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試驗(yàn)變壓器的工作原理與電力變壓器相同,在這里不必細(xì)談,由于與電力變壓器用途不一樣,它又有其特征,試驗(yàn)變壓器特征:
(1)工作電壓較高,一般都是單相的。普遍在體積不大時(shí),額定電壓做在了50KV,100KV但電壓又不可以過(guò)高,過(guò)高電壓會(huì)使體積增大。
(2)變比力大,工作電壓在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。如從零調(diào)升到50KV,100KV,甚至更高電壓。
(3)絕緣裕度很低。因它不承受過(guò)電壓作用,不連續(xù)運(yùn)行。應(yīng)用時(shí)嚴(yán)格控制其大工作電壓不超過(guò)額定值。尤其在試驗(yàn)電容性試品時(shí),只能從零升壓,而不可以突然加壓,因產(chǎn)生的勵(lì)磁涌流,會(huì)在試品上出現(xiàn)過(guò)高的電壓,;也不可以在試驗(yàn)工程中突然將電源切除,,這相當(dāng)于切除空載變壓器,也將引起過(guò)電壓。
(4)容量一般不大,過(guò)大容量會(huì)使重量成倍增加。應(yīng)用時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足被試品擊穿前的電容電流和泄漏電流的必要,在被試品擊穿或閃絡(luò)后能短時(shí)的維持電弧,正常試驗(yàn)時(shí)被試品上有一定的電壓,而被試品擊穿或閃絡(luò)時(shí),包管有一定的短路電流。國(guó)產(chǎn)試驗(yàn)變壓器的容量如,相比容量為25KVA時(shí),額定電壓為50KV,高壓繞組的額定電流為0.;額定電壓為25KV,高壓繞組的額定電流為1A,額定電壓為100KV,高壓繞組的額定電流為0.2
(5)漏磁通較大,短路電抗值也較大,試驗(yàn)時(shí)允許經(jīng)過(guò)短時(shí)的短路電流。因它工作電壓高,采用了較厚的絕緣及較寬的間歇距離。
(6)應(yīng)用時(shí)間上有局限,普遍為間歇工作方式,一般不允許在額定電壓下長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)應(yīng)用
(7)有油浸式和干式,干式大有取代油浸式之勢(shì),有金屬殼和絕緣殼兩類(lèi),金屬殼又分為單套管和雙套管兩類(lèi),單套管變壓器的高壓繞組一端一端經(jīng)外殼接地,另一端(高壓端)經(jīng)高壓套管引出,雙套管變壓器高壓繞組的中性點(diǎn)普遍與外殼相連,這樣每個(gè)導(dǎo)管所承受的只是額定電壓的一一半,,當(dāng)應(yīng)用是時(shí),如高壓繞組一端接地時(shí),外殼應(yīng)當(dāng)按額定電壓的一半對(duì)地絕緣起來(lái)。
試驗(yàn)設(shè)施一定正確進(jìn)行選擇,不然會(huì)造成容量不足,電壓過(guò)高,電流過(guò)大,損壞試驗(yàn)設(shè)施和被試設(shè)施,還會(huì)引起人身傷害事故的發(fā)生。
試驗(yàn)變壓器的一般性選擇
根據(jù)被試品的額定電壓, 聯(lián)合電氣設(shè)施交接試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50150-91規(guī)定,選擇試驗(yàn)電壓,確定所需試驗(yàn)變壓器的電壓等級(jí)
根據(jù)被試品的的負(fù)載, 選擇試驗(yàn)變壓器的容量,一般情況下,其負(fù)載大都是電容性的, 確定所需試驗(yàn)試驗(yàn)變壓器的容量可按被試品的電容來(lái)估算, (忽視試驗(yàn)變壓器空載電流和試驗(yàn)中被試電機(jī)的阻性電流), 即試驗(yàn)設(shè)施容量
S=2πfCXUS2×10-9 Kva
CX __ 被試品的電容 uF US__被試品的試驗(yàn)電壓
下面以實(shí)例來(lái)闡明怎么樣優(yōu)化選取試驗(yàn)變壓器
在重慶萬(wàn)盛電廠(chǎng)2*300MW新建工程中,有兩臺(tái)高壓電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前須作交流耐壓試驗(yàn),兩臺(tái)銘牌相同,電機(jī)額定功率450kW,額定電壓6000V,Y型接法?,F(xiàn)場(chǎng)調(diào)試隊(duì)有兩臺(tái)試驗(yàn)變壓器,銘牌分別是
(kVA) 一次額定電壓(A) 一次額估算試驗(yàn)電容電流
根據(jù)電氣設(shè)施交接試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50150-91規(guī)定,該電機(jī)試驗(yàn)電壓為10KV
測(cè)量電機(jī)三相對(duì)地電容為108nF,
估算試驗(yàn)電容電流 I=2πfCXUS×10-6=2×3.14×50×108×10×10-6=0.339 A
估算試驗(yàn)設(shè)施容量S=USI=10×0.339=3.39 KVA
根據(jù)計(jì)算比力,兩臺(tái)試驗(yàn)變壓器都符合要求
試驗(yàn)
(1)先用*臺(tái)試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn),對(duì)*臺(tái)電機(jī)加試驗(yàn)電壓為10KV,測(cè)得低壓側(cè)電流22 A
(2)再用第二臺(tái)試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn),對(duì)第二臺(tái)電機(jī)加試驗(yàn)電壓為10KV,測(cè)得低壓側(cè)電流45 A
3.試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)比力
兩臺(tái)試驗(yàn)變壓器施加同一試驗(yàn)電壓,而低壓側(cè)產(chǎn)生的電流不一樣,用第二臺(tái)試驗(yàn)設(shè)施試驗(yàn)(考慮試驗(yàn)變壓器空載電流和試驗(yàn)中被試電機(jī)的阻性電流,而比估算值大幾安培電流), 低壓側(cè)產(chǎn)生的電流要大得多,這給調(diào)壓器(特別是碳刷式調(diào)壓)和試驗(yàn)電源帶來(lái)壓力,所以,為降低試驗(yàn)電源電流,應(yīng)盡大概選擇接近試驗(yàn)電壓等級(jí)的試驗(yàn)設(shè)施,且變比盡大概小.
試驗(yàn)變壓器的特殊性選擇
全絕緣試驗(yàn)變壓器的選擇
一般試驗(yàn)變壓器是半絕緣變壓器,產(chǎn)生高電壓只能單極產(chǎn)生,相比某些不一樣試驗(yàn)電壓等級(jí)的組合的電氣設(shè)施,試驗(yàn)時(shí)對(duì)部分部件大概電壓過(guò)低,而對(duì)另部分部件電壓大概過(guò)高,假設(shè)高壓真空開(kāi)關(guān)、SF6開(kāi)關(guān)試驗(yàn),對(duì)它們的本體(支柱瓷瓶和絕緣拉桿)和斷口(真空包)試驗(yàn),兩者的試驗(yàn)電壓大小不一樣,斷口施加的電壓要大部分,此刻,可選擇全絕緣試驗(yàn)變壓器,它有兩個(gè)高壓電極引出,試驗(yàn)時(shí)兩個(gè)電極對(duì)地電壓不高,但兩個(gè)電極之間的壓差電壓高,應(yīng)用這一點(diǎn)對(duì)開(kāi)關(guān)斷口施加較高電壓的并且,不會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)本體造成過(guò)壓。
可串接試驗(yàn)變壓器的選擇
當(dāng)單臺(tái)試驗(yàn)變壓器的額定電壓提升時(shí),其體積和重量都將顯著增加,不但在絕緣結(jié)構(gòu)上帶來(lái)困難,并且費(fèi)用也大幅度增加,運(yùn)輸上也增加了困難,所以必要較高工頻試驗(yàn)變壓器時(shí),(施工單位一般配置25 kV、50 kV、100 kV、20 kV電壓等級(jí)試驗(yàn)變壓器),可將2-3臺(tái)較低電壓等級(jí)的試驗(yàn)變壓器串接起來(lái),這種試驗(yàn)變壓器并且是單極式,但高壓端除高壓引線(xiàn)外,還有累接繞組引線(xiàn)引出,當(dāng)兩臺(tái)試驗(yàn)變壓器串接時(shí),后一級(jí)試驗(yàn)變壓器的電源由前一級(jí)試驗(yàn)變壓器高壓端累接繞組供給,此刻第二臺(tái)試驗(yàn)變壓器的鐵芯和外殼的對(duì)地電位與*臺(tái)試驗(yàn)變壓器高壓繞組的額定電壓U相等,所以對(duì)第二臺(tái)試驗(yàn)變壓器一定用絕緣支架或支柱絕緣子支撐起來(lái),并能耐受電壓U。兩臺(tái)試驗(yàn)變壓器高壓繞組串接后的輸出電壓為2U。這種串接后的兩臺(tái)變壓器容量是不一樣的,兩臺(tái)容量比是2比1,*臺(tái)輸出容量為2S,第二臺(tái)輸出容量為S,裝置總?cè)萘?S,其應(yīng)用系數(shù)為2S/3S=66.7%,所以試驗(yàn)變壓器的串接,應(yīng)用系數(shù)小,漏抗比力大,故串接后的臺(tái)數(shù)不可以過(guò)多,一般不超過(guò)三臺(tái)。
試驗(yàn)變壓器的超前無(wú)功功率補(bǔ)償
當(dāng)被試品具有較大容量時(shí),試驗(yàn)變壓器和調(diào)壓設(shè)施應(yīng)供給較大的無(wú)功功率,在一定條件下,電容性負(fù)載會(huì)使試驗(yàn)回路發(fā)生顯著的“容升現(xiàn)象”或諧振。當(dāng)實(shí)驗(yàn)變壓器輸出的電壓波形含有高次諧波分量時(shí),電容負(fù)載還會(huì)使電壓波形更加畸變,所以當(dāng)電容性負(fù)載較大時(shí),比如被試品為電纜、電容器,應(yīng)采取對(duì)策補(bǔ)償超前的無(wú)功功率。
(1)、 串聯(lián)電感方法
當(dāng) 試驗(yàn)變壓器 對(duì)被試品可以提供充足的電容電流,但輸出電壓不夠時(shí),采用串聯(lián)電感,應(yīng)用串聯(lián)諧振產(chǎn)生高電壓,這種補(bǔ)償即電壓補(bǔ)償如圖1 所示。試品所需的容性功率靠串聯(lián)電感補(bǔ)償,而試驗(yàn)變壓器只需供給串聯(lián)電阻消耗的很小的功率。串聯(lián)諧振法耐壓試驗(yàn)的工作原理是調(diào)節(jié)回路中的調(diào)諧電感使之與試品處于工頻串聯(lián)諧振狀態(tài)。假設(shè)wl=1/wc,則在電感和電容上的電壓可以大大超過(guò)回路外加電壓,
達(dá)到以低電壓、小容量電源來(lái)使試品的絕緣承受高電壓的考驗(yàn)?zāi)康?。流過(guò)高壓回路的電流,在諧振狀態(tài)時(shí)達(dá)到大值,
即: Imax=U2/r
式中r為高壓回路等效電阻。實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路中諧振回路的品質(zhì)因數(shù)
Q=wl/r
此刻試品上的電壓 Uc=QUi由于Q值遠(yuǎn)大于1,故Uc 遠(yuǎn)大于Ui,所以試驗(yàn)變壓器容量和調(diào)壓器的容量都需要相應(yīng)小Q倍。
(2)并聯(lián)電感方法
當(dāng)試驗(yàn)變壓器對(duì)被試品能提供充足的電壓,但輸出電流不夠時(shí),并用并聯(lián)電感,應(yīng)用并聯(lián)諧振提供電流,這種補(bǔ)償即電流補(bǔ)償,如圖2所示,試驗(yàn)變壓器提供很小的輸出電流i就能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求。
結(jié)束語(yǔ) 現(xiàn)代試驗(yàn)變壓器的發(fā)展,由于電感元件設(shè)施的配置,越來(lái)越輕型化,特別是在微電腦的聯(lián)合下,經(jīng)過(guò)掃描頻率,使耐壓電路處于諧振狀態(tài),試驗(yàn)電容電流極少,更減少了試驗(yàn)變壓器所需的額定電流,變壓器體積減小,重量更輕,特別利于施工單位的設(shè)施搬運(yùn)試驗(yàn)作業(yè)。
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