3

    50

    70

    60

    15

    200

    15

    500

    10

      5/50

    5

    50

    70

    100

    15

    200

    25

    500

    10

      10/50

    10

    50

    70

    200

    50

    200

    50

    500

    10

      20/50

    20

    50

    70

    400

    100

    400

    50

    500

    10

      30/50

    30

    50

    70

    600

    100

    400

    75

    500

    10

      40/50

    40

    50

    70

    800

    105

    400

    100

    500

    10

      50/50

    50

    50

    70

    1000

    100

    400

    125

    500

    10

      10/100

    10

    100

    140

    100

    50

    400

    25

    1000

    10

      20/100

    20

    100

    140

    200

    100

    400

    50

    1000

    10

      30/100

    30

    100

    140

    300

    100

    400

    75

    1000

    10

      40/100

    40

    100

    140

    400

    100

    400

    100

    1000

    10

      50/100

    50

    100

    140

    500

    100

    400

    125

    1000

    10

      20/100

    20

    150

    210

    133

    100

    400

    50

    1500

    10

      30/100

    30

    150

    210

    200

    100

    400

    75

    1500

    10

      40/100

    40

    150

    210

    267

    100

    400

    100

    1500

    10

      50/100

    50

    150

    210

    333

    100

    400

    125

    1500

    10

      100/150

    100

    150

    210

    667

    150

    400

    250

    1500

    10

    注:本系列產(chǎn)品中有200V的串級(jí)抽頭,可二臺(tái)或三臺(tái)串級(jí)成交流100KV、150KV、200KV、300KV直流140 KV、210 KV、280 KV、420 KV、的高電壓。并可根據(jù)用戶需要在高壓繞組抽出5-15 KV的中壓抽頭,供高壓機(jī)作交流耐壓試驗(yàn)。并可定制特殊規(guī)格的試驗(yàn)變壓器。

    表2、輕型交流試驗(yàn)變壓器

    型號(hào)

    容量

    高壓電壓

    高壓電流

    低壓輸入

    變比

    溫升℃

    (KVA)

    (KV)

    (mA)

    電壓(V)

    電流(A)

    高/儀

    30分鐘

      1.5/50

    1.5

    50

    30

    200

    7.5

    500

    10

      3/50

    3

    50

    60

    200

    15

    500

    10

      5/50

    5

    50

    100

    200

    25

    500

    10

      10/50

    10

    50

    200

    200

    50

    500

    10

      20/50

    20

    50

    400

    380

    53

    500

    10

      30/50

    30

    50

    600

    380

    79

    500

    10

      50/50

    50

    50

    1000

    380

    12

    500

    10

      5/100

    5

    100

    50

    200

    25

    1000

    10

      10/100

    10

    100

    100

    200

    50

    1000

    10

      20/100

    20

    100

    200

    400

    50

    1000

    10

      30/100

    30

    100

    300

    400

    75

    1000

    10

      50/100

    50

    100

    500

    400

    125

    1000

    10

      20/150

    20

    150

    133

    400

    50

    1500

    10

      30/150

    30

    150

    200

    400

    75

    1500

    10

      50/150

    50

    150

    333

    400

    125

    1500

    10

      100/150

    100

    150

    667

    400

    250

    1500

    10

      50/200

    50

    200

    250

    400

    125

    2000

    10

      100/200

    100

    200

    500

    400

    250

    2000

    10

      150/200

    150

    200

    750

    400

    375

    2000

    10

      200/200

    200

    200

    1000

    400

    500

    2000

    10

      300/200

    300

    200

    1500

    400

    600

    2000

    10

      50/300

    50

    300

    170

    400

    125

    3000

    10

      100/300

    100

    300

    333

    400

    250

    3000

    10

      150/300

    150

    300

    500

    400

    375

    3000

    10

      200/300

    200

    300

    667

    400

    500

    3000

    10

      300/300

    300

    300

    3000

    500

    600

    3000

    10

    九、產(chǎn)品附件:

    使用說(shuō)明書(shū)        1份         產(chǎn)品合格證   1份

    我廠對(duì)所有產(chǎn)品實(shí)行“三包”,歡迎選用并對(duì)我廠的產(chǎn)品以及工作提出質(zhì)量咨詢和改進(jìn)意見(jiàn)。訂貨時(shí)請(qǐng)?jiān)敿?xì)寫(xiě)明產(chǎn)品的型號(hào)和規(guī)格。