中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变压器感应倍频电源耐压装置（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。

变压器和互感器的感应耐压试验是中试控股保证产品质量符合标准的一项重要试验。变压器绕组的匝间，层间，段间及相间的纵绝缘感应耐压试验，则是变压器绝缘试验中的重要项目。纵绝缘试验需要通过倍频电源装置，施加试验电压，进行耐压试验。
电压互感器（PT）是电力系统中的关键设备，中试控股感应耐压试验是保证产品质量符合标准的一项重要试验。PT绕组的匝间、层间、段间及相间的纵绝缘感应耐压试验，则是PT绝缘试验中的重要项目，纵绝缘试验需通过变频电源装置施加试验电压，进行耐压试验。

对PT进行感应耐压试验可帮助工作人员及时发现问题，避免造成严重后果。
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。
注意：最小分辨率为0.1Hz的步进变化，不仅可用于PT的感应耐压试验，中试控股还能用于其它需要使用变频电源的场合。
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；

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。

中试控股电力讲解短路试验:将变压器低压大电流侧人工短联接,从电压高的一侧线圈的额定分接头处通入额定频率的试验电压,使绕组中电流达到额定值,然后测量输入功率和施加的电压(即短路损耗和短路电压)以及电流值.

 

    测试方法

 

    中试控股电力讲解根据不同的测试项目以下分别进行介绍:

 

    ⑴.单相电源分相对三相变压器空载损耗的测量:当现场试验条件无法满足用三相电源来做空载试验时,可用单相电源(交流220V)来进行三相变压器的空载试验.分别对变压器的每相加压试验,试验结果自动折算到三相电源试验的情况.具体接线(见附件三).

 

    利用仪器的Ua、Ub测量电压,用A相电流回路测量电流,依次对被测变压器的低压侧Ao、Bo、Co加电,进行测试.

 

    ⑵.三相电源测量变压器的空载损耗:将变压器的非测试端开路,按图方式接线

 

    ⑶.测量单相变压器短路损耗:

 

    ⑷.三相三线电源测量变压器短路损耗:从变压器高压侧施加三相测试电源,低压侧用专用短接线良好短接,

 

    ▲    注意:我们这里采用方法相当于以往的两功率表法,电压测量UAB、UCA和UCB三相电压值,结果为三相的平均值;功率损耗只测量PAB和PCB两相功率,总损耗为两相功率损耗之和.

  用变比电桥测量变压器的变比,操作过程繁琐,测量范围狭窄,已经不适应现代测量的快节奏、高效率的要求.为此,中试控股电力采用现代电子技术,研制出了新一代变压器变比组别测试仪.它体积小,重量轻,精度高,稳定性好.它采用了大屏幕汉字显示、菜单操作,界面友好.变比组别可一次测完.该仪器是电力工业部门的理想测试仪器. 下面我们来介绍他使用时的注意事项:

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    1、保险1为2A,保险2为0.5A.如果测试线短路,高低压接反,会熔断保险.保险熔断后,如果进行测量,在显示"  正在测量,请等待! "后停住.请关机,更换相同容量的保险,重测.

 

    2、连线要保持接触良好.仪器应良好接地!

 

    3、仪器的工作场所应远离强电场、强磁场、高频设备.供电电源干扰越小越好,宜选用照明线,如果电源干扰还是较大,可以由交流净化电源给仪器供电.交流净化电源的容量大于200VA即可.

 

    4、仪器工作时,如果出现液晶屏显示紊乱,按所有按键均无响应,或者测量值与实际值相差很远,请按复位键,或者关掉电源,再重新操作.

 

    5、显示器没有字符显示,或颜色很淡,请调节亮度电位器至合适位置.亮度电位器是多圈电位器 ,有10圈!

 

    6、仪器应存放在干燥通风处,如果长期不用或环境潮湿,使用前应加长预热时间,去除潮气.

 

    7、通讯口调试时使用.    1.试验变压器做被试品的工频耐压试验使用接线原理图见.

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    图6:被试品工频耐压试验接线图

 

    工频耐压试验中限流电阻R1应根据试验变压器的额定容量来选择.如高压侧额定输出电流在100~300mA时,可取0.5~1Ω/V(试验电压);高压侧额定输出电流为1A以上时,可取1Ω/V(试验电压).常用水电阻作为限流电阻,管子长度可按150kV/m考虑,管子粗细应具有足够的热容量(水阻液配制方法:用蒸馏水加入适量硫酸铜配制成各种不同的阻值).

 

    球间隙及保护电阻:当电压超过球间隙整定值时(一般取试验电压的110%~120%),球间隙放电,对被试品起到保护作用.球间隙保护电阻可按1Ω/V(试验电压)选取.

 

    在工频耐压试验中,低电压侧测量电压(仪表电压)不是非常准确的,其原因是由于试验变压器存在着漏抗,在这个漏抗上必然存在着压降或容升,使试品上的电压低于或高于低压侧测量电压表上反映出来的电压.工频耐压试验时,被试品上的电压高于试验变压器的输出电压,也就是所谓容升现象.感应耐压试验时,试验变压器的漏抗必然存在着压降.为了准确测量被试品上所施加的电压,因此常在高压侧接入FRC阻容分压器来测量电压.

 

    2.试验变压器在做被试品的直流耐压或泄露试验时接线原理图如图.

 

    注:此试验应先抽出短路杆"D",图中所示.

    高压直流泄露试验接线图

 

    图中:VD-高压硅堆     R1-限流电阻      C1-高压滤波电容

 

    FRC-阻容分压器     CX-被试品    μA-带保护微安表

 

    泄露试验中限流电阻R1选择在额定输出电压时,输出端短路电流不超过高压硅堆的最大整流.如电压硅堆的最大整流电流为100mA时用于60kV的试验装置中,限流电阻按R1=60/0.1=600kΩ选择.限流电阻还应具有足够的容量和沿面放电距离.高压滤波电容C1一般选择在0.01~0.1μF,当被试品的电容量很大时,C1可省略不用.   变压器绕组的直流电阻测试是变压器在交接、大修和改变分接开关后,必不可少的试验项目.在通常情况下,用传统的方法(电桥法和压降法)测量变压器绕组以及 大功率电感设备的直流电阻是一项费时费工的工作.为了改变这种状况,缩短测量时间以及减轻测试人员的工作负担,中试控股电力开发了直流电阻测试仪,是测量变压器 绕组以及大功率电感设备直流电阻的理想设备.DL/T596--1996预试规程的试验次序排在变压器试验项目的第二位.

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    一、DL/T 596--1996预试规程的试验周期和要求

 

    1、试验周期:变压器绕组直流电阻正常情况下1~3年检测一次.但有如下情况必须检测:

 

    (1)无励磁调压变压器变换分接位置后必须进行检测;

 

    (2)有载调压变压器在有载分接开关检修后必须对所有分接进行检测;

 

    (3)变压器大修后必须进行检测;

 

    (4)必要时进行检测.如变压器经出口短路后必须进行检测.

 

    2、试验要求

 

    变压器容量在1.6MVA及以上,绕组直流电阻相互间差别不应大于2%;无中性点引出的绕组线间差别不应大于三相平均值的1%.

 

    容量在1.6MVA以下,相间差别一般不大于三相平均值的4%;线间差别一般不大于三相平均值的2%.

 

    与以前相同部位测得值比较其变化不应大于2%;如直流电阻相间差在变压器出厂时超过规定,制造厂已说明了这种偏差的原因,也以变化不大于2%考核.

 

    不同温度下的电阻值应换算到同一温度下进行比较,并按下式换算:

    式中:R1、R2--分别为温度t1、t2时的电阻值;T-常数,其中铜导线为235,铝导线为225.

 

    二、减少测量时间提高检测准确度的措施

 

    一般使用电压降法和电桥法.对于大型变压器,其电感非常大,为了加快测量速度,可采用快速测量方法.

 

    变压器绕组是由分布电感、电阻及电容组成的复杂电路.测直流电阻是在绕组的被试端子间通以直流,待瞬变过程结束、电流达到稳定后,记录电阻值及绕组温度.测直流电阻的关键问题是将自感效应降低到最小程度.为解决这个问题分为以下两种方法.

 

    1、助磁法

 

    助磁法是迫使铁心磁通迅速趋于饱和,从而降低自感效应,归纳起来可缩短时间常数,大体有以下几种方法:

 

    (1)用大容量蓄电池或稳流源通大电流测量.

 

    (2)把高、低压绕组串联起来通电流测量,采用同相位和同极性的高压绕组助磁.由于高压绕组的匝数远比低压的多,借助于高压绕组的安匝数,用较小的电流就可使铁心饱和.

 

    (3)采用恒压恒流源法的直流电阻测试仪.使用时可把高、低压绕组串联起来,应用双通道对高、低压绕组同时测量,较好地解决了三相五柱式大容量变压器直流电阻测试的困难.一般测试一台360MVA,500kV或220kV变压器绕组直流电阻约需30~40min,测量接线如图1-1所示

图1－1  变压器绕组直流电阻测量接线图

    2、消磁法

 

    消磁法与助磁法相反,力求使通过铁心的磁通为零.使用的方法有两种:

 

    (1)零序阻抗法.该方法仅适用于三柱铁心Y-N连接的变压器.它是将三相绕组并联起来同时通电,由于磁通需经气隙闭合,磁路的磁阻大大增加,绕组的电感随之减小,为此使测量电阻的时间缩短.

 

    (2)磁通势抵消法.试验时除在被测绕组通电流外,还在非被测绕组中通电流,使两者产生的磁通势大小相等、方向相反而互相抵消,从而保持铁心中磁通趋近于零,将绕组的电感降到最低限度,达到缩短测量时间的目的.其测量接线如图1-2所示.

    三、直流电阻检测与故障诊断实例

 

    1、绕组断股故障的诊断

 

    某变压器低压侧l0kV线间直流电阻不平衡率为2.17%,超过部颁标准值1%的一倍还多.发现缺陷后,先后对各引线与导线电杆连接点进行紧固处理,又对其进行几次跟踪试验,但缺陷仍存在.

 

    (1)色谱分析.色谱分析结果该主变压器C2H2超标,从0.2上升至7.23μL/L,说明存在放电性故障.但从该主变压器的检修记录中得知,在发现该变压器C2H2变化前曾补焊过2次,而且未进行脱气处理.其它气体的含量基本正常,用三比值法分析,不存在过热故障,且历年预试数据反映除直流电阻不平衡率超标外,其他项目均正常.

 

    (2)直流电阻超标分析.经换算确定C相电阻值较大,怀疑是否由于断股引起,经与制造厂了解该绕组股数为24股,据此计算若断一股造成的误差与实际测量误 差一致,判断故障为C相绕组内部有断股问题.经吊罩检查,打开绕组三角接线的端子,用万用表测量,验证C相有一股开断.

 

    2、有载调压切换开关故障的诊断

 

    某变压器110kV侧直流电阻不平衡,其中C相直流电阻和各个分接之间电阻值相差较大.A、B相的每个分接之间直流电阻相差约为10~11.7u欧,而C 相每个分接之间直流电阻相差为4.9-6.4 u欧和14.1~16.4 u欧,初步判断C相回路不正常.通过其直流电阻数据C-O(C端到中性点O端)的直流回路进行分析,确定绕组本身缺陷的可能性小,有载调压装置的极性开关 和选择开关缺陷的可能性也极小,所以,缺陷可能在切换开关上.经对切换开关吊盖检查发现,有一个固定切换开关的一个极性点到选择开关的固定螺丝被拧断,致 使零点的接触电阻增大,而出现直流电阻规律性不正常的现象.

 

    3、无载调压开关故障的诊断

 

    在对某电力修造厂改造的变压器进行交接验收试验时,发现其中压绕组Am、Bm、Cm三相无载磁分接开关的直流电阻数据混乱、无规律,分接位置与所测直流电阻的数值不对应.

 

    经吊罩检查,发现三相开关位置与指示位置不符,且没有空档位置,经重新调整组装后恢复正常.

 

    4、绕组引线连接不良故障的诊断

 

    某SFSLBl31500A10型变压器,预防性试验时发现35kV侧运行Ⅲ分接头直流电阻不平衡率超标.测试结果如表4-18所示:

表4－18  某SFSLBl31500A10型变压器预防性试验测试结果

测试时间

直流电组（Ω）

最大不平衡率（％）

Aom

Bom

Com

预    试

0.116

0.103

0.103

12.1

复试（转动分接开关后）

0.1167

0.1038

0.1039

11.9

    该变压器35kV侧直流电阻不平衡率远大于2%,怀疑分接开关有问题,所以转动分接开关后复测,其不平衡率仍然很大,又分别测其他几个分接位置的直流电 阻,其不平衡率都在11%以上,而且规律都是A相直流电阻偏大,好似在A相绕组中已串入一个电阻,这一电阻的产生可能出现在A相绕组的首端或套管的引线连 接处,怀疑为连接不良造成.经分析确认后,停电打开A相套管下部的手孔门检查,发现引线与套管连接松动(螺丝连接),主要由于安装时未装紧,且无垫圈而引 起,经紧固后恢复正常.

 

    通过上述案例可见,变压器绕组直流电阻的测量能发现回路中某些重大缺陷,判断的灵敏度和准确性亦较高,但现场测试中应遵循如下相关要求,才能得到准确的诊断效果.