高压变压器现场感应耐压及局放测量试验技术

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 高压变压器现场感应耐压及局放测 量试验技术 【摘 要】阐述了电厂 1 000 kV 特高压变压器现场感应耐压及局放测量 试验技术，详细介绍了试验电源的频率、 试验时有功损耗和无功损耗的估算方法， 计算了补偿电抗的数值，进而选择了试 验所需的励磁变压器和变频电源，制定 了试验方案，并通过实例说明该方法能 很好地解决现场试验所需电源容量大的 难题。 中国论文网 /7/view-12930341.htm 【关键词】特高压变压器；感应 耐压；局部放电；变压器 随着我国特高压电网的快速发展， 发电机出口电压直接升至特高压也成为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 现实。某电厂 DFP-400000/1100 升压变 是国内外首台由发电机出口电压 27 kV 直接升至 1 000 kV 的特高压大容量变压 器，与常规特高压站用 1 000 kV 变压器 相比，其绕组变比更大，对试验设备的 要求更高。 变压器现场感应耐压及局放测量 试验是变压器现场交接试验中最为复杂 和难度最大的试验，也是对变压器绝缘 考核最为严格的试验。现场采用变频电 源加补偿电抗器对变压器进行感应耐压 及局放测量试验，其因具有重量轻、体 积小、试验所需电源容量小等优点而得 到了广泛的应用，基本原理是根据经验 或计算方法正确估算变压器低压侧的入 口等效电容，依据试验频率范围，确定 所需的补偿电抗器的大小，当入口等效 电容与补偿电抗器满足并联谐振条件时， 试验所需的无功全由补偿电抗器提供， 大大减小了对试验装置容量的要求，且 被试变压器在试验电压和频率下的空载 损耗为试验中主要的功率损耗，根据有 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 功损耗大小，即可选择所需变频电源与 励磁变压器的容量。 1 试验电源及补偿电抗器的选择 1.1 被试变压器基本参数 被试变压器基本参数如下： 变压器型号：DFP- 400000/1100； 额定电压： ； 额定电流：629.8/14 814.8 A； 额定空载损耗：157 kW； 额定空载无功功率：330 kVar； 高压绕组对地的电容 CH- E：7.269 nF； 低压绕组对地的电容 CL- E：33.659 nF； 高压绕组对低压的的电容 CH- L：9.251 nF； 高压套管的电容 CT：0.771 nF。 1.2 试验相关参数计算 1.2.1 变压器感性功率的计算 在变压器铁心不饱和的情况下， 变压器的空载感性功率与磁场强度成正 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 比关系，所以感应耐压试验时，被试变 压器的感性功率为： . （1） 式（1）中：UL 为试验电压；f 为试验频率。 1.2.2 变压器容性功率的计算 感应耐压试验时，采用单边加压， 利用功率积分法可以求得变压器容性功 率： 式（2）中：w=2f . 1.2.3 变压器低压侧入口电容 从功率的角度，将变压器模型等 效为可变电阻 R 和可变电容 C 并联。 则被试变压器低压侧的等效入口电容为： 1.3 试验电源及补偿电抗的选择 感应耐压试验时，将被试变压器 低压侧的等效电容量代入 谐振频率计算公式 ，可以得到 谐振频率与补偿电感 的关系： 式（4）中：L 为补偿电感；UL -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 为试验电压。 当 L 固定时，谐振频率随着电压 的增加而单调递减，所以如果在 UL 达 到最大试验电压 40.5 kV 时的谐振频率 满足要求，则其他施加电压时的谐振频 率都能满足要求。为了使被试变压器随 着试验电压的增加不发生磁饱和，根据 频率与磁感应强度成反比这一规律，在 最大试验电压下，要使变压器铁心不发 生饱和，试验频率必须满足 f1.550=75 Hz，所以补偿电感应满足： 0 选择电感值 5 H，额定电压 100 kV，额定电流 22 A 的电抗器 6 台并联 使用，可以得到电抗器并联后的补偿电 感值为 0.83 H。 在 UL=40.5 kV 时，试验频率 Hz。 感应耐压试验时，根据有功功率 公式 ， 取 m=1.6，n=1.9，在 UL=40.5 kV 时，有功功率 P=280 kW。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 所以考虑裕量电源采用 2 台 450 kW 变频电源装置并联使用，输出功率 为 900 kW，输出电压范围为 0350 V，输出最大电流为 1 285 A，频率变化 范围为 30300 Hz。中间变压器采用 2 台 250 kVA 励磁变，两台并联运行，高 压侧额定电压 40 kV，额定电流 12.5 A；低压侧额定电压 320 V，额定电流 1 562 A。 2 试验接线及加压程序 2.1 试验接线 试验采用单边加压的方式，试验 接线原理图如图 1 所示。 2.2 加压程序 根据1 000 kV 交流系统电力设 备现场试验实施导则 （DL/T 3092010）中的有关技术要求，试验 加压程序如图 2 所示。 系统最高电压 Um=1 100 kV，预 加电压 U1=1.5Um/ =1.51 100/ =952.6 kV。测量电压 U2=1.3Um/ =1.31 100/ =825.6 kV， U3=1.1Um/ =1.11 100/ -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 =698.6 kV。 T=6 000/验频率，但不小 于 15 s。 3 局放测量方法及结果 变压器内部的放电信号会通过不 同的途径传输，可以在变压器每一个出 线端子和地之间均接上大小不同的阻抗 来抽取信号进行测量。这就是变压器局 放的多端测量法。尽管我们可以进行多 端测量，但局放仪是不能直接给出视在 放电量大小的，所以必须进行多端校正。 用已知大小的脉冲注入被试品测量端子 的两端，应在试品每个出线端与地之间 分别校正。在此值得注意的是：当在 被试品两端进行校正时，注入电容c 高压出线端子的连线应尽可能短，否则 引线太长，其杂散电容的影响会使注入 电容值发生改变，从而改变了注入脉冲 电荷量。各测点的测量阻抗应根据耦 合电容量的大小，合理选择阻抗允许流 过的电流值，以提高测量灵敏度，避免 烧坏测量阻抗。变压器内部的局放信 号经各 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 种途径传输到测量位置，其局放 信号已有所衰减，所以我们在测量位置 测得的局放量往往已不是其内部放电点 的真实放电量水平。因此，我们不但要 进行多端测量，而且要在局放试验前后 截取油样进行色谱分析，综合判断被试 变压器状况。 经过现场实测，该电厂特高压升 压变压器 A，B，C 三相局部放电量分 别为 70 pC、95 pC 和 86 pC。 4 结束语 通过对电厂 1 000 kV 特高压变压 器现场感应耐压及局放测量技术的介绍， 可以得出以下结论：采用两台大功率 变频电源装置并联，选择合适的补偿电 抗器作为试验电源，不但可以满足现场 1 000 kV 变压器感应耐压及局放测量试 验需求，而且还可以进行其他需要大容 量试验