互感器与变压器的交流耐压试验中,感应耐压试验在国标中也是重要试验之 一。GB50150-2016 交接试验标准中也有明确要求。
一、概述:
变压器和互感器的感应耐压试验是保证变压器质量符合国家标准的一项重 要试验。变压器绕组的匝间、层间、段间及相间绝缘的纵绝缘感应耐压试验,是 变压器绝缘试验中的重要项目。由于在额定频率下,施加额定以上电压会使铁芯 磁通饱和,励磁电流急剧增大。基于纵绝缘试验中的特殊性,需要通过倍频电源 装置施加电压,避免铁磁饱和,提高绕组间绝缘的试验电压,从而达到耐压试验 的目的。更多原理解释以及为什么采用倍频加压这里就不多做叙述。
国电中星为满足市场以及客户的需求研发出的电子多倍频发生器,具备过压、过流、零位启动、闪络等多种保护,操作简单,性能可靠, 能较好的满足变压器,互感器感应耐压试验的需要。
如下图:
该多倍频感应耐压装置容量 30kW(常规以实物为准)并配套补偿电感,补 偿电感额定电流 20A,电感量:4--20mH。
二、试验接线
下面我们就感应耐压试验,谈谈多倍频在实际中的使用情况以及补偿电感的使用。
我们知道互感器做感应耐压试验时,从互感器二次绕组激磁,在一次绕组首 段感应出所需要的试验电压,从而检验由于互感器中磁路绝缘不良,如露漆、漆膜脱落等原因造成纵绝缘方面的缺陷。
注意:试验时,互感器外壳,铁芯、二次绕组、辅助绕组以及一次绕组尾 端接地。
下面是从互感器二次加压示意图:
多倍频的输出接入被试品 PT 的测量绕组,然后根据 PT 自身的变比进行高压 电压的折算,一般 35kV 及以下电压互感器可从二次绕组加压,这里因为没有配 备高压分压器,当电压等级较高时,需要考虑容升对一次电压的影响。
若多倍频主机输出功率不能在被试品 PT 的一次侧得到一个理论的试验电压 时,可以考虑从电压互感器辅助绕组加压或将 PT 的二次绕组、辅助绕组进行串 联加压,此时相同功率需求,因为二次电压更高,所以需要的输入电流更小。这 种接线方式多用在 110kV 以上电压互感器中,由于没有配备分压器同样要考虑容升的影响。
如下图:
如果上述两种接法均不能完成试验,或是升不到规程中需要的目标电压值时, 一般是被试品的电容量比较大,这时就需要用到前文中提到的补偿电感了,补偿 电感通常接到互感器二次非加压绕组上,或是并联接到多倍频输出端,从而提高 整个回路的功率因数,降低输出电流,完成试验的目的。
三、容升现象 导致容升现象对原因是因为电压互感器中存在杂散电容,在倍频感应耐压时, 容性电流在绕组上产生的漏抗电压造成实际作用到互感器一次绕组上的电压值 超过按变比计算所输出的电压值,产生容升电压。当被试品为电容性,且试验电压一定时,被试品的电容量越大,容升现象越明显。因此,不同结构,不同电压 等级的电压互感器容升电压不同,根据经验,不同的互感器的容升电压如下表:
四、试验电压
根据规程,感应耐压的试验电压为出厂试验电压的 80%。感应耐压从低压加 压,可根据下式确定低压试验电压:
五、补偿电感的运用
由于电压互感器感应耐压试验时呈容性负荷状态,为减少试验设备容量,降 低二次绕组电流,避免倍频谐振,故应根据电压互感器不同电压等级在其二次绕 组或辅助绕组接入补偿电感。补偿电感的选择原则是在试验频率下,被试电压互 感器依然呈容性。
为了选择补偿电感量,试验前应对电压互感器辅助绕组施加 150Hz 频率至额 定电压 100V,读取电流,确定加压线圈的输入容抗值,然后按经验公式选择补 偿量,输入容抗值可按下式计算:
其中:fs 为试验频率
在根据确定的电感量,调节补偿电感,接到被测互感器 ux 绕组, 再将电压升到 100V,测出互感去辅助绕组的 cosφ值,若测得在 0.7~ 0.9,那么补偿合适,如 cosφ过大,应增加 0.5~1 的补偿电抗,否则反之。
六、试验时间
感应耐压时间是按照 DL/T848.4-2004 中感应耐压要求,感应耐压时间应为 1min。当试验频率超过两倍频率时,试验时间可少于 1min,但最少不得小于 15s。 即:
七、举例
现在以一个型号:JSQX2-126,110kV 的电压互感器,谈谈具体的试验以及补 偿电感的作用。该互感器额定一次电压 110/√3kV,二次绕组 1a-1n,2a-2n,da-dn额定电压分别是:100/√3,100/√3,100V。
该互感器根据规程规定试验电压为出厂试验电压的 80%,
高压侧试验电压:UX=200*80%=160kV
变比 k 为:k=(110/√3)/(100/√3)=1100
不考虑容升时绕组施加电压:US=160kV/1100=145.5V
考虑容升时,绕组施加电压:160kV/1100(1+5%)=138.5V
以上是理论计算值,但在实际试验中,给互感器二次加压到 100V,频率 150Hz 时,励磁电流达到 25 安左右,若倍频感应装置容量不够,无法输出 25A 电流的情况下,那么我们需要给互感器二次增加补偿电感来补偿励磁电流。那么 根据经验补偿电感的算法为
确定补偿电感后,需将可调电感调至所需电感量,在接入到电压互感器的辅 助绕组,可起到补偿励磁电流的作用。经试验,电流大大减小。
国电中星生产的可调电感可方便调节电感量,只需转动电感上面的把手,就 可调节所需电感量。如下图:
除采取加入补偿电感外,还有一种方式可有效降低电流,前文中 有提到,就是串联电压互感器二次绕组加压的方式,串联后的绕组变 比可按下式计算:
计算出变比后,按照第一种加压的方式,可以计算出二次绕组应该施加的电压值,这种加压方式,会增加二次绕组施加的电压,同时 电流会相应减小。
作为电力测试设备厂家的国电中星,拥有专业的技术研发团队,保证产品的先进与优质,还能可客户提供良好的技术支持,获得广大用户的高度评价,欢迎新老客户朋友咨询选购!