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中試控股技術研究院魯工為您講解：電子式多倍頻耐壓裝置

ZSDBF-15KVA 多倍頻感應耐壓試驗裝置

觸摸方式調節(jié)電壓可實現(xiàn)本裝置的多倍頻試驗電壓輸出
步長可以實時調節(jié)，任意選擇1V、2V、5V、10V

參考標準：DL/T 848.4-2004

多倍頻感應耐壓試驗裝置：多倍頻感應耐壓試驗裝置實現(xiàn)各種被試品的預防性交流耐壓試驗和交接性交流耐壓試驗，中試控股滿足35kV及以下電壓等級互感器的感應耐壓試驗我中試控股的感應耐壓試驗裝置采用微機控制

中試控股結合先進的變頻及高速采樣技術設計制造，比傳統(tǒng)的三倍頻發(fā)生器效率高，輸出電壓穩(wěn)定，測量精度高，重復性好，并且可以實現(xiàn)自動升壓、升壓至設定值后自動計時、計時完成后自動降壓的功能，操作極其簡單。

儀器采用背光式大屏幕液晶顯示，全中文操作界面，帶實時時鐘和微型打印機。儀器采用一體化結構，重量輕，便于攜帶。

ZSDBF-15KVA 多倍頻感應耐壓試驗裝置技術指標

工作條件                  環(huán)境溫度：-10℃～50℃     相對濕度：30%～90%

供電電源                  三相AC380V±10%或AC220±10%    50 Hz±5 Hz

                          如用AC220供電，功率減半

輸出頻率                  30Hz～200Hz   調節(jié)細度0.1 Hz

輸出電壓                  0～400V正弦波

輸出功率                  15KW

最大輸出電壓              400V

最大輸出電流              35A

電壓最小分辨率            0.01V

電流最小分辨率            0.001A

電壓電流精度              ±1%

外形尺寸（mm）            570（長）×400（寬）×350（高）

中試控股儀器重量                  約44kg

中頻無刷勵磁同步發(fā)電機組

  同步發(fā)電機組基本原理接線如下圖所示。

同步發(fā)電機機組基本原理接線圖

M——異步感應電動機；G——無刷中頻同步發(fā)電機；T——升壓變壓器；

L1——鐵芯電抗器；L2——空心電抗器（可用阻波器代替，用于增大補償電抗的容量）

圖中，電源裝置

同補償電抗器、中間升壓變壓器

以及必要的外圍測量設備聯(lián)合使

用。電源主要由三相異步電動機和無刷勵磁的中頻同步發(fā)電機組

成中試控股中頻發(fā)電機組，再配以啟動、控制、測量和保護系統(tǒng)組成。其工作原理為中頻發(fā)電機

發(fā)出定頻率(250Hz)的單相或三相交流電能，經中間變壓器升壓，同時用補償電抗器

來調整補償被試變壓器的電容性電流，以獲得所需的試驗電壓。這種工作原理和方式可以

得到所需頻率的試驗電壓，電網電源僅用來驅動發(fā)電機組和提供直流勵磁電源，使試驗電

源與電網電源實現(xiàn)隔離，從而消除了試驗回路來自電網系統(tǒng)的干擾，無刷勵磁方式也大大

降低了電源本身的干擾水平，因此在做感應耐壓的同時，也可進行局部放電測量。

感應分壓器主要有兩種使用狀態(tài)：可作為分壓器使用或與標準電壓互感器級聯(lián)使用. 下面分別對這兩種使用狀態(tài)進行說明。

      1.使用感應分壓器校電壓互感器（作分壓器使用）

感應分壓器校驗電壓互感器接線圖

      使用感應分壓器校驗電壓互感器時，按上圖連線，一般感應分壓器相對被檢電壓互感 器準確度而言，標準的誤差可以忽略不計，從電壓互感器校驗儀上可直接讀出被檢電壓互 感器的示值。 （感應分壓器效驗誤差值多為經過折算到一次的誤差值，所以要精確求出被檢互感器的誤 差值時，需要將感應分壓器所給誤差示值進行折算后作為標準修正值進行修正。）

      2.與標準電壓互感器級聯(lián)校被試電壓互感器

標準電壓互感器與感分級聯(lián)校驗被試電壓互感器接線圖

      以上為標準電壓互感器與感分級聯(lián)校驗被試電壓互感器接線圖，如果標準電壓互感器與被試電壓互感器額定變比不同時，可以用標準電壓互感器與感 應分壓器級聯(lián)，測出被檢電壓互感器的誤差。

三倍頻感應耐壓裝置通過施加倍頻電源裝置，以提高繞組間絕緣的試驗電壓，從而達到耐壓試驗的目的。此次中試定制30KVA倍頻試驗變壓器采用分體式結構，試驗變壓器與控制臺自成一體，方便試驗過程中配合被試品隨時移動位置

多倍頻感應耐壓試驗裝置實現(xiàn)各種被試品的預防性交流耐壓試驗和交接性交流耐壓試驗，中試控股滿足35kV及以下電壓等級互感器的感應耐壓試驗；

中試控股考驗交聯(lián)橡塑電力電纜、電力變壓器、GIS、互感器、絕緣子、發(fā)電機、開關等被試品絕緣承受各種過電壓能力及容性負載的交流耐壓試驗。

一、引言

中試控股技術博士為您解答：變壓器差動保護是變壓器的主保護，一般采用的是帶制動特性的比率差動保護，因其所具有的區(qū)內故障可靠動作，區(qū)外故障可靠閉鎖的特點使其在系統(tǒng)內得到了廣泛的運用。其中有許多文獻[1][2]都對上敘二種故障情況做出了詳盡的分析，但是從現(xiàn)場工程實際來看，當變壓器發(fā)生區(qū)外短路故障時，電流互感器負荷箱是檢驗電流互感器時，專門提供的各種有效負載，是全自動互感器校驗臺及現(xiàn)場互感器誤差測試的理想配套產品。由于變壓器本身流過巨大的短路電流而對其本體的絕緣和性能造成了破壞，同時伴隨著變壓器內部發(fā)生匝間短路故障的情況也時常發(fā)生，這就要求差動保護在這種情況下也能夠可靠動作而不被誤閉鎖，這就對差動保護提出了更高的要求。本文就從上敘工程現(xiàn)場出現(xiàn)的問題出發(fā)，對這種情況進行重點分析。

二、加強主保護，應使差動保護更完善和簡化整定計算

中試控股技術博士為您解答：加強主保護的目的，是為了簡化后備保護，使變壓器發(fā)生故障能夠瞬時切除故障。目前220kV及以上電壓等級的變壓器縱聯(lián)差動保護雙重化，這是加強主保護的必要措施。差動保護應在安全可靠的基礎上使之完善。

在簡化整定計算方面，差動保護應多設置自動的輔助定值和固定的輸入定值，使用戶需要整定的保護定值減少，以發(fā)揮微機型繼電保護裝置的優(yōu)越性。不需要系統(tǒng)參數，不需要校核靈敏度，可以根據變壓器的參數獨立完成保護的整定，整定方法簡單清晰。

三、差動保護用的電流互感器的基本要求

中試控股技術博士為您解答：差動保護用的電流互感器需要滿足兩個條件，其一是穩(wěn)態(tài)誤差必須控制在10%誤差范圍之內，因為整定計算中采用的不平衡穩(wěn)態(tài)電流是按10%誤差條件計算。其二是暫態(tài)誤差，影響電流互感器暫態(tài)特性的參數主要有：短路電流及其非周期分量，一次回路時間常數，電流互感器工作循環(huán)及經歷時間，二次回路時間常數等。電流互感器剩磁對于飽和影響很大，當剩磁與短路電流暫態(tài)分量引起的磁通極性相同時，加重二次電流的畸變，因此電流互感器鐵心中存在剩磁，則電流互感器可能在一次電流遠低于正常飽和值即過早飽和。差動保護的暫態(tài)不平衡電流比穩(wěn)態(tài)時大得多，僅在整定計算時將穩(wěn)態(tài)不平衡電流增大二倍是不夠安全的。采取抗飽和的辦法是使用帶有氣隙的TPY級電流互感器。但是差動保護廣泛使用的是P級電流互感器，對P級電流互感器規(guī)定允許穩(wěn)態(tài)誤差不超過10%，暫態(tài)誤差必然要超過穩(wěn)態(tài)誤差，在實用上可在按穩(wěn)態(tài)誤差選出的技術規(guī)范基礎上通過“增密”以限制暫態(tài)誤差。

采用增密的方法有以下幾種[2]：（1）將準確限值系數增大二倍（允許短路電流為額定電流的倍數）；（2）將二次額定負擔增大一倍；（3）增大二次電纜截面使二次回路的總電阻減半；（4）改用5P級電流互感器（復合誤差由10%降為5%）。

目前110kV及以下電壓等級均采用P級電流互感器，220kV變壓器亦采用P級電流互感器或5P級、PR級（剩磁系數小于10%）電流互感器，因此差動保護需要采取抗電流互感器飽和的措施。500kV變壓器在500kV側、220kV側均用TPY級電流互感器，對于600MW大型發(fā)電機變壓器組保護，500kV側均采用TPY級電流互感器，在發(fā)電機側已有TPY級電流互感器可選用。

四、度和快速性差動保護的高靈敏的前提是安全、可靠

差動保護應具有高靈敏度和快速性，輕微匝間短路能快速跳閘，但是提高靈敏度和快速性必須建立在安全、可靠的基礎上。運行實踐說明：使用較低的起動電流值在區(qū)外故障或區(qū)外故障切除時引起差動保護誤動的嚴重后果，因此對于靈敏度和快速性不要追求過高的指標而忽視可靠性。

提高靈敏度雖對反映輕微故障是有效的，但靈敏度的提高必然降低安全性。變壓器的嚴重故障并不都是由輕微故障發(fā)展而來的，故障發(fā)生的瞬間仍會發(fā)生燒毀設備的事故，同時輕微故障發(fā)展為嚴重故障也需要時間，因此輕微故障帶一些時間切除故障也是允許的，長時間的運行實踐證實變壓器氣體保護是動作時間稍長地切除輕微的匝間故障。

輕微匝間故障時產生的機械應力和熱效應不大，在200ms內故障切除，不會危及鐵心，從檢修的角度，只要鐵心不損壞，輕微和嚴重的匝間故障都是需要更換線圈，因此只要差動保護在鐵心損壞之前動作，就可以滿足檢修的要求，不需要追求減少線圈的燒損程度而犧牲保護的安全性。

 五、簡化后備保護

后備保護作用主要是為了變壓器區(qū)外故障，特別是考慮在其聯(lián)接的母線發(fā)生故障未被切除的保護，當然也可以兼作變壓器主保護的后備（尤其110kV及以下電壓等級的變壓器）和其聯(lián)接的線路保護的后備（尤其110kV及以下電壓等級的線路）。當加強主保護以后，差動保護雙重化配置，氣體保護獨立直流電源，因此主保護是非常可靠、靈敏、快速的，理應簡化后備保護。后備保護只要具備在220kV及以上電壓系統(tǒng)是近后備，在110kV及以下電壓系統(tǒng)是遠后備的基礎，不需要仿照線路保護設幾段后備保護，線路保護有距離保護，基本不受短路電流的影響，保護范圍較固定，配合比較簡單。變壓器后備保護主要是母線的近后備，110kV及以下電壓等級線路的遠后備，只要系統(tǒng)內故障能由保護動作切除不致于拒動就滿足要求。如果后備保護要從電流保護來解決多段式配合，這是既復雜又困難的問題。變壓器后備保護不需作多段配合、定值校核的工作，我們要擺脫整定計算中難以配合的困擾。目前，微機型保護各側設置相間和接地保護各設3段8時限的復雜保護是作繭自縛，沒有好處。

簡化后備保護的原則，作者認為變壓器高壓側只設置復合電壓過電流保護，中、低壓側設復合電壓過電流保護作為遠后備，電流限時速斷作為母線近后備。

六、結語

變壓器差動保護提高靈敏度和快速性必須建立在安全可靠的基礎上，應采取防止因電流互感器飽和和區(qū)外故障切除的暫態(tài)誤差造成誤動的措施。