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工频耐压测试仪​
2021-11-13

在当今世界,电能已经成为国民经济、人民生活必不可少的一部分。尽管输变电工业仅占国民生产总值的1%,但是其重要性已经远远超过1%,毫不夸张的说电可主宰国民经济,因此各国对输变电行业都非常重视。目前我国的变压器试验技术已经有了显著的变化,已经由传统的指针式仪表发展成数字式仪表,从手工操作控制逐步向自动化方向发展,各种新方法新技术都得到了广泛的应用,这使试验结果比过去更准确更可靠。变压器是一种利用电磁感应原理通过变换电压来传输电能的设备,而电压变换则是靠改变原副边匝数来实现的一种变换。变压器、GIS系统、SF6开关、CT/PT、绝缘子、母线、电缆、套管等容性设备是变电站中最常见的一次电气设备。根据220V以及以下变电站一次电气设备耐压的试验规程要求,相应的交/直流耐试验设备既要满足高电压、小电流的试验条件,又要满足低电压,大电流的试验条件,要求兼顾较宽的适用范围,采用串联谐振的原理,由变频电源控制箱(控制台)、激励变压器、电抗器、电容分压器组成了主设备,在电容分压器上,接入整流硅堆及微安表,即可完成直流耐压试验。由于系统谐振后具有很好的滤波特性,因此其生产的直流电压优于普通试验变压器整流出来的直流电压。是地、市、县级高压试验部门及电力承装、修试工程单位理想的耐压设备。


工频耐压测试仪


工频耐压测试仪具有以下产品特性:


1、工频耐压测试仪由于谐振无功全补偿,电源和设备的功率仅为被试品所需容量的1/10以下(1/Q10);同容量的体积小、重量轻,装置输出容量大而所需配置的电源容量小,价廉,使用操作便捷而安全生;


2、工频耐压测试仪实际是个电流滤波回路,使通过被试品的电流基本是基波电流,输出电压的波形畸变率(THD)极小,优于现有所有类型的交流耐压设备;


3、工频耐压测试仪试品闪络或击穿后的短路电流仅为短路前试验电流的1/10以下的(1/Q)能有效防止击穿后扩大对故障点的损伤;


4、工频耐压测试仪闪络后立即自动熄弧,熄弧后恢复谐振状态电压建立的过程较长(秒数)是一个稳态的建立过程,既无电压过冲之虑更无微秒级毫秒级瞬态过程的恢复过电压的危险。


例:10kV火力发电机交流耐压试验,电容量≤0.08μF,试验频率为45-65Hz,试验电压不超过25kV。


使用电抗器二节串联,此时电抗器电感量为L=56*2=112H


试验频率f=1/2π√LC=1/(2×3.14×√112×0.08×10-6)=53Hz。


试验电流 I=2πfCU试 =2π×53×0.08×10-6×25×103=0.66A


工频耐压测试仪电抗器使用关系表


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总结:10kV火力发电机交流耐压试验,电容量≤0.08μF,试验频率为45-65Hz,试验电压不超过25kV的选型结果是工频耐压测试仪


工频耐压测试仪现场试验时,应合理选择品质因素。试验电压较高时,应尽量提高品质因素,以减小现场试验时需要的电源容量,试验电压较低时,为了准确平稳控制试验电压,品质因素应控制在合理水平,满足试验要求即可。


变压器的安全运行除变压器的性能要符合国家标准和用户技术要求外,还需要保证变压器的绝缘电气强度符合标准要求。变压器的电气强度是考核变压器在正常工作电压和非正常状态下能安全可靠运行的必要条件,工频耐压试验就是其中的一项试验。短时工频耐受电压试验是对绝缘施加一次相应的额定耐受电压(有效值)。工频耐压试验时,变压器的被试绕组及其引线和与它相连的元件(如开关等)均承受同一试验电压,而非被试绕组则短路接地。对于全绝缘变压器(即绕组的首末端绝缘水平相同),绕组首末端的工频绝缘水平和工频耐受电压值一致。对于分级绝缘变压器(即绕组的首末端绝缘水平不同),工频耐压的试验值和绕组末端的工频绝缘水平一致。


工频耐压试验的目的是考核绕组对地和绕组之间的主绝缘强度。这一目的对于全绝缘变压器来说完全能达到,对于分级绝缘的变压器,则只能考核绕组对铁轭的端绝缘,绕组部分引线对地绝缘强度,至于绕组对地和绕组之间的绝缘强度,则无法达到考核的目的。


1. 试验设备


工频耐压试验主要由试验电源、试验变压器、测量和保护等设备组成。电源在工频耐压试验中应该是可调节的,它可以由自耦调压器、移圈调压器、同步发电机组等来实现。可调电源的容量一般均应与试验变压器的容量相匹配,要求其输出电流等于试验变压器的低压侧的额定电流,其输出电压等于或大于试验变压器的低压侧的额定电压。


同步发电机组是比较理想的一种可调电源。其优点是频率稳定,且波形较好。其缺点是价格昂贵,且占地面积较大,运行时噪声大。在工频耐压试验时,由于负载是容性的,因此,用它作为电源供电时,如果补偿不好,往往会发生自励现象。


自耦调压器是用一滑动触头沿绕组移动变成可调电源,它的调压不是均匀的,是分级调压,但每级分得很细。由于它价格便宜,携带方便,漏抗小,波形较好,使用较广。但因为它存在滑动触头,容量受到限制,适用于小容量试验变压器的调压之用。


移圈调压器的调压原理是:将匝数相等而绕向相反的两绕组互相串联,用一个短路绕组套在互相串联的两绕组之外,该短路绕组可以上下移动,因此,起到调节电压的作用。由于移圈调压器没有滑动触头,其容量可以做得很大,可用于较大容量的变压器试验。但是,由于移圈调压器铁心部分磁路可能饱和,电压输出波形较差,选用时应根据实际情况采取措施。


试验变压器是产生试验电压的关键设备,由于工频耐压试验时被试变压器表现为一个纯电容,所以试品电容的大小与试验变压器的容量选择关系很大。在试验时,一般要求试验变压器的高压侧额定电压略高于试品的试验电压,其额定电流不低于被试品的最大电容电流。测量和保护装置是进行工频耐压试验时必不可少的设备。常用的测量装置有球隙、静电电压表、试验变压器的测量绕组、高电压互感器及工频电容分压器等。目前常用的测量手段是利用工频电容分压器接峰值电压表法。为防止试品击穿引起的过电流、过电压对试验设备、试品造成不应有的损坏,在工频耐压试验时,一般要采取一定的方法来保护。常用的保护方法有在试验变压器与试品之间串入一定阻值的电阻,将保护球隙与被试品并联,在试验变压器低压侧安装过电压、过电流保护装置等。


2. 耐压试验应注意的问题


首先,如果使用发电机组作耐压试验的电源,应特别注意发电机的自励现象,应在试验前,根据被试变压器的电容核算系统的容性电流大小,选择适当的补偿电抗值。其次,根据试品耐压值来选择合适的满足准确度要求的测量仪器。当选用分压器时,要注意分压器对安放位置的要求,特别要注意低压侧仪表的选用,必须使用校准时所用的峰值表不能更换为其他型号的仪表。否则要影响分压比,造成显著的测量误差。


保护电阻是限制被试变压器击穿时短路电流用的,假如不串联接人保护电阻,那么在被试变压器击穿时,相当于试验变压器在较高的输出电压下直接短路,会产生很大的短路电流,引起试验变压器的损坏,在高压绕组产生危险的振荡,使试品和试验变压器上均出现过电压。因此,限制短路电流至允许值是非常必要的,所以必须接人保护电阻,其电阻数值一般取短路电流限制在允许程度。


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