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電子多倍頻發(fā)生器感應(yīng)耐壓試驗(yàn)
互感器與變壓器的交流耐壓試驗(yàn)中,感應(yīng)耐壓試驗(yàn)在國標(biāo)中也是重要試驗(yàn)之 一。GB50150-2016 交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中也有明確要求。
一、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),是 變壓器絕緣試驗(yàn)中的重要項(xiàng)目。由于在額定頻率下,施加額定以上電壓會使鐵芯 磁通飽和,勵磁電流急劇增大。基于縱絕緣試驗(yàn)中的特殊性,需要通過倍頻電源 裝置施加電壓,避免鐵磁飽和,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。更多原理解釋以及為什么采用倍頻加壓這里就不多做敘述。
國電中星為滿足市場以及客戶的需求研發(fā)出的電子多倍頻發(fā)生器,具備過壓、過流、零位啟動、閃絡(luò)等多種保護(hù),操作簡單,性能可靠, 能較好的滿足變壓器,互感器感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的需要。
如下圖:
該多倍頻感應(yīng)耐壓裝置容量 30kW(常規(guī)以實(shí)物為準(zhǔn))并配套補(bǔ)償電感,補(bǔ) 償電感額定電流 20A,電感量:4--20mH。
二、試驗(yàn)接線
下面我們就感應(yīng)耐壓試驗(yàn),談?wù)劧啾额l在實(shí)際中的使用情況以及補(bǔ)償電感的使用。
我們知道互感器做感應(yīng)耐壓試驗(yàn)時(shí),從互感器二次繞組激磁,在一次繞組首 段感應(yīng)出所需要的試驗(yàn)電壓,從而檢驗(yàn)由于互感器中磁路絕緣不良,如露漆、漆膜脫落等原因造成縱絕緣方面的缺陷。
注意:試驗(yàn)時(shí),互感器外殼,鐵芯、二次繞組、輔助繞組以及一次繞組尾 端接地。
下面是從互感器二次加壓示意圖:
多倍頻的輸出接入被試品 PT 的測量繞組,然后根據(jù) PT 自身的變比進(jìn)行高壓 電壓的折算,一般 35kV 及以下電壓互感器可從二次繞組加壓,這里因?yàn)闆]有配 備高壓分壓器,當(dāng)電壓等級較高時(shí),需要考慮容升對一次電壓的影響。
若多倍頻主機(jī)輸出功率不能在被試品 PT 的一次側(cè)得到一個理論的試驗(yàn)電壓 時(shí),可以考慮從電壓互感器輔助繞組加壓或?qū)?PT 的二次繞組、輔助繞組進(jìn)行串 聯(lián)加壓,此時(shí)相同功率需求,因?yàn)槎坞妷焊?,所以需要的輸入電流更小。這 種接線方式多用在 110kV 以上電壓互感器中,由于沒有配備分壓器同樣要考慮容升的影響。
如下圖:
如果上述兩種接法均不能完成試驗(yàn),或是升不到規(guī)程中需要的目標(biāo)電壓值時(shí), 一般是被試品的電容量比較大,這時(shí)就需要用到前文中提到的補(bǔ)償電感了,補(bǔ)償 電感通常接到互感器二次非加壓繞組上,或是并聯(lián)接到多倍頻輸出端,從而提高 整個回路的功率因數(shù),降低輸出電流,完成試驗(yàn)的目的。
三、容升現(xiàn)象 導(dǎo)致容升現(xiàn)象對原因是因?yàn)殡妷夯ジ衅髦写嬖陔s散電容,在倍頻感應(yīng)耐壓時(shí), 容性電流在繞組上產(chǎn)生的漏抗電壓造成實(shí)際作用到互感器一次繞組上的電壓值 超過按變比計(jì)算所輸出的電壓值,產(chǎn)生容升電壓。當(dāng)被試品為電容性,且試驗(yàn)電壓一定時(shí),被試品的電容量越大,容升現(xiàn)象越明顯。因此,不同結(jié)構(gòu),不同電壓 等級的電壓互感器容升電壓不同,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),不同的互感器的容升電壓如下表:
四、試驗(yàn)電壓
根據(jù)規(guī)程,感應(yīng)耐壓的試驗(yàn)電壓為出廠試驗(yàn)電壓的 80%。感應(yīng)耐壓從低壓加 壓,可根據(jù)下式確定低壓試驗(yàn)電壓:
五、補(bǔ)償電感的運(yùn)用
由于電壓互感器感應(yīng)耐壓試驗(yàn)時(shí)呈容性負(fù)荷狀態(tài),為減少試驗(yàn)設(shè)備容量,降 低二次繞組電流,避免倍頻諧振,故應(yīng)根據(jù)電壓互感器不同電壓等級在其二次繞 組或輔助繞組接入補(bǔ)償電感。補(bǔ)償電感的選擇原則是在試驗(yàn)頻率下,被試電壓互 感器依然呈容性。
為了選擇補(bǔ)償電感量,試驗(yàn)前應(yīng)對電壓互感器輔助繞組施加 150Hz 頻率至額 定電壓 100V,讀取電流,確定加壓線圈的輸入容抗值,然后按經(jīng)驗(yàn)公式選擇補(bǔ) 償量,輸入容抗值可按下式計(jì)算:
其中:fs 為試驗(yàn)頻率
在根據(jù)確定的電感量,調(diào)節(jié)補(bǔ)償電感,接到被測互感器 ux 繞組, 再將電壓升到 100V,測出互感去輔助繞組的 cosφ值,若測得在 0.7~ 0.9,那么補(bǔ)償合適,如 cosφ過大,應(yīng)增加 0.5~1 的補(bǔ)償電抗,否則反之。
六、試驗(yàn)時(shí)間
感應(yīng)耐壓時(shí)間是按照 DL/T848.4-2004 中感應(yīng)耐壓要求,感應(yīng)耐壓時(shí)間應(yīng)為 1min。當(dāng)試驗(yàn)頻率超過兩倍頻率時(shí),試驗(yàn)時(shí)間可少于 1min,但最少不得小于 15s。 即:
七、舉例
現(xiàn)在以一個型號:JSQX2-126,110kV 的電壓互感器,談?wù)劸唧w的試驗(yàn)以及補(bǔ) 償電感的作用。該互感器額定一次電壓 110/√3kV,二次繞組 1a-1n,2a-2n,da-dn額定電壓分別是:100/√3,100/√3,100V。
該互感器根據(jù)規(guī)程規(guī)定試驗(yàn)電壓為出廠試驗(yàn)電壓的 80%,
高壓側(cè)試驗(yàn)電壓:UX=200*80%=160kV
變比 k 為:k=(110/√3)/(100/√3)=1100
不考慮容升時(shí)繞組施加電壓:US=160kV/1100=145.5V
考慮容升時(shí),繞組施加電壓:160kV/1100(1+5%)=138.5V
以上是理論計(jì)算值,但在實(shí)際試驗(yàn)中,給互感器二次加壓到 100V,頻率 150Hz 時(shí),勵磁電流達(dá)到 25 安左右,若倍頻感應(yīng)裝置容量不夠,無法輸出 25A 電流的情況下,那么我們需要給互感器二次增加補(bǔ)償電感來補(bǔ)償勵磁電流。那么 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)補(bǔ)償電感的算法為
確定補(bǔ)償電感后,需將可調(diào)電感調(diào)至所需電感量,在接入到電壓互感器的輔 助繞組,可起到補(bǔ)償勵磁電流的作用。經(jīng)試驗(yàn),電流大大減小。
國電中星生產(chǎn)的可調(diào)電感可方便調(diào)節(jié)電感量,只需轉(zhuǎn)動電感上面的把手,就 可調(diào)節(jié)所需電感量。如下圖:
除采取加入補(bǔ)償電感外,還有一種方式可有效降低電流,前文中 有提到,就是串聯(lián)電壓互感器二次繞組加壓的方式,串聯(lián)后的繞組變 比可按下式計(jì)算:
計(jì)算出變比后,按照第一種加壓的方式,可以計(jì)算出二次繞組應(yīng)該施加的電壓值,這種加壓方式,會增加二次繞組施加的電壓,同時(shí) 電流會相應(yīng)減小。
作為電力測試設(shè)備廠家的國電中星,擁有專業(yè)的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì),保證產(chǎn)品的先進(jìn)與優(yōu)質(zhì),還能可客戶提供良好的技術(shù)支持,獲得廣大用戶的高度評價(jià),歡迎新老客戶朋友咨詢選購!
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