SF6高壓試驗(yàn)變壓器
一、YDQSF6高壓試驗(yàn)變壓器?概述
YDQ系列高壓試驗(yàn)變壓器是根據(jù)《試驗(yàn)變壓器》標(biāo)準(zhǔn)，在油浸式試驗(yàn)變壓器的基礎(chǔ)上而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的。SF6氣體具有良好的電氣絕緣性能及優(yōu)異的滅弧性能，其耐壓強(qiáng)度為同一壓力下氮?dú)獾?.5倍，擊穿電壓的空氣的2.5倍。在0.25MPa下與油的擊穿電壓相等，在0.45MPa壓力下是油的擊穿電壓的2倍，是一種優(yōu)于油的新一代超高壓絕緣介質(zhì)材料。該產(chǎn)品技術(shù)要求*符合《ZBK-41006-89》標(biāo)準(zhǔn)，它是油浸式輕型試驗(yàn)變壓器的換代產(chǎn)品。該產(chǎn)品具有體積小、重量輕、不受氣候變化影響、電暈小、現(xiàn)場(chǎng)搬運(yùn)無(wú)需靜止可使用，使用壽命長(zhǎng)、免維修等特點(diǎn)。適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、科研部門(mén)等對(duì)各種高壓電氣設(shè)備、電氣元件、絕緣材料進(jìn)行工頻或直流高壓下的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。
二、YDQSF6高壓試驗(yàn)變壓器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
YDQ系列高壓試驗(yàn)變壓器采用單框芯式鐵芯結(jié)構(gòu)，初級(jí)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(chǎn)品的外殼為圓柱灌式容器結(jié)構(gòu)，能耐受0.8MPa以上壓力。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1：
三、工作原理
YDQ系列高壓試驗(yàn)變壓器為單相變壓器，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)Ⅰ.Ⅰ. 用工頻220V(10kVA以上為380V)電源接入 (為本公司生產(chǎn)的試驗(yàn)變壓器配套設(shè)備，詳細(xì)資料請(qǐng)見(jiàn)其具體使用說(shuō)明書(shū))系列操作箱(臺(tái))，經(jīng)操作箱內(nèi)自偶調(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YDQ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。
單臺(tái)YDQ系列高壓試驗(yàn)變壓器的工作原理圖見(jiàn)圖2。
單臺(tái)YDQ系列交直流高壓試驗(yàn)變壓器的工作原理圖見(jiàn)圖3，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)。
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。
三臺(tái)試驗(yàn)變壓器串級(jí)獲得更高電壓的接線原理見(jiàn)圖4。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)單元試驗(yàn)變壓器中都有一個(gè)勵(lì)磁繞組A1、C1和A2、C2。在三臺(tái)串級(jí)試驗(yàn)變壓器基本原理中，低壓電源加在試驗(yàn)變壓器Ⅰ的初級(jí)繞組a1x1上，單臺(tái)試驗(yàn)變壓器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的輸出電壓都是V。勵(lì)磁繞組A1、C1給第二級(jí)試驗(yàn)變壓器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Ⅲ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Ⅲ的箱體分別處在對(duì)地為1V和2V的高電位上，所以箱體對(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)、第三級(jí)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。
YDQ系列高壓試驗(yàn)變壓器做被試品的工頻耐壓試驗(yàn)使用接線原理圖見(jiàn)圖5。
圖中：R1—限流電阻 FRC—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)。常用水電阻作為限流電阻，管子長(zhǎng)度可按150kV/m考慮，管子粗細(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阻值)。
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，低電壓側(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)變壓器的漏抗必然存在著壓降。為了準(zhǔn)確測(cè)量被試品上所施加的電壓，因此常在高壓側(cè)接入FRC阻容分壓器來(lái)測(cè)量電壓(見(jiàn)圖5)。
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，明確相互間方法。并有專門(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)先清掃干凈，并干燥，以免損壞被試品和試驗(yàn)帶來(lái)的誤差。
3）對(duì)于大型試驗(yàn)，一般都應(yīng)先進(jìn)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)整球間隙。
4）升壓速度不能太快，并必須防止突然加壓。例如調(diào)壓器不在零位時(shí)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，迅速降壓到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)程中，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露試驗(yàn)時(shí)接線原理圖如圖6。
注：此試驗(yàn)應(yīng)先抽出短路桿“D”，圖6中所示。
圖中：VD—高壓硅堆 R1—限流電阻 C1—高壓濾波電容 FRC—阻容分壓器 CX—被試品 μA—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)，輸出端短路電流不超過(guò)高壓硅堆的大整流。如電壓硅堆的大整流電流為100mA時(shí)用于60kV的試驗(yàn)裝置中，限流電阻按R1=60/0.1=600kΩ選擇。限流電阻還應(yīng)具有足夠的容量和沿面放電距離。
高壓濾波電容C1一般選擇在0.01~0.1μF，當(dāng)被試品的電容量很大時(shí)，C1可省略不用。
泄露試驗(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)外連線是否擦干凈。要嚴(yán)防將試驗(yàn)電壓加到有人工作的部位上去。
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)程中，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?，F(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。
四、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)變壓器高壓繞組的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)量繞組的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)始均勻旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器手輪升壓。升壓方法有：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，在以每秒2%額定試驗(yàn)電壓的速度升到您所需的額定電壓，并密切注意測(cè)量?jī)x表的指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)品不得超過(guò)額定參數(shù)使用。除試驗(yàn)必須外，決不允許全電壓通電或斷電。
7、再升壓或耐壓試驗(yàn)過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)以下不正常情況時(shí)，應(yīng)立即降壓，切斷電源，停止試驗(yàn)并查明原因。
⑴電壓表指針擺動(dòng)(或數(shù)字跳動(dòng))很大
⑵電流表直線上升
被試品內(nèi)有不正常的聲音
8、圖1中第9項(xiàng)系壓力閥及壓力表，為長(zhǎng)期關(guān)閉狀態(tài)。每6個(gè)月開(kāi)閥一次，以檢查SF6壓力，應(yīng)不小于0.2MPa(檢查壓力后立即關(guān)閉閥門(mén))，低于0.2MPa時(shí)應(yīng)加SF6氣體，以增加氣絕緣。
9、耐壓實(shí)驗(yàn)前后應(yīng)測(cè)量被試設(shè)備的絕緣電阻，檢查絕緣情況。
10、當(dāng)試驗(yàn)變壓器長(zhǎng)期不使用時(shí)，應(yīng)放置于通風(fēng)、干燥、無(wú)陽(yáng)光直射的地方。
11、該產(chǎn)品不允許在高于45℃的溫度下長(zhǎng)期存放、使用、放氣。
12、運(yùn)輸搬運(yùn)途中不得重力沖擊。
13、產(chǎn)品緊固件及壓力閥、壓力表不得擅自松動(dòng)。
14、使用本產(chǎn)品做高壓試驗(yàn)時(shí)，出熟悉本說(shuō)明書(shū)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。
五、容量選擇
標(biāo)稱試驗(yàn)變壓器容量Pn的確定公式：Pn=kVn 2ωCt×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，ω=2πf， 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
電力變壓器 < 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)?安全系數(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
一、產(chǎn)品概述
變壓器和互感器的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)是保證變壓器質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)重要試驗(yàn)。變壓器繞組的匝間、層間、段間及相間絕緣的縱絕緣感應(yīng)耐壓試驗(yàn)，則是變壓器絕緣試驗(yàn)中的重要項(xiàng)目?；诳v絕緣試驗(yàn)中的特殊性，需要通過(guò)施加倍頻電源裝置，以提高繞組間絕緣的試驗(yàn)電壓，從而達(dá)到耐壓試驗(yàn)的目的。
是為滿足上述要求而設(shè)計(jì)制造，經(jīng)過(guò)廣大用戶使用證明：其操作簡(jiǎn)單、性能可靠、能較好地滿足變壓器、互感器感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的需要。
二、工作原理
由三臺(tái)單相變壓組成，其工作原理如圖一
三臺(tái)單相變壓器的一次繞組接成星形，二次繞組接成開(kāi)口三角形，因?yàn)榧釉谝淮卫@組上的電壓較高，鐵芯飽和，三臺(tái)單相變壓器磁通中都有基頻分量和三倍頻分量，三臺(tái)單相變壓器二次開(kāi)口三角形連接使基頻分量相抵消，從而實(shí)行開(kāi)口三角的倍頻電壓輸出，并通過(guò)繞組外接單相調(diào)壓器，即可實(shí)現(xiàn)三倍頻電壓的調(diào)節(jié)。
三、技術(shù)參數(shù)
容 量KVA | 輸入電壓(三相) | 輸出電壓 | 輸出電流 | 外形尺寸 | 質(zhì) 量 |
3 | 380V | 260V | 20A | 450×250×320 | 40kg |
5 | 380V | 400V | 20A | 470×260×320 | 50KG |
12 | 380V | 560V | 25A | 490×260×335 | 78kg |
24 | 380V | 640V | 30A | 680×280×400 | 150kg |
四、SFQ使用方法
為分體式設(shè)備。即三倍頻發(fā)生器和三倍頻控制裝置，并設(shè)有過(guò)濾保護(hù)，電流表、三倍頻輸出、電壓表，以進(jìn)行監(jiān)視和便于使用，其控制裝置面板上接線柱與主機(jī)連接方式如下圖所示：
（按接線圖將本裝置接入線路中，注意設(shè)備接地）
工作電源輸入 | 三倍頻三相輸入 | 單相150HZ | 單相150HZ | 接地 |
單相220V | 380V | 輸入 | 輸出 |
按如下步驟進(jìn)行操作：
１、接通電源，合上空氣開(kāi)關(guān)，則控制裝置綠色指示燈亮。
２、將調(diào)壓器回零，啟動(dòng)紅色按鈕，則三倍頻發(fā)生器通電運(yùn)行，調(diào)壓器等待升壓。
３、將調(diào)壓器調(diào)壓至試驗(yàn)所需電壓值且嚴(yán)密監(jiān)視控制裝置中的電流和電壓值，并作好詳細(xì)記錄。
４、如在試驗(yàn)過(guò)程中，被試品出現(xiàn)匝間、層間或段間、相間絕緣擊穿現(xiàn)象，則控制回路中試驗(yàn)電流增大，繼電器可立即跳閘，斷電。
５、試驗(yàn)完畢，將調(diào)壓器退回零位。
五、外接補(bǔ)償問(wèn)題：
對(duì)容性負(fù)載如高壓試驗(yàn)變壓器、電容式電壓互感器可不外接補(bǔ)償，或外接感性補(bǔ)償。對(duì)感性負(fù)載，一般外接容性補(bǔ)償，其補(bǔ)償值為感性負(fù)載容量的50％。
六、維修及保養(yǎng)：
本設(shè)備請(qǐng)置于通風(fēng)干燥處保存。本產(chǎn)品免費(fèi)保修壹年。
七、成套：
１、發(fā)生器 一臺(tái)
２、使用說(shuō)明書(shū) 一份
３、合格證 一份
４、試驗(yàn)報(bào)告 一份
５、產(chǎn)品保修卡 一份
