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中試控股技術研究院魯工為您講解：GIS電磁式電壓互感器倍頻耐壓裝置（電科院）

ZSDBF-5KVA多倍頻感應耐壓試驗裝置

不僅可做互感器感應耐壓試驗，還可兼做伏安特性試驗。
配合高阻抗電容分壓器，能直接監測一次側的高壓自動完成感應耐壓試

參考標準：DL/T 848.4-2004

多倍頻感應耐壓試驗裝置：ZSDBF-5KVA多倍頻感應耐壓試驗裝置實現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，比傳統的三倍頻發生器效率高，輸出電壓穩定，測量精度高，重復性好，并且可以實現自動升壓、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。

什么是感應耐壓測試儀？
感應耐壓試驗是指給變壓器規定的繞組外施一電壓，該電壓不低于2倍的額定電源電壓，頻率不小于2倍低額定頻率；要求在該電壓按規定持續的時間內繞組無灼熱、飛狐、擊穿或損傷等跡象；

要求感應耐壓試驗前后額定工作電源下的空載電流和功耗無明顯的變化。根據國家試驗標準，對電力變壓器及電壓互感器感應試驗電壓大致2-3倍工作相電壓考慮。

眾所周知，變壓器在額定頻率，額定電壓下，鐵芯接近飽和，若用工頻電源在被試變壓器繞組兩端施加大于額定電壓的試驗電壓，則空載勵磁電流會急劇增加，達到不可允許的程度。變壓器、互感器感應耐壓試驗是檢驗該產品是否符合國家標準的一項重要試驗。

裝置容量：5kW
輸入電壓：AC，三相，380V±10%。
電源頻率：50Hz。
輸出電壓：0 ～400V
輸出頻率：50Hz，100Hz，150Hz，200Hz（可選）。
波形畸變率：<3%。
保護功能：對被試品具有過流 、過壓及試品閃絡保護 (見變頻電源部分)；
5kW/380V  1臺
額定輸出容量：5kW
工作電源：380±10%V（三相），工頻
輸出電壓：0 –400V， 單相，
額定輸入電流：25A
額定輸出電流：25A
噪聲水平 ：≤50dB
重  量：約12kg；

主要特點：
一機多用       不僅可做互感器感應耐壓試驗，還可兼做伏安特性試驗。
防止容升       配合高阻抗電容分壓器，能直接監測一次側的高壓自動完成感應耐壓試驗。
操作簡單       加壓可分全自動加壓和手動加壓，可選30Hz～200Hz頻率范圍恒壓輸出。
保護全面       儀器具有完善的過壓和過流保護功能，且均可由用戶設定。
顯示清新       中試控股采用背光式大屏幕液晶屏，顯示清晰，操作界面簡單明了。
打印快速       儀器內裝微型高速熱敏打印機，可快速打印顯示內容。
實時時鐘       能記錄測量的日期和時間，并在液晶屏上顯示當前時間。
數據存儲       可存儲92組數據，存滿后還可覆蓋。
抗震性能       中試控股采用抗震設計，長途運輸中的顛簸不會損壞儀器。

ZSDBF-5KVA多倍頻感應耐壓試驗裝置實現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；

中試控股考驗交聯橡塑電力電纜、電力變壓器、GIS、互感器、絕緣子、發電機、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、空載試驗的目的和意義

 

    變壓器空載試驗:從變壓器的某一繞組(一般從二次低壓側)施加正弦波額定頻率的額定電壓,其余繞組開路,測量空載電流和空載損耗.如果試驗條件有限,電源電壓達不到額定電壓,可在非額定電壓條件下試驗,這種試驗方法誤差較大,一般只用于檢查變壓器有無故障,只有試驗電壓達到額定電壓的80%以上才可用來測試空載損耗.

 

    《規程》中規定,對容量3150kVA及以上的變壓器進行此項試驗,測得出的空載電流和空載損耗數值與出廠試驗值相比應無明顯變化.

 

    中試控股電力講解空載試驗主要目的是發現磁化中的鐵芯硅鋼片的局部絕緣不良或整體缺陷,如鐵芯多點接地、鐵芯硅鋼片整體老化等;根據交流耐壓試驗前后兩次空載試驗得的空載損耗比較、判斷繞組是否有匝間擊穿等情況.

 

    空載損耗主要是鐵芯的損耗,即鐵芯的磁化所引起的磁滯損耗和渦流損耗.空載損耗還包括少部分銅損耗(空載電流通過繞組時產生的電阻損耗)和附加損耗(指鐵 損耗、銅損耗外的其他損耗,如變壓器引起損耗、測量線路及表計損耗等).計算表明,變壓器空載損耗中的銅損耗及附加損耗不超過總損耗的3%.

 

    空載損耗和空載電流的大小,取決于變壓器的容量、鐵芯的構造、硅鋼片的質量和鐵芯的制造工藝等.電力變壓器容量在2000kVA以上時,空載電流約占額定 電流大的0.6%-2.4%;中、小型變壓器的空載電流約占額定電流的4%-16%.鐵芯硅鋼片采用的材質不同,其空載電流差異較大.

 

    中試控股電力講解空載電流通常以額定電流的百分數I0%來表示,單相變壓器I0(%)=(I0/IN)×100%.三相變壓器空載電流百分數I0%計算公式如下

 

    I0(%)=(I0/IN)×100%

 

    I0=(I0a﹢I0b﹢I0c)/3

 

    式中 I0(%)--空載電流百分數;

 

    I0--三相空載電流平均值;

 

    I0a、I0b、I0c--a、b、c三相上測得的空載電流;

 

    IN--加壓測量側的額定電流.

 

    導致變壓器空載損耗和空載電流增大的原因有以下幾點:

 

    (1) 變壓器鐵芯多點(兩點及以上)接地

 

    (2) 硅鋼片之間絕緣不良,或部分硅鋼片之間短路

 

    (3) 穿心螺栓或壓板的絕緣損壞,上夾件和鐵芯、穿心螺栓間絕緣不良,造成鐵芯的局部短路

 

    (4) 變壓器繞組有匝間、層間短路,并聯支路短路

 

    (5) 硅鋼片松動、劣化,鐵芯接觸不良

 

    二、空載試驗的試驗方法

 

    1. 單相變壓器空載試驗

 

    試驗接線如圖所示.當試驗電壓和電流不超過儀表的額定值時,可直接將測量儀表接入測量回路見圖.當電壓、電流超過儀表額定值時,可通過電壓互感器及電流互感器接入測量回路見圖.

 

    (a)儀表直接入;(b)儀表經互感器接入

 

    2. 三相變壓器空載試驗

 

    (a)兩功率表法;(b)兩功率表法,儀表經互感器接入;(c)三功率表法,儀表經互感器接入

 

    對應圖所示,空載損耗P0與空載電流百分數I0(%)計算公式為

 

    P0=P1﹢P2

 

    I0(%)=(I0a﹢I0b﹢I0c)/3IN×100%

 

    對應圖所示,P0、I0、I0(%)計算式為

 

    P0=(P1﹢P2) kTVkTA

 

    I0(%)=(I0a﹢I0b﹢I0c)/3IN×kTA×100%

 

    對應圖所示,P0、I0、I0(%)計算式為

 

    P0=(P1﹢P2﹢P3)kTVkTA

 

    I0(%)=(I0a﹢I0b﹢I0c)/3IN×kTA×100%

 

    以上各式中 P1、 P2、 P3--功率表的測量值(表計格數換算后實際值)

 

    I0a、I0b、I0c--電流表的實測值

 

    kTV--測量用電壓互感器的變比

 

    kTA--測量用電流互感器的變比

 

    IN--變壓器測量側的額定電流

 

    3. 三相變壓器的單相空載試驗

 

    當現場沒有三相電源或變壓器三相空載試驗數據異常時,可進行單相空載試驗.通過三相變壓器的單相空載試驗,對各相空載損耗的分析比較,可了解空載損耗在各相分布狀況,對發現繞組與鐵磁路有無局部缺陷,判斷鐵芯故障部位較為有效.

 

    進行三相變壓器單相空載試驗時,將三相變壓器中的一相一次短路,按單相變壓器的空載試驗接線圖接好,在其他兩相上施加電壓,測量空載損耗和空載電流.一相短路的目的是使該相沒有磁通通過,因而也沒有損耗.

 

    (1) 當加壓繞組為星形接線時,施加電壓U=2UN/√3,測量方法如下:

 

    第一次試驗--a、b端加壓,c、0端或c相上的其他繞組(如cb或ca)短路,測量P0ab和I0ab.

 

    第二次試驗--b、c端加壓,a、0端或a相上的其他繞組(如ab或ac)短路,測量P0ab和I0ab.

 

    第三次試驗--a、c端加壓,b、0端或b相上的其他繞組(如ba或bc)短路,測量P0ab和I0ab.

 

    三相空載損耗P0和空載百分數I0(%)計算式為

 

    P0=[(P0ab﹢P0bc﹢P0ac)/2]kTVkTA

 

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

 

    式中P0ab、P0bc、P0ac、I0ab、I0bc、I0ac--表計的實測值;

 

    kTV、kTA--測量電壓互感器和電流互感器的變比,儀表直接接入時kTV=kTA=1.

 

    (2) 當繞壓組為a-y、b-z、c-x連接,即三角形接線時,施加電壓U=UN(額定的線電壓),測量方法如下:

 

    第一次試驗--a、b端加壓,a、c短路,測量P0ab和I0ab.

 

    第二次試驗--b、c端加壓,a、c短路,測量P0bc和I0bc.

 

    第三次試驗--a、c端加壓,a、b短路,測量P0ac和I0ac.

 

    (3) 當加壓繞組為a-z、b-x、c-y連接,即三角形接線時,施加電壓、測量方法和順序同(2),只是第一次試驗測量的是P0ac和I0ac,第二次試驗測量的是P0bc和I0bc,第三次試驗測量的是P0ab和I0ab.三相空載損耗P0和空載百分數I0(%)計算式為

 

    P0=[(P0ab﹢P0bc﹢P0ac)/2]kTVkTA

 

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

 

    (4) 單相空載損耗數據應符合以下兩個要求:

 

    1)由于BC相的磁通與AB完全對稱,所以P0ab就近似等于P0bc,實測結果P0ab與P0bc的偏差一般在3%以下.

 

    2)由于AC相的磁路要比AB或BC相的磁路長,所以P0bc=kP0ab=kP0bc,其中k是由該產品鐵芯的幾何尺寸決定的系數.對于110-220kV變壓器,k一般為1.1-1.55;對于35-60kV變壓器,k一般為1.3-1.4.

 

    所測得的結果與上述兩要求中的任意一個不符合時,則說明變壓器有缺陷.

 

    4. 降低電壓下的空載試驗

 

    受試驗條件的限制,現場常需要在低電壓(5%~10%的額定電壓下)進行空載試驗.由于施加的的試驗電壓較低,相應的空載損耗也很小,因此應注意選擇合適 量程的儀表,以保證測量的準確度,并應考慮儀表、線路等附加損耗的影響.在低電壓下得到的空載試驗數據主要用于與歷次空載損耗數值比較,必要時可近似換算 成額定電壓下的空載損耗.換算式為

 

    P0=P'0(UN/U')n

 

    式中 U'--試驗時所加電壓;

 

    UN--額定電壓;

 

    P'0--電壓為U′時測量得到的空載損耗;

 

    P0--換算得到額定電壓下的空載損耗試驗;

 

    n--系數,決定于鐵芯硅鋼片的種類,對熱軋硅鋼片取n≈1.8,對冷軋硅鋼片取n≈1.9~2.

 

    由于電源容量不足,在80%~90%額定電壓下進行空載試驗時,可在70%~90%額定電壓間試驗不少于5次,并將5次試驗所得數值在對數坐標紙上繪成空載損耗P0和空載電流I0隨電壓變化的曲線,然后用外推法求出額定電壓下的P0和I0.

 

    5. 直接用系統電源進行的空載試驗

 

    由于設備及運輸等方面的原因,電力系統運行部門在現場一般不用較大容量的調壓器和變壓器來進行空載試驗,而直接采用系統電源進行空載試驗.

 

    用系統電源進行空載試驗時,由于沒有調壓的過程,而是系統電壓直接加到變壓器上,相當于投空載變壓器,對系統有一定的影響.因此用這種方法試驗時,應調整 好各種繼電保護、變壓器及其他電力設備的運行方式,對變壓器、線路、測量儀器設備進行仔細的檢查,確認無誤后方可進行.