试验变压器容量选择

1、高压的详细介绍YD系列轻型高压试验变压器 是一种新型高压测试设备，本系列产品采用单框芯式铁芯结构，初级绕组 和高压绕组同轴绕制在铁芯上，从而减少漏磁通，增大绕组间的耦合。产品的整体结构紧凑，通用性强, 使用携带方便，适用于电力系统及电力用户在现场检测各种高压电器设备的绝缘性能，是电力设备检测及预防性试验所必备的试验仪器。YD系列轻型高压试验变压器除了可于交流工频耐压试验，如果配以同等电压等级和同等容量的电容、硅堆及高压直流微安表，便可组装成直流高压试验装置，可以测量高压直流泄漏电流。二、型号含义三、原理图03W 威40073D3CCCCCECTIH ：=试從 16代帽四、技术要求1、试验变压器

2、使用环境要求：输入电压：交流 220V或380V , 50Hz ;环境温度：-40 C40 C;相对湿度： 85% （环境温度为25 C时）；不含有化学性气体及蒸汽的环境中；无爆炸性危险的气体中；不受雨水浸入的场合下。2、技术参数型号规格容量kVA低压输入交流咼压输出直流 咼压 输 出kV测量变比电 压V电 流A电 压kV电流mA50200503070500YDQ-3/50320015506070500YDQ-5/505200255010070500YDQ-10/5010200505020070500YDQ-20/5020400285040070500YDQ-30/50304004350600

3、70500YDQ-50/50504007250100070500YDQ-10/10010200501001001401000YDQ-20/10020400281002001401000YDQ-30/10030400431003001401000YDQ-50/10050400721005001401000YDQ-100/10010040014410010001401000YDQ-20/15020400281501332101000YDQ-30/15030400431502002101000YDQ-50/15050400721503332101000YDQ-100/1501004001441506

4、662101000YDQ-150/15015040021615010002101000YDQ-50/20050400722002501000YDQ-100/2001004001442005001000YDQ-200/20020040028820010001000YDQ-50/30050400723001661000YDQ-100/3001004001443003331000YDQ-200/3002004002883006661000YDQ-300/30030040043330010001000注：1我厂YDQ系列试验变压器单台可做到交流300kV，容量300kVA;2、 如果用户需要，我厂生产

5、的YDQ系列试验变压器，抽出 200V的串级抽头，可将二台或三台串级成交流100kV、150kV、200kV、300kV的高电压。也可根据用户的需要，在高压绕组中抽出515kV的中压抽头，供高压电机作交流耐压试验；3、表格中直流高压输岀一栏，为交直流两用试验变压器的直流高压输岀值；4、我厂还可根据用户的要求，定制各种特殊规格的试验变压器。五、操作步骤1、按接线原理图连接好引线，并将变压器和控制箱可靠接地；2、试验前，检查各部位的接线是否接触良好，并检查控制箱的调压器是否调至”零位；3、接通电源，绿色指示灯亮，按下启动按钮，红色指示灯亮，表示变压器已通电，等待升压；4、顺时针匀速旋转调压器手柄，

6、进行升压，并密切注意仪表指示以及试品的情况;5、试验完毕后，应迅速将电压降至零位，并按下停止按钮，然后切断电源，解开试验引线。六、注意事项1、做高压试验时，必须由 2 人或 2 个以上人员参加，并明确做好分工，明确相互间的联系方法。并有 专人监护现场安全及观察试品的试验状态；2、变压器和控制箱应有可靠的接地；3、试验过程中，升压速度不能太快，也决不允许突然全电压通电或断电；4、在升压或耐压试验过程中，如发现下列不正常情况时，应立即降压，并切断电源，停止试验，查明原因后再做试验。电压表指针摆动很大； 发现绝缘烧焦的异味、冒烟现象；被测试品内有不正常的声音。5、试验中，如果试品短路或故障击穿，控制

7、箱中的过流继电器工作，此时，将调压器回至零位，并切 断电源后，方可将试品取出。6、进行电容试验或进行直流高压泄漏试验时，试验完毕后，将调压器降至零位后，并切断电源，然后， 应用放电棒将试品或电容器的高压端对地进行放电，以免存留在电容中的电势发生触电危险。七、试验变压器的容量选择标称试验变压器容量 Pn的确定公式：Pn=kVn2WCt10-9式中：Pn-标称试验变压器容量（kVA）;k -安全系数；Vn-试验变压器的额定输出高压的有效值（kV）;W -角频率，W=2 f,f为试验电源的频率；Ct-被试品的电容量（PF）O对于不同的试验电压 Vn,选择适当的安全系数 k,标称试验电压较低时，k值可

8、取高一些；以下列出不同的试验电压Vn,所选用的安全系数 k值，供参考：Vn=50 100kVk=4;Vn=150300kVk=3;Vn 300kVk=2;Vn 1MVk=1o被测试设备的电容量 Ct可由交流电桥测出。Ct的变化很大，应由设备的类型而定。典型数据如下:棒形或悬式绝缘子几十微法;电压互感器200500PF;分级套管100 1000PF;电力变压器v 1000kVA1000PF;电力变压器1000kVA1000 10000PF;高压电力电缆和油浸纸绝缘250300PF/m;气体绝缘 60PF/m;封闭变电站，SF6气体绝缘10010000PF。举例：35KV变压器出厂试验85KV预防

9、性试验72KV现试验一台SF9-1000035变压器，根据公式我们选择k=2,电力变压器1000kVA10010000PF,电容量 选择 6000PF; W=2%f=2XX 50=314,Pn=kVn2WCt10-9=2 X 722 x 314 X 60 00 X 10-9=选择 25kVA 试验变压器满足试验要求 .一台 35kV 电力变压器交流耐压试验故障原因分析1 引言电力变压器交流耐压试验的主要目的是检测其绕组对地及绕组之间的主绝缘强度， 是 避免发生绝缘事故的重要手段， 对决定电力变压器能否继续投入运行具有决定性的意义， 所以电力设备预防性试验规程规定，对 66kV 及以下的变压器大

10、修后必须进行交流耐压 试验。其试验电压远远高于运行电压，因此它属于破坏性试验， 试验时必须严格按照规定 接线和操作， 否则会造成设备损坏。 本文中笔者对一台 35kV 变压器大修后进行交流耐压试 验时发生的 10kV 套管表面放电和试验设备损坏故障进行分析， 判定其原因是处于地网接地 扁铁同一位置接地的试验接地线脱落后在试验回路产生了过渡过电压。2 故障经过2006 年 7 月 28 日，对一台大修后的 35kV 变压器进行交流耐压试验。变压器型号为SF9-10000/35，额定电压为（35 %。大修后所有非破坏性试验（如绝缘电阻和介损等）数据合格且注油后静置时间超过 24h， 变压器高压侧对

11、低压侧及地的出厂交流耐压试验值为 85kV，根据电力设备预防性试验规程规定，现场大修后试验电压为出厂试验电压的85%， 实际施加电压为72kV。试验变压器型号为 YD-25/150，额定容量为25kVA。变压器高压侧对低 压侧及地的电容量为 5569pF,当交流耐压值为 72kV时，可计算出试验变压器高压绕组输 出电流为0.126A，低压侧电流为47.25A，试验变压器完全满足现场试验的需要。变压器低压绕组端头短接接地， 高压绕组端头短接与试验变压器高压输出绕组相连， 所 有设备接地线在地网扁铁同一点 E 处接地，经检查接线无误后调整保护球隙间距离，设定 其放电电压为82kV，随后开始对变压器

12、高压侧进行交流耐压试验，当试验电压升至72kV，正准备读取毫安表电流数据时， 变压器 10kV 侧套管表面发生火花放电， 同时听见非常大的 放电响声， 试验变压器控制开关跳闸，调压器自动回零。 经检查， 所有设备接地线均在接地 点E处脱落，毫安表 mA及其短路刀闸 K高压数显电压表 V烧坏，分别测试试验变压器 T2 高压对低压、高压对地、低压对地的绝缘电阻全部为零，表明试验变压器绝缘遭到破坏。3 原因分析根据现场检查分析， 认为此次试验故障主要原因是所有设备接地线缠绕一起后在接地点E 处捆绑在接地网扁铁上， 由于接地线采用多股细软铜丝线，而且只缠绕了一圈，铜线很 容易散开，使得接地不牢固。当试

13、验电压升至 72kV 时，全部接地线在接地网扁铁处松散脱 落，随后产生的过渡过电压造成变压器 10kV 套管放电及试验变压器烧坏。Cg为5 569pF，低压绕组对10kV 套管放电原因分析用介损测试仪测得变压器高压绕组对低压绕组及地的电容量高压绕组及地 Cd为9139pF，高低绕组对地 Cg+d为6 329pF。根据电力变压器介损和电容量接线原理列出以下三个公式：Cg=C1+C12 (1)Cd=C2+C12 (2)Cg+d=C1+C2 (3)计算出： C12= Cd+Cg-Cg+d2 =4C1=Cg-C12=1C2=Cd-C12=4正常情况下被试变压器低压绕组短接接地，低压绕组各点与地等电位;

14、当被试变压器低压侧接地线脱落后 (低压绕组还是短接在一起，不考虑低压绕组电感影响)，相当于 K1 断开。假设t=0时，K1断开，断开前瞬间(t=0-), C2上电压U2(0-)还是与地等电位，则 U2(0-)=0;K1 断开后瞬间(t=0+)，由于电容C2的电压不能突变，其初始电压U2(0+)=U2(0-)=0, 定时间后，低压绕组对地电压将达到一个稳态电压值U2p,此时变压器低压绕组处于悬浮状态，位于高压对地的电场之中，稳态电压值U2p将取决于高低压绕组间电容C12和低压对地电容C2 的大小，可列出公式：U2p= C12C12+C2U 贝U U2p=33kV。由于初始电压与稳态电压不同， 被

15、试变压器低压绕组上电压从零变为稳态电压 33kV 时 必然有一个过渡过程， 此过渡过程中会在低压绕组各点上产生远远超过 33kV 的电压值， 根 据电路原理中三要素法得过渡过电压：U2=U2p+U2p-U2 (0+)e- 其中3为时间常数，因此U2是随时间增加而逐渐衰减的，可以看出在断开后瞬间即t=0时，U2有最大值且为：U2 最大=U2p+U2p-U2(0+)，贝U U2 最大=2 X 33=66kV电力变压器10kV绕组出厂和大修试验电压值分别仅为 35kV和30kV，因此，U2最大 可能会造成变压器低压侧绕组绝缘损伤， 经再次进行非破坏性试验及交流耐压试验合格， 表 明电力变压器没有损坏

16、，可以继续投入运行。试验时看见的10kV套管火花放电是由上述过渡过程中产生的过渡过电压U2使套管表面空气间隙击穿而产生的， 一般情况 10kV 套管表面放电电压不低于 74kV， 而过渡过电 压U2的最大值仅66kV，不应该使套管击穿， 但是，由于变压器低压侧短接接地线脱落后搭 接在变压器低压套管上， 减小了低压套管表面沿面放电距离近一半， 其放电电压也大大减 小，因此，过渡过电压 U2加在套管剩余表面距离上很容易使其击穿而发生沿面放电现象。试验设备损坏原因分析试验变压器高压输出绕组简化等值电路如图 3a 所示，在工频电压作用下，匝间电容很 小，容抗特别大，不考虑匝间电容影响，另外与低压输入绕

17、组间的电容和互感也忽略不计。 毫安表并联的刀闸 K 在升压过程中是闭合的，只有读毫安表时才断开。试验变压器高压输 出绕组末端 X 接地，相当于刀闸 K2 闭合，在工频电压下绕组上各点电压是均匀分布的，其 值为U=U1 (1-xL)(其中L为绕组长度，x为绕组各点到首端 A处的距离),同样假设t=0时 刀闸K2断开，断开前瞬间 t=0-时，U(0-)=U=U1(1-xL),绕组首端 A处x=0, U(0-)=U1;在绕组 末端X处，x=L, U(0-)=0，如图3b中斜线1。当K2断开后瞬间t=0+时，由于试验变压器高压绕组对地电容上的电压不能突变，绕组各点初始电压U(0+)与t=0-时相同，即

18、U(0+)=U(0-)=U1(1-xL);而K2断开后达到稳态时试验变压器高压输出绕组各点的稳态电压相 同，都为 Up=5= 72kV，如图3b中直线2。由以上分析可知， 试验变压器高压输出绕组各点初始电压分布与稳态电压分布不同，因此从初始分布到稳态分布也存在一个过渡过程，在绕组上各点产生过渡过电压，它与被试电力变压器 10kV 绕组各点过渡过电压不同， 10kV 绕组各点过渡过电压大小相等且最大电 压值出现时间一致， 而此处试验变压器高压绕组上各点的过渡过电压大小不等且出现最大 电压值的时间也可能不同， 但电压最大值包络线为图 3b 中虚斜线 3，计算绕组各点最大 过渡过电压值的公式与前面相

19、同：U最大=Up+Up-U (0+)，则U最大=U1(1+xL)，当x=L时,U最大=2U1=144kV，即过渡过程中试验变压器高压绕组各点都要产生一个最大电压值，但 在其末端 X 处产生的最大电压值比其他任何点要高上述过渡过电压对试验设备危害非常大， 一是由于试验变压器高压输出绕组越靠近末端 X处，其绝缘越薄弱，仅能承受 3kV5kV左右电压，过渡过程中产生的高电压很容易造成 其高压绕组对低压及地绝缘击穿， 经解体检查发现绕组部分绝缘材料烧焦，末端小套管表 面有放电痕迹和末端引线烧断 ;二是接线脱落后绕组末端过渡过电压作用于毫安表 mA 及其 短路刀闸 K 等试验设备上， 很容易使它们击穿烧

20、坏 ;三是数显电压表 V 接地线脱落后，试 验变压器首端电压使其烧坏;四是如果接地线脱落时，试验人员正断开刀闸K 读取毫安表数据，会危及试验人员人身安全。4 预防措施针对此次交流耐压试验出现的故障情况， 笔者从两个方面提出了预防措施： 一是改善接 地方法 ;二是改进毫安表接线和读数方法。改善接地方法在试验接地方面应采取以下预防措施： 一是对所有接地线与地网的连接采用螺栓等固 定连接方式，且必须牢固可靠 ;二是不同设备的接地线其接地点不同，不能缠绕在一起接地， 特别是被试设备的接地线与所有试验设备接地线应分开接地 ; 三是要求设备连接线或接地线的截面积足够大， 满足耐压时动稳定和热稳定要求 ;四是试验