中试控股技术研究院鲁工为您讲解：GIS电磁式电压互感器倍频耐压装置（电科院）

ZSDBF-5KVA多倍频感应耐压试验装置

不仅可做互感器感应耐压试验，还可兼做伏安特性试验。
配合高阻抗电容分压器，能直接监测一次侧的高压自动完成感应耐压试

参考标准：DL/T 848.4-2004

多倍频感应耐压试验装置：ZSDBF-5KVA多倍频感应耐压试验装置实现各种被试品的预防性交流耐压试验和交接性交流耐压试验，中试控股满足35kV及以下电压等级互感器的感应耐压试验我中试控股的感应耐压试验装置采用微机控制

中试控股结合先进的变频及高速采样技术设计制造，比传统的三倍频发生器效率高，输出电压稳定，测量精度高，重复性好，并且可以实现自动升压、升压至设定值后自动计时、计时完成后自动降压的功能，操作极其简单。

仪器采用背光式大屏幕液晶显示，全中文操作界面，带实时时钟和微型打印机。仪器采用一体化结构，重量轻，便于携带。

什么是感应耐压测试仪？
感应耐压试验是指给变压器规定的绕组外施一电压，该电压不低于2倍的额定电源电压，频率不小于2倍低额定频率；要求在该电压按规定持续的时间内绕组无灼热、飞狐、击穿或损伤等迹象；

要求感应耐压试验前后额定工作电源下的空载电流和功耗无明显的变化。根据国家试验标准，对电力变压器及电压互感器感应试验电压大致2-3倍工作相电压考虑。

众所周知，变压器在额定频率，额定电压下，铁芯接近饱和，若用工频电源在被试变压器绕组两端施加大于额定电压的试验电压，则空载励磁电流会急剧增加，达到不可允许的程度。变压器、互感器感应耐压试验是检验该产品是否符合国家标准的一项重要试验。

装置容量：5kW
输入电压：AC，三相，380V±10%。
电源频率：50Hz。
输出电压：0 ～400V
输出频率：50Hz，100Hz，150Hz，200Hz（可选）。
波形畸变率：<3%。
保护功能：对被试品具有过流 、过压及试品闪络保护 (见变频电源部分)；
5kW/380V  1台
额定输出容量：5kW
工作电源：380±10%V（三相），工频
输出电压：0 –400V， 单相，
额定输入电流：25A
额定输出电流：25A
噪声水平 ：≤50dB
重  量：约12kg；

主要特点：
一机多用       不仅可做互感器感应耐压试验，还可兼做伏安特性试验。
防止容升       配合高阻抗电容分压器，能直接监测一次侧的高压自动完成感应耐压试验。
操作简单       加压可分全自动加压和手动加压，可选30Hz～200Hz频率范围恒压输出。
保护全面       仪器具有完善的过压和过流保护功能，且均可由用户设定。
显示清新       中试控股采用背光式大屏幕液晶屏，显示清晰，操作界面简单明了。
打印快速       仪器内装微型高速热敏打印机，可快速打印显示内容。
实时时钟       能记录测量的日期和时间，并在液晶屏上显示当前时间。
数据存储       可存储92组数据，存满后还可覆盖。
抗震性能       中试控股采用抗震设计，长途运输中的颠簸不会损坏仪器。

ZSDBF-5KVA多倍频感应耐压试验装置实现各种被试品的预防性交流耐压试验和交接性交流耐压试验，中试控股满足35kV及以下电压等级互感器的感应耐压试验；

中试控股考验交联橡塑电力电缆、电力变压器、GIS、互感器、绝缘子、发电机、开关等被试品绝缘承受各种过电压能力及容性负载的交流耐压试验。

一、空载试验的目的和意义

 

    变压器空载试验:从变压器的某一绕组(一般从二次低压侧)施加正弦波额定频率的额定电压,其余绕组开路,测量空载电流和空载损耗.如果试验条件有限,电源电压达不到额定电压,可在非额定电压条件下试验,这种试验方法误差较大,一般只用于检查变压器有无故障,只有试验电压达到额定电压的80%以上才可用来测试空载损耗.

 

    《规程》中规定,对容量3150kVA及以上的变压器进行此项试验,测得出的空载电流和空载损耗数值与出厂试验值相比应无明显变化.

 

    中试控股电力讲解空载试验主要目的是发现磁化中的铁芯硅钢片的局部绝缘不良或整体缺陷,如铁芯多点接地、铁芯硅钢片整体老化等;根据交流耐压试验前后两次空载试验得的空载损耗比较、判断绕组是否有匝间击穿等情况.

 

    空载损耗主要是铁芯的损耗,即铁芯的磁化所引起的磁滞损耗和涡流损耗.空载损耗还包括少部分铜损耗(空载电流通过绕组时产生的电阻损耗)和附加损耗(指铁 损耗、铜损耗外的其他损耗,如变压器引起损耗、测量线路及表计损耗等).计算表明,变压器空载损耗中的铜损耗及附加损耗不超过总损耗的3%.

 

    空载损耗和空载电流的大小,取决于变压器的容量、铁芯的构造、硅钢片的质量和铁芯的制造工艺等.电力变压器容量在2000kVA以上时,空载电流约占额定 电流大的0.6%-2.4%;中、小型变压器的空载电流约占额定电流的4%-16%.铁芯硅钢片采用的材质不同,其空载电流差异较大.

 

    中试控股电力讲解空载电流通常以额定电流的百分数I0%来表示,单相变压器I0(%)=(I0/IN)×100%.三相变压器空载电流百分数I0%计算公式如下

 

    I0(%)=(I0/IN)×100%

 

    I0=(I0a﹢I0b﹢I0c)/3

 

    式中 I0(%)--空载电流百分数;

 

    I0--三相空载电流平均值;

 

    I0a、I0b、I0c--a、b、c三相上测得的空载电流;

 

    IN--加压测量侧的额定电流.

 

    导致变压器空载损耗和空载电流增大的原因有以下几点:

 

    (1) 变压器铁芯多点(两点及以上)接地

 

    (2) 硅钢片之间绝缘不良,或部分硅钢片之间短路

 

    (3) 穿心螺栓或压板的绝缘损坏,上夹件和铁芯、穿心螺栓间绝缘不良,造成铁芯的局部短路

 

    (4) 变压器绕组有匝间、层间短路,并联支路短路

 

    (5) 硅钢片松动、劣化,铁芯接触不良

 

    二、空载试验的试验方法

 

    1. 单相变压器空载试验

 

    试验接线如图所示.当试验电压和电流不超过仪表的额定值时,可直接将测量仪表接入测量回路见图.当电压、电流超过仪表额定值时,可通过电压互感器及电流互感器接入测量回路见图.

 

    (a)仪表直接入;(b)仪表经互感器接入

 

    2. 三相变压器空载试验

 

    (a)两功率表法;(b)两功率表法,仪表经互感器接入;(c)三功率表法,仪表经互感器接入

 

    对应图所示,空载损耗P0与空载电流百分数I0(%)计算公式为

 

    P0=P1﹢P2

 

    I0(%)=(I0a﹢I0b﹢I0c)/3IN×100%

 

    对应图所示,P0、I0、I0(%)计算式为

 

    P0=(P1﹢P2) kTVkTA

 

    I0(%)=(I0a﹢I0b﹢I0c)/3IN×kTA×100%

 

    对应图所示,P0、I0、I0(%)计算式为

 

    P0=(P1﹢P2﹢P3)kTVkTA

 

    I0(%)=(I0a﹢I0b﹢I0c)/3IN×kTA×100%

 

    以上各式中 P1、 P2、 P3--功率表的测量值(表计格数换算后实际值)

 

    I0a、I0b、I0c--电流表的实测值

 

    kTV--测量用电压互感器的变比

 

    kTA--测量用电流互感器的变比

 

    IN--变压器测量侧的额定电流

 

    3. 三相变压器的单相空载试验

 

    当现场没有三相电源或变压器三相空载试验数据异常时,可进行单相空载试验.通过三相变压器的单相空载试验,对各相空载损耗的分析比较,可了解空载损耗在各相分布状况,对发现绕组与铁磁路有无局部缺陷,判断铁芯故障部位较为有效.

 

    进行三相变压器单相空载试验时,将三相变压器中的一相一次短路,按单相变压器的空载试验接线图接好,在其他两相上施加电压,测量空载损耗和空载电流.一相短路的目的是使该相没有磁通通过,因而也没有损耗.

 

    (1) 当加压绕组为星形接线时,施加电压U=2UN/√3,测量方法如下:

 

    第一次试验--a、b端加压,c、0端或c相上的其他绕组(如cb或ca)短路,测量P0ab和I0ab.

 

    第二次试验--b、c端加压,a、0端或a相上的其他绕组(如ab或ac)短路,测量P0ab和I0ab.

 

    第三次试验--a、c端加压,b、0端或b相上的其他绕组(如ba或bc)短路,测量P0ab和I0ab.

 

    三相空载损耗P0和空载百分数I0(%)计算式为

 

    P0=[(P0ab﹢P0bc﹢P0ac)/2]kTVkTA

 

    I0(%)=[(I0ab﹢I0bc﹢I0ac)/3IN]kTA×100%

 

    式中P0ab、P0bc、P0ac、I0ab、I0bc、I0ac--表计的实测值;

 

    kTV、kTA--测量电压互感器和电流互感器的变比,仪表直接接入时kTV=kTA=1.

 

    (2) 当绕压组为a-y、b-z、c-x连接,即三角形接线时,施加电压U=UN(额定的线电压),测量方法如下:

 

    第一次试验--a、b端加压,a、c短路,测量P0ab和I0ab.

 

    第二次试验--b、c端加压,a、c短路,测量P0bc和I0bc.

 

    第三次试验--a、c端加压,a、b短路,测量P0ac和I0ac.

 

    (3) 当加压绕组为a-z、b-x、c-y连接,即三角形接线时,施加电压、测量方法和顺序同(2),只是第一次试验测量的是P0ac和I0ac,第二次试验测量的是P0bc和I0bc,第三次试验测量的是P0ab和I0ab.三相空载损耗P0和空载百分数I0(%)计算式为

 

    P0=[(P0ab﹢P0bc﹢P0ac)/2]kTVkTA

 

    I0(%)=[0.289(I0ab﹢I0bc﹢I0ac)/IN]kTA×100%

 

    (4) 单相空载损耗数据应符合以下两个要求:

 

    1)由于BC相的磁通与AB完全对称,所以P0ab就近似等于P0bc,实测结果P0ab与P0bc的偏差一般在3%以下.

 

    2)由于AC相的磁路要比AB或BC相的磁路长,所以P0bc=kP0ab=kP0bc,其中k是由该产品铁芯的几何尺寸决定的系数.对于110-220kV变压器,k一般为1.1-1.55;对于35-60kV变压器,k一般为1.3-1.4.

 

    所测得的结果与上述两要求中的任意一个不符合时,则说明变压器有缺陷.

 

    4. 降低电压下的空载试验

 

    受试验条件的限制,现场常需要在低电压(5%~10%的额定电压下)进行空载试验.由于施加的的试验电压较低,相应的空载损耗也很小,因此应注意选择合适 量程的仪表,以保证测量的准确度,并应考虑仪表、线路等附加损耗的影响.在低电压下得到的空载试验数据主要用于与历次空载损耗数值比较,必要时可近似换算 成额定电压下的空载损耗.换算式为

 

    P0=P'0(UN/U')n

 

    式中 U'--试验时所加电压;

 

    UN--额定电压;

 

    P'0--电压为U′时测量得到的空载损耗;

 

    P0--换算得到额定电压下的空载损耗试验;

 

    n--系数,决定于铁芯硅钢片的种类,对热轧硅钢片取n≈1.8,对冷轧硅钢片取n≈1.9~2.

 

    由于电源容量不足,在80%~90%额定电压下进行空载试验时,可在70%~90%额定电压间试验不少于5次,并将5次试验所得数值在对数坐标纸上绘成空载损耗P0和空载电流I0随电压变化的曲线,然后用外推法求出额定电压下的P0和I0.

 

    5. 直接用系统电源进行的空载试验

 

    由于设备及运输等方面的原因,电力系统运行部门在现场一般不用较大容量的调压器和变压器来进行空载试验,而直接采用系统电源进行空载试验.

 

    用系统电源进行空载试验时,由于没有调压的过程,而是系统电压直接加到变压器上,相当于投空载变压器,对系统有一定的影响.因此用这种方法试验时,应调整 好各种继电保护、变压器及其他电力设备的运行方式,对变压器、线路、测量仪器设备进行仔细的检查,确认无误后方可进行.