变频调压式变压器短路加热装置用户手册(使用说明书)

变频调压式变压器短路加热装置

用户手册

苏州华电电气股份有限公司

感谢购置并使用苏州华电电气股份有限公司试验设备！

本用户手册将向您系统介绍低频变频调压式变压器短路加热装置的技术参数及使用方法等。

使用设备进行试验之前，请务必详细阅读并充分理解本用户手册的内容，这将有利于试验的顺利进行。同时，请将本手册置于易于获取之处，以便日后查阅使用。

安全警告

●使用本试验设备的工作人员必须是具有相应试验资质的专业技术人员，且初次使用之前必须经过必要的培训。试验现场至少需要两人以上方可开展试验。

●根据电力安规的相关规定要求，需确保工作电源在进入本试验设备之前，电源线路上具有明显的电路断开点。当接线或更换被试品时应先将断开点明显断开。或者，在电路开关装置关断电源之后，应确保开关装置的负荷侧电源线路可靠接地。

●试验前请务必检查并确保试验设备及被试品外露的、易于接触的金属外壳或构件可靠接地！包括但不限于移相变压器柜的外壳、变频功率柜的外壳、控制室（集装箱）本体、控制箱的外壳以及开关柜的外壳、真空滤油机外部金属框架、被试变压器的箱体等。

●保护接地应与试验回路的工作接地分开。

●设备运行期间，严禁开启柜门！

目录1.概述

1.1用途

1.2低频加热试验

2.工作原理

3.性能特点

4.系统主要技术指标、参数

5.系统构成及部件说明

5.1变频功率柜

5.2移相变压器柜

5.3远程控制相关

5.4电源开关柜

5.5温度传感器

6.试验与操作

6.1试验系统图

6.2接线

6.3移相变压器输入联接操作

6.4电源需求

6.5主要设备空间占用需求

6.6试验操作

7.设备清单

8.注意事项

8.1安全防护

8.2设备操作

9.设备的吊装、运输与安装

9.1吊装

9.2运输

9.3安装

10.设备的保养与维护

1.概述

本低频变频调压式变压器短路加热装置，核心是这样的一种变频电源设备：输入三相（或三相四线）380V工频电源，能够输出低至0.08Hz、高达630V良好正弦波形的单相试验电压，并具有数千安培的电流输出能力；对电源而言是三相平衡的负荷，且功率因数高，电流谐波畸变小。

1.1用途

低频变频调压式变压器短路加热装置，主要用于对变压器内部绕组的短路加热，通过外部真空滤油加热及循环装置的配合，实现对变压器内部绝缘的干燥处理。

因自内而外进行加热且功率大，加热效率高，可显著加快变压器的绝缘干燥处理过程，大大缩短试验时间，提高工作效率。

1.2低频加热试验

工频下，变压器的短路阻抗中，感性分量远大于阻性分量，即漏电抗Xσ远大于等效电阻r，该频率下进行负载试验或温升、加热试验时，往往需要提供大量的电容器来补偿漏电抗Xσ带来的感性无功，试验设备庞大，构成复杂，且成本高，不易运输，试验操作不方便。

因漏电抗Xσ与电源频率成正比，因此通过降低电源频率，即可降低漏电抗的数值，对于一定的试验电流而言，则降低了试验电压，也减少了试验所需的感性无功，即意味着可减少无功补偿电容。进一步降低试验电源频率，直至短路阻抗中阻性分量占主导因素而感性分量几乎可以忽略（占阻性分量的1/3以下即可），此时电路几乎呈现纯阻性的特性，进行试验，视在容量与有功容量极为接近，基本无需进行无功补偿，且试验电压极低（通常为数百伏特）。

2.工作原理

如系统图所示，输入三相380V电源，经移相变压器移相移相升压，输出一组Y接和一组Δ接的三相电源（移相30°，等效为六相电源），分别输入至各自的整流单元，经滤波，变成具有600Hz纹波脉动的较为平滑的直流电压，经两组并联的逆变单元逆变（SPWM方式）输出，通过滤波器滤除载波后，即可获得电压、频率独立可调的良好的正弦电压。

移相变压器将电源由三相变为六相，极大地提高了输入侧的功率因数，同时有效的减小了输入侧向电网注入的谐波（6相12脉波整流，理论上不含11次以内的电流谐波），不会对同网段其他用户造成谐波干扰，污染小。

此外，移相变压器输入侧三相六个端子均引出，可根据逆变输出电压的高低

进行星角（Y-Δ）变换连接，使得输出电压较低的时候，系统仍可运行在相对较好的工作状态（PWM占空比相对仍然较高），可靠性更高。

低频正弦变频调压试验电源系统图如下：

图1低频正弦变频电源系统图

3.性能特点

①变频电源采用12脉波整流方案，大大提高了网侧的功率因数（有功满载时可达0.95以上），降低了谐波电流，对电网谐波污染极小；

②采用成熟的功率模块并联技术，适于扩展电流，互换性好，可靠性高；

③负载能力强，功率因数低至0.2时仍可满视在容量输出；

④输出电压波形平滑，是理想的正弦波形，THD u ≤3%，且正负半周严格对称（波形如下）；

图2 低频正弦变频电源输出波形图

⑤系统效率高，满载运行时高达95%以上；

⑥采用额定电压为1700V的IGBT和与之配套的直流电容，具有充足的绝缘裕度，可靠性高；

⑦采用定制安全膜电容器，安全、可靠、寿命长；

⑧移相变压器的原边可进行星角（Y-Δ）变换，适应不同的输出电压，系统运行工况好，负载适应能力强，可靠性高；

⑨采用定制环形热管散热方案，散热效能高，安全可靠；

⑩采用本地触摸屏和远程通讯两种控制方式，人机界面友好，操作方便，易于使用；

⑪工作温度范围宽，带自加热装置，温度低至-20℃仍可正常运行；

⑫定制热管高效散热设计，运行噪音小，工作环境友好；

⑬具有丰富的保护功能（过流、短路、接地、过压、欠压、超温、通风故障、通讯故障等），系统运行安全、可靠；

⑭试验系统构成简单，结构清晰；

⑮采用低频正弦变频电源取代传统工频电源，工作频率可降低至1Hz以下，从而可以极大地减少甚至取消无功补偿；

⑯变频电源输出电压较高，降低电源频率则降低了被试变压器的阻抗电压，可省去中间变压器；

⑰变频电源为三相输入单相输出，对站用变电源而言，是三相对称的负荷，功率因数高，谐波电流含量低，电网污染小；

⑱控制系统稳定性好、可靠性高、动态响应速度快、超调小，控制精度高，操作灵活方便。