交直流高壓試驗(yàn)變壓器工作原理

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(zhuān)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、閃爍等異常現(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(lèi)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

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

九、產(chǎn)品附件：

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