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中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器感應倍頻電源耐壓裝置（電科院）

ZSDBF-5KVA多倍頻感應耐壓試驗裝置

不僅可做互感器感應耐壓試驗，還可兼做伏安特性試驗。
配合高阻抗電容分壓器，能直接監測一次側的高壓自動完成感應耐壓試

參考標準：DL/T 848.4-2004

多倍頻感應耐壓試驗裝置：ZSDBF-5KVA多倍頻感應耐壓試驗裝置實現各種被試品的預防性交流耐壓試驗和交接性交流耐壓試驗，中試控股滿足35kV及以下電壓等級互感器的感應耐壓試驗我中試控股的感應耐壓試驗裝置采用微機控制

中試控股結合先進的變頻及高速采樣技術設計制造，比傳統的三倍頻發生器效率高，輸出電壓穩定，測量精度高，重復性好，并且可以實現自動升壓、升壓至設定值后自動計時、計時完成后自動降壓的功能，操作極其簡單。

儀器采用背光式大屏幕液晶顯示，全中文操作界面，帶實時時鐘和微型打印機。儀器采用一體化結構，重量輕，便于攜帶。

變壓器和互感器的感應耐壓試驗是中試控股保證產品質量符合標準的一項重要試驗。變壓器繞組的匝間，層間，段間及相間的縱絕緣感應耐壓試驗，則是變壓器絕緣試驗中的重要項目。縱絕緣試驗需要通過倍頻電源裝置，施加試驗電壓，進行耐壓試驗。
電壓互感器（PT）是電力系統中的關鍵設備，中試控股感應耐壓試驗是保證產品質量符合標準的一項重要試驗。PT繞組的匝間、層間、段間及相間的縱絕緣感應耐壓試驗，則是PT絕緣試驗中的重要項目，縱絕緣試驗需通過變頻電源裝置施加試驗電壓，進行耐壓試驗。

對PT進行感應耐壓試驗可幫助工作人員及時發現問題，避免造成嚴重后果。
我中試控股的感應耐壓試驗裝置采用微機控制，中試控股結合先進的變頻及高速采樣技術設計制造，比傳統的三倍頻發生器效率高，輸出電壓穩定，測量精度高，重復性好，并且可以實現自動升壓、升壓至設定值后自動計時、計時完成后自動降壓的功能，操作極其簡單。

儀器采用背光式大屏幕液晶顯示，全中文操作界面，帶實時時鐘和微型打印機。儀器采用一體化結構，重量輕，便于攜帶。
注意：最小分辨率為0.1Hz的步進變化，不僅可用于PT的感應耐壓試驗，中試控股還能用于其它需要使用變頻電源的場合。
裝置容量：5kW
輸入電壓：AC，三相，380V±10%。
電源頻率：50Hz。
輸出電壓：0 ～400V
輸出頻率：50Hz，100Hz，150Hz，200Hz（可選）。
波形畸變率：<3%。
保護功能：對被試品具有過流 、過壓及試品閃絡保護 (見變頻電源部分)；
5kW/380V  1臺
額定輸出容量：5kW
工作電源：380±10%V（三相），工頻
輸出電壓：0 –400V， 單相，
額定輸入電流：25A
額定輸出電流：25A
噪聲水平 ：≤50dB
重  量：約12kg；

ZSDBF-5KVA多倍頻感應耐壓試驗裝置實現各種被試品的預防性交流耐壓試驗和交接性交流耐壓試驗，中試控股滿足35kV及以下電壓等級互感器的感應耐壓試驗；

中試控股考驗交聯橡塑電力電纜、電力變壓器、GIS、互感器、絕緣子、發電機、開關等被試品絕緣承受各種過電壓能力及容性負載的交流耐壓試驗。

    測試方法

    中試控股電力講解根據不同的測試項目以下分別進行介紹:

    ⑴.單相電源分相對三相變壓器空載損耗的測量:當現場試驗條件無法滿足用三相電源來做空載試驗時,可用單相電源(交流220V)來進行三相變壓器的空載試驗.分別對變壓器的每相加壓試驗,試驗結果自動折算到三相電源試驗的情況.具體接線(見附件三).

    利用儀器的Ua、Ub測量電壓,用A相電流回路測量電流,依次對被測變壓器的低壓側Ao、Bo、Co加電,進行測試.

    ⑵.三相電源測量變壓器的空載損耗:將變壓器的非測試端開路,按圖方式接線

    ⑶.測量單相變壓器短路損耗:

    ⑷.三相三線電源測量變壓器短路損耗:從變壓器高壓側施加三相測試電源,低壓側用專用短接線良好短接,

    ▲    注意:我們這里采用方法相當于以往的兩功率表法,電壓測量UAB、UCA和UCB三相電壓值,結果為三相的平均值;功率損耗只測量PAB和PCB兩相功率,總損耗為兩相功率損耗之和.

  用變比電橋測量變壓器的變比,操作過程繁瑣,測量范圍狹窄,已經不適應現代測量的快節奏、高效率的要求.為此,中試控股電力采用現代電子技術,研制出了新一代變壓器變比組別測試儀.它體積小,重量輕,精度高,穩定性好.它采用了大屏幕漢字顯示、菜單操作,界面友好.變比組別可一次測完.該儀器是電力工業部門的理想測試儀器. 下面我們來介紹他使用時的注意事項:

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    1、保險1為2A,保險2為0.5A.如果測試線短路,高低壓接反,會熔斷保險.保險熔斷后,如果進行測量,在顯示"  正在測量,請等待! "后停住.請關機,更換相同容量的保險,重測.

    2、連線要保持接觸良好.儀器應良好接地!

    3、儀器的工作場所應遠離強電場、強磁場、高頻設備.供電電源干擾越小越好,宜選用照明線,如果電源干擾還是較大,可以由交流凈化電源給儀器供電.交流凈化電源的容量大于200VA即可.

    4、儀器工作時,如果出現液晶屏顯示紊亂,按所有按鍵均無響應,或者測量值與實際值相差很遠,請按復位鍵,或者關掉電源,再重新操作.

    5、顯示器沒有字符顯示,或顏色很淡,請調節亮度電位器至合適位置.亮度電位器是多圈電位器 ,有10圈!

    6、儀器應存放在干燥通風處,如果長期不用或環境潮濕,使用前應加長預熱時間,去除潮氣.

    7、通訊口調試時使用.    1.試驗變壓器做被試品的工頻耐壓試驗使用接線原理圖見.

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    圖6:被試品工頻耐壓試驗接線圖

    工頻耐壓試驗中限流電阻R1應根據試驗變壓器的額定容量來選擇.如高壓側額定輸出電流在100~300mA時,可取0.5~1Ω/V(試驗電壓);高壓側額定輸出電流為1A以上時,可取1Ω/V(試驗電壓).常用水電阻作為限流電阻,管子長度可按150kV/m考慮,管子粗細應具有足夠的熱容量(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阻值).

    球間隙及保護電阻:當電壓超過球間隙整定值時(一般取試驗電壓的110%~120%),球間隙放電,對被試品起到保護作用.球間隙保護電阻可按1Ω/V(試驗電壓)選取.

    在工頻耐壓試驗中,低電壓側測量電壓(儀表電壓)不是非常準確的,其原因是由于試驗變壓器存在著漏抗,在這個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測量電壓表上反映出來的電壓.工頻耐壓試驗時,被試品上的電壓高于試驗變壓器的輸出電壓,也就是所謂容升現象.感應耐壓試驗時,試驗變壓器的漏抗必然存在著壓降.為了準確測量被試品上所施加的電壓,因此常在高壓側接入FRC阻容分壓器來測量電壓.

    2.試驗變壓器在做被試品的直流耐壓或泄露試驗時接線原理圖如圖.

    注:此試驗應先抽出短路桿"D",圖中所示.

    高壓直流泄露試驗接線圖

    圖中:VD-高壓硅堆     R1-限流電阻      C1-高壓濾波電容

    FRC-阻容分壓器     CX-被試品    μA-帶保護微安表

    泄露試驗中限流電阻R1選擇在額定輸出電壓時,輸出端短路電流不超過高壓硅堆的最大整流.如電壓硅堆的最大整流電流為100mA時用于60kV的試驗裝置中,限流電阻按R1=60/0.1=600kΩ選擇.限流電阻還應具有足夠的容量和沿面放電距離.高壓濾波電容C1一般選擇在0.01~0.1μF,當被試品的電容量很大時,C1可省略不用.   變壓器繞組的直流電阻測試是變壓器在交接、大修和改變分接開關后,必不可少的試驗項目.在通常情況下,用傳統的方法(電橋法和壓降法)測量變壓器繞組以及 大功率電感設備的直流電阻是一項費時費工的工作.為了改變這種狀況,縮短測量時間以及減輕測試人員的工作負擔,中試控股電力開發了直流電阻測試儀,是測量變壓器 繞組以及大功率電感設備直流電阻的理想設備.DL/T596--1996預試規程的試驗次序排在變壓器試驗項目的第二位.

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    一、DL/T 596--1996預試規程的試驗周期和要求

    1、試驗周期:變壓器繞組直流電阻正常情況下1~3年檢測一次.但有如下情況必須檢測:

    (1)無勵磁調壓變壓器變換分接位置后必須進行檢測;

    (2)有載調壓變壓器在有載分接開關檢修后必須對所有分接進行檢測;

    (3)變壓器大修后必須進行檢測;

    (4)必要時進行檢測.如變壓器經出口短路后必須進行檢測.

    2、試驗要求

    變壓器容量在1.6MVA及以上,繞組直流電阻相互間差別不應大于2%;無中性點引出的繞組線間差別不應大于三相平均值的1%.

    容量在1.6MVA以下,相間差別一般不大于三相平均值的4%;線間差別一般不大于三相平均值的2%.

    與以前相同部位測得值比較其變化不應大于2%;如直流電阻相間差在變壓器出廠時超過規定,制造廠已說明了這種偏差的原因,也以變化不大于2%考核.

    不同溫度下的電阻值應換算到同一溫度下進行比較,并按下式換算:

    式中:R1、R2--分別為溫度t1、t2時的電阻值;T-常數,其中銅導線為235,鋁導線為225.

    二、減少測量時間提高檢測準確度的措施

    一般使用電壓降法和電橋法.對于大型變壓器,其電感非常大,為了加快測量速度,可采用快速測量方法.

    變壓器繞組是由分布電感、電阻及電容組成的復雜電路.測直流電阻是在繞組的被試端子間通以直流,待瞬變過程結束、電流達到穩定后,記錄電阻值及繞組溫度.測直流電阻的關鍵問題是將自感效應降低到最小程度.為解決這個問題分為以下兩種方法.

    1、助磁法

    助磁法是迫使鐵心磁通迅速趨于飽和,從而降低自感效應,歸納起來可縮短時間常數,大體有以下幾種方法:

    (1)用大容量蓄電池或穩流源通大電流測量.

    (2)把高、低壓繞組串聯起來通電流測量,采用同相位和同極性的高壓繞組助磁.由于高壓繞組的匝數遠比低壓的多,借助于高壓繞組的安匝數,用較小的電流就可使鐵心飽和.

    (3)采用恒壓恒流源法的直流電阻測試儀.使用時可把高、低壓繞組串聯起來,應用雙通道對高、低壓繞組同時測量,較好地解決了三相五柱式大容量變壓器直流電阻測試的困難.一般測試一臺360MVA,500kV或220kV變壓器繞組直流電阻約需30~40min,測量接線如圖1-1所示

圖1－1  變壓器繞組直流電阻測量接線圖

    2、消磁法

    消磁法與助磁法相反,力求使通過鐵心的磁通為零.使用的方法有兩種:

    (1)零序阻抗法.該方法僅適用于三柱鐵心Y-N連接的變壓器.它是將三相繞組并聯起來同時通電,由于磁通需經氣隙閉合,磁路的磁阻大大增加,繞組的電感隨之減小,為此使測量電阻的時間縮短.

    (2)磁通勢抵消法.試驗時除在被測繞組通電流外,還在非被測繞組中通電流,使兩者產生的磁通勢大小相等、方向相反而互相抵消,從而保持鐵心中磁通趨近于零,將繞組的電感降到最低限度,達到縮短測量時間的目的.其測量接線如圖1-2所示.

    三、直流電阻檢測與故障診斷實例

    1、繞組斷股故障的診斷

    某變壓器低壓側l0kV線間直流電阻不平衡率為2.17%,超過部頒標準值1%的一倍還多.發現缺陷后,先后對各引線與導線電桿連接點進行緊固處理,又對其進行幾次跟蹤試驗,但缺陷仍存在.

    (1)色譜分析.色譜分析結果該主變壓器C2H2超標,從0.2上升至7.23μL/L,說明存在放電性故障.但從該主變壓器的檢修記錄中得知,在發現該變壓器C2H2變化前曾補焊過2次,而且未進行脫氣處理.其它氣體的含量基本正常,用三比值法分析,不存在過熱故障,且歷年預試數據反映除直流電阻不平衡率超標外,其他項目均正常.

    (2)直流電阻超標分析.經換算確定C相電阻值較大,懷疑是否由于斷股引起,經與制造廠了解該繞組股數為24股,據此計算若斷一股造成的誤差與實際測量誤 差一致,判斷故障為C相繞組內部有斷股問題.經吊罩檢查,打開繞組三角接線的端子,用萬用表測量,驗證C相有一股開斷.

    2、有載調壓切換開關故障的診斷

    某變壓器110kV側直流電阻不平衡,其中C相直流電阻和各個分接之間電阻值相差較大.A、B相的每個分接之間直流電阻相差約為10~11.7u歐,而C 相每個分接之間直流電阻相差為4.9-6.4 u歐和14.1~16.4 u歐,初步判斷C相回路不正常.通過其直流電阻數據C-O(C端到中性點O端)的直流回路進行分析,確定繞組本身缺陷的可能性小,有載調壓裝置的極性開關 和選擇開關缺陷的可能性也極小,所以,缺陷可能在切換開關上.經對切換開關吊蓋檢查發現,有一個固定切換開關的一個極性點到選擇開關的固定螺絲被擰斷,致 使零點的接觸電阻增大,而出現直流電阻規律性不正常的現象.

    3、無載調壓開關故障的診斷

    在對某電力修造廠改造的變壓器進行交接驗收試驗時,發現其中壓繞組Am、Bm、Cm三相無載磁分接開關的直流電阻數據混亂、無規律,分接位置與所測直流電阻的數值不對應.

    經吊罩檢查,發現三相開關位置與指示位置不符,且沒有空檔位置,經重新調整組裝后恢復正常.

    4、繞組引線連接不良故障的診斷

    某SFSLBl31500A10型變壓器,預防性試驗時發現35kV側運行Ⅲ分接頭直流電阻不平衡率超標.測試結果如表4-18所示:

表4－18  某SFSLBl31500A10型變壓器預防性試驗測試結果

測試時間

直流電組（Ω）

最大不平衡率（％）

Aom

Bom

Com

預    試

0.116

0.103

0.103

12.1

復試（轉動分接開關后）

0.1167

0.1038

0.1039

11.9

    該變壓器35kV側直流電阻不平衡率遠大于2%,懷疑分接開關有問題,所以轉動分接開關后復測,其不平衡率仍然很大,又分別測其他幾個分接位置的直流電 阻,其不平衡率都在11%以上,而且規律都是A相直流電阻偏大,好似在A相繞組中已串入一個電阻,這一電阻的產生可能出現在A相繞組的首端或套管的引線連 接處,懷疑為連接不良造成.經分析確認后,停電打開A相套管下部的手孔門檢查,發現引線與套管連接松動(螺絲連接),主要由于安裝時未裝緊,且無墊圈而引 起,經緊固后恢復正常.

    通過上述案例可見,變壓器繞組直流電阻的測量能發現回路中某些重大缺陷,判斷的靈敏度和準確性亦較高,但現場測試中應遵循如下相關要求,才能得到準確的診斷效果.