淺談YD-10KVA/100KV交直流高壓試驗變壓器結構工作原理

YD-10KVA/100KV交直流高壓試驗變壓器

一、概述：

輕型交直流高壓試驗變壓器是根據機電部《試驗變壓器》標準在原同類產品基礎上經過大量改進后而生產的輕型交直流高壓試驗變是在（G）系列試驗變壓器的基礎上按照國家標準《ZBK-41006-89》經過改進后而生產的一種新型產品。本系列產品具有體積小、重量輕、結構緊湊、功能齊全，通用性強和使用方便等特點。特別適用于電力系統、工礦企業、科研部門等對各種高壓電氣設備、電氣元件、絕緣材料進行匯頻或直流高壓下的絕緣強度試驗。是高壓試驗中*的重要設備。

YD-10KVA/100KV交直流高壓試驗變壓器

二、產品結構

   輕型高壓試驗變壓器采用單框芯式結構。初級繞組繞在鐵芯上、高壓繞組在外，這種同軸布置減少了漏磁通，因而增大了繞組間的耦合。產品的外殼制成與器芯配合較佳的八角結構，整體外形美觀大方。其外部結構圖見圖1，內部結構見圖2。

變壓器外部結構示意圖

1—短路桿D              2—均壓球            3—高壓套管    

4—變壓器提手            5—油閥               6、7—次壓輸入a、x 

8、9—測量端子E F      10—變壓器外殼接地端      11—高壓尾 

12—高壓輸出A          13—高壓硅堆             14—變壓器油

15—鐵芯                16—次低壓繞組           17—測量繞組

18—二次高壓繞組

在試驗變壓器中，a、x為低壓輸入端子，E、F為低度表測量端子，A、X為高壓輸出。

YD-10KVA/100KV交直流高壓試驗變壓器

三、工作原理：

    輕型高壓試驗變壓器為單相變壓器，聯結組標號I.I.用二頻220V（10KVA以上為380V）電源接入系列操作箱（臺），經操作箱內自耦調壓器（50KVA以上調壓器外附）調節至0-200V（或0-400V）

電壓輸出至試驗變壓器的初級繞組，根據電磁感應原理，在試驗變壓器高壓繞組可獲得試驗所需的高電壓。

1、 單臺試驗變壓器的工作原理圖見圖3

圖3：單臺高壓試驗變壓器原理圖

2、單臺試驗變壓器工作原理圖見圖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。當用一短路桿將高壓硅堆短接時，可獲得工頻高電壓，作為交流輸出狀態，取消短路桿時，作為直流輸出狀態。

圖4單臺交直流試驗變壓器原理圖

圖中：D-短路桿              VD-高壓硅堆

3、三臺試驗變壓器串級獲得更高電壓的結線原理圖   5。串級高壓試驗變壓器有很大的*性，因為整個試驗裝置由幾臺單臺試驗變壓器組成，單臺試驗變壓器輸出電壓容量小，電壓低、重量輕、便于運輸和安裝，它既然可串接成高出幾倍的單臺試驗變壓器輸出電壓組合使用，又可分開成幾套單臺試驗變壓器單獨使用。整套裝置投資小，經濟實惠。圖5中，在*級和第二級的每個單無試驗變壓器中都有一個勵磁繞組A1、C2和A2、C2。在三臺串級試驗變壓器基本原理圖中，低壓電源加在試驗變壓器I的；初級組a1×1組，單臺試驗變壓I、Ⅱ、Ⅲ的輸出電壓都是V。勵磁繞組A1、C1給第三級試驗I Ⅱ的初級繞組供電。第二級試驗變壓器Ⅱ的勵磁繞組A2、C2給第三級試驗變壓器I Ⅱ的初級繞組供電。第二級試驗變壓器Ⅱ和第三級試驗變壓器Ⅱ的箱體分別處在對地為1V和2V的高電位上，氫箱體對地是絕緣的，試驗變壓器I的箱體是接地的。這樣*級、第二級、第三試驗變壓器對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。

試驗變壓器高壓套管中的高壓硅堆未畫出，其原理與上圖相同。

四、使用方法：

1、試驗變做被試品的工頻耐壓試驗使用接線原理圖。

圖5：三臺試驗充壓器串級接七原理圖

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）。常用水電陰作為限流電阻，管于長度可按150KV/m考慮，管子和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陰值）。

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，在這上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須存在著壓降。為了準確測量被試品上所施加電壓，因此常在高壓側接入RCF阻容分壓器來測量電壓。

工頻耐壓試驗操作注意事項

（1）試驗人員應做好分工，明確相互間辦法。并有專門人監護現場安全及觀察試品狀態。

（2）被試品應清掃干凈，并干燥，以免損壞被試品和試驗帶來的誤差。

（3）對丁大型試驗，一般都應*行空升試驗。即不接試品時升壓至試驗電壓，校對各種表計，調整間隙。

（4）升壓速度不能太快，并必須防止突然加壓。例如調壓器不在零位的突然合閘，也不能突然切斷電源，一般應在調壓器降至零位時拉閘。

（5）當電壓升至試驗電壓時，開始計時，到1min后，迅速降到1/3試驗電壓以下時，才能拉開電源。

（6）在升壓或耐壓試驗過程，如發現下列不正常情況時，應立即降壓，切斷電源，停止試驗并查明原因：①電壓表指針擺動很大；②發現絕緣燒焦或冒煙；③被試品內有不正常的聲音。

（7）耐壓試驗前后應測量絕緣電阻，檢查絕緣情況。

試驗變壓器在做被試品的直流耐壓或泄漏試驗時接線原理圖如圖7。

注：此試驗應先抽出短路桿“D”，圖7中所示。

圖7：高壓直流泄漏試驗接線圖

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，輸出端短路電電流不超過高壓硅堆的zui大整流電流。如電壓硅堆的zui大整流電流為100mA時用于60KV的試驗裝置中限流電陰按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,當被試品的電容量很大時，C1可省略不用。

泄漏試驗的操作及注意事項

（1）試驗前應先檢查被試品是否停電，接地放電，一切對外連線是否擦凈。要嚴防將試驗電壓加到人工作部位上去。

（2）接好試驗裝置的接線后，應復查無誤后才可加壓。應特別注意檢查高壓設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，要按安全規程中所規定的內容進行試驗。

（3）對于大電容量設備應緩慢升壓，防止被試品的充電電流燒壞微安表。必要時應分級加壓，分別讀取各級電壓下微安表的穩定讀數。

（4）試驗過程，應密切監視被試品、試驗裝置、微安表，一旦發生擊穿、閃爍等異常現象應立即降壓，切斷電源，并查明原因，詳細記錄。

（5）試驗完畢，降壓，切斷電源后應將被試品及試驗裝置本身充分放電。

五、注意事項

1、按照您所進行的試驗接好工作線路。試驗變壓器的外殼以及操作系統的外殼必須可靠接地，試驗變壓器的高壓繞阻的x端（高壓尾）以及測量繞組的F端必須可靠接地。

2、做串級試驗時，第二級、第三級試驗變壓器的低壓繞組的X端，測量繞阻的F端以及高壓繞組的X端（高壓尾）均接本級試驗變壓器的外殼，第二級、第三級試驗變壓器的外殼必須通過絕緣支架接地。

3、接通電源前，操作系統的調壓器必須調 到零位后方可接通電源，合閘，開始升壓。

4、從零開始勻帶旋轉調壓器手輪升壓。升壓方式有：快速升壓法，即20S逐級升壓法；慢速升壓法，即60S逐級升壓法；極慢速升壓法供選用。電壓從零開始按一定的升壓方式和速度上升到您所需的額定試驗電壓的75％后，再以每秒2％額定試驗電壓從零開始按一定的升壓方式和速度上升到您所需的額定試驗電壓，并密切注意測量儀表的批示以及被試品的情況。升壓過程中或試驗過程中如發現測量儀表的指示及被試品情況異常，應立即降壓，切斷電源，查明情況。

5、試驗完畢后，應在數秒內勻速的將調壓器返回至零位，然后切斷電源。

6、本產品有得超過額定參數使用。除試驗必需外，決不允許全電壓通電或斷電。

7、使用本產品做高壓試驗時，除熟悉本說明外，還必須嚴格執行國家有關標準和操作規程，可參照GB311-83《高壓輸變設備的絕緣配合，高壓試驗技術》；《電氣設備預防性試驗規程》等。

六、配套產品

1、操作系統：

  XZC系列操作箱：容量：1KVA-5KVA，輸入電壓：0.22KV

  KZT系列操作臺：容量：10K/A-300KVA輸入電壓：0.22KV 、0.38KV

2、保護式數字微安表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、保護球隙：Q-50、100、150、200、250、500

10、標準試油杯400ml

11、介質油杯

12、折疊式小推車150、300型

13、水電阻

14、高壓驗電器10KV、35KV

15、高壓定相器10KV、35KV/110KV、220KV

16、各種萬用表、兆歐表及測試線

七、試驗變壓器的容量選擇：

標準試驗變壓器容量Pn的確定公式：Pn=KVn2ωct×10-9。

式中：Pn—標稱試驗變壓器容量（KVA）

      Vn—試驗變壓器的額定輸出高壓的有效值（KV）

      K—安全系數。K≥1，標稱電壓Vn≥1MV時，K=2，標稱電壓較低時，K值可取高一些，

ct—被試品的電容量（PF）

ω—角頻率， 2лf.F-試驗電源的頻率。

被試設備的電容量ct可由交流電橋測出。Ct的變化很大，可由設備的類型

而定。典型數據如下：

簡單的棒式或懸掛式絕緣子          幾十微法

簡單的分級套管                    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

對于不同的試驗電壓Vn，選擇不同的（適當的）安全系數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、試驗變壓器主要技術參數表

（一）、輕型交直流試驗變壓器（見表1）

（二）、輕型交直流試驗變壓器（見表2

表1、輕型交直流試驗變壓器

注：本系列產品中有200V的串級抽頭，可二臺或三臺串級成交流100KV、150KV、200KV、300KV直流140 KV、210 KV、280 KV、420 KV、的高電壓。并可根據用戶需要在高壓繞組抽出5-15 KV的中壓抽頭，供高壓機作交流耐壓試驗。并可定制特殊規格的試驗變壓器。

表2、輕型交流試驗變壓器

九、產品附件：

使用說明書        1份         產品合格證   1份

我廠對所有產品實行“三包”，歡迎選用并對我廠的產品以及工作提出質量咨詢和改進意見。訂貨時請詳細寫明產品的型號和規格。