变压器试验之高压介损试验

变压器试验之高压介损试验

高压介损试验

2.1 做额定电压下介损的必要性

（1）常规10kV试验方法存在的问题

目前，在电气试验中主要都是通过10kV下的介损试验测量（tanδ）的大小来发现设备的缺陷。可是，10kV的试验电压远低于设备的运行电压，不能真实反映设备运行时的状况。良好的绝缘在允许的电压范围内，无论电压上升或下降，其介损值均无明显变化。但现场试验数据显示，不同绝缘介质设备的介质损耗（tanδ）值会随着电压的升高而变大或变小。所以在设备运行电压下做介质损耗测试才能真实反映设备的绝缘情况。

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2.2 额定电压下做高压介损的升压方式

装置概述

通常进行高压介损测量时都是采用工频试验变压器升压的方式来得到试验高压。试验时需要电源控制箱、高压试验变压器、高于标准电容高压介损电桥等设备。当试验设备容量较大且电压很高时，要求电源的输出功率很大，所以电源部分的设备十分的笨重，对现场试验造成很多的不便。利用串联谐振方式升压就可以成倍地降低对输入电源功率的要求。只要我们适当地选择串联回路的参数，就能使谐振频率在工频范围内，满足介损测量的要求。

1）高压介损测试仪主机

HV9003E 型，能实现现场多点测试、自动升压、自动画出介损-电压曲线。它集高压介损电桥和变频电源于一体。只需外部配置励磁变压器、高压标准电容器、谐振电抗器、补偿电容器就可以实现高压介损的测试。

测量时试验电压先连续升压测量、后再连续降压，自动完成被试设备电容量、tgδ、试验电压值的多点连续测量、并显示、绘制相应曲线。同时还可实现数据的存储、打印、USB 接口输出。又具有装置体积小重量轻，适合现场使用。

2）励磁变压器

利用变频串联谐振装置工作原理通过调频控制器提供供电电源，试验电压由励磁变压器经过初步升压后，使高电压加在电抗器L和被试品CX上，通过改变调频控制器的输出频率，使回路处于串联谐振状态；调节变频控制器的输出电压，使试品上高压达到所需要的电压值。

3）谐振电抗器

通过调节变频控制器的输出频率，使得回路中的电抗器电感L和试器电容C发生串联谐振。既是感抗等于容抗，来减少励磁变压器的容量。，谐振电压即为试品上所加电压。

4）高压标准电容器

因为被试品所加电压高，采用外接标准电容器是为了保护仪器和人身安全。

5）补偿电容器

回路的谐振频率取决于被试品电容CX和电抗器的电感L，谐振频率。装置试验频率是采用接近工频的交流电压，通过补偿电容器来改变试验的总电容量，使谐振频率在

45Hz-55Hz范围内，近似工频保证了试验结果的可靠性和真实性。

6）测量原理

图2-1高压介损测量原理图

系统由可调频、调幅的正弦波变频电源，经由励磁变压器、高压谐振电抗器于电容器谐振，产生高压电源，施加于标准电容器和被试设备上。将两者低压侧的电流信号输入高压介损测试仪，采样低压侧信号，根据电桥原理，运用计算机的数据处理能力，实现高电压下电气设备介质损耗等参数的自动化、数字化测量，并显示输出被试品的电容量和介损测量值并绘制测量曲线。

装置的成套性

图2-2 成套装置实物图

2.3 额定电压下反接线做高压介损

反接线做高压介损的必要性

由于高压隔离技术的局限性，通常对接地试品在额定电压下的介损试验只能采用正接法，这样现场设备必须打开接地刀闸，给现场操作带来繁琐和不安全性。

反接线（对接地试品）测量原理及特点

以HV9003F为例，除了具有HV9003E的功能外，外加独立的高压端采样系统，并通过光纤将高压侧电流信号高精度传送到介损电桥，实现额定电压下的反接线测试功能，测量桥体仍然处于低电位。

图3-1 高压介损反接线图

2.4 成套设备主要技术指标

成套设备介绍

要满足能够实现同时正接线二通道介质损耗测量和反接线二通道介质损耗测量，各单元之间通过标准接线实现整套装置的连接。为了能在500kV变电站准确测量，装置具应有良好的抗干扰性能。

图4-1 成套设备实物图

1）高压介损测试仪

测量范围：介损测量范围：0-100.00%，分辨率：0.001%，额定输出电压：0-160V，额定输出电流：19A，输出波形：正弦波。

2）变频电源技术参数

输出电压：0-160V，最大输出电流30A，额定输出功率：不小于5kW。输出波形：正弦波，波形畸变<2%，输出频率：30-300Hz，频率调节细度0.1Hz，不稳定度<0.05%。

3)谐振电抗器（干式）

共4台，串联使用。额定容量：10 Kvar，额定电压：40kV，额定电流：0.25A，额定电感：600H，工作频率范围：30-300Hz。额定条件下工作时间：15min。

4）励磁变压器

额定容量：5 Kvar，额定输入电压：0-160V，额定输入电流：0-30A，额定输出电压：10000V，额定输出电流：0.5A。

5)补偿电容器

额定电容：2000 pF，额定电压：160kV，工作频率范围：30-300Hz。额定条件下工作时间：15min。

6）标准电容器

以SYL160-100为例

额定工作电压：160kV，电容器实测值误差不大于±0.5%，与标称值误差不大于±0.3%。电容器内充FS6气体，在20℃时，压力为0.4+0.1Mpa。

测量原理

测量仪(原理见图4-1)中由可变频、调幅的低压电源,励磁变压器,高压电抗器组成的内置高压试验电源SR与试品电容CX、标准电容CN串联谐振,信号采集部分将两者的低压侧信号输入高压介损测试仪,再根据电桥原理,运用计算机的数据处理能力,实现高电压下电气设备介质损耗等参数的自动化、数字化测量后传至显示控制部分,显示出被试品的电容量、介损测量值和测量曲线。