交流高電壓試驗(yàn)設(shè)備課件

第一篇

穩(wěn)態(tài)高電壓試驗(yàn)設(shè)備第一章交流高電壓試驗(yàn)設(shè)備第一篇

穩(wěn)態(tài)高電壓試驗(yàn)設(shè)備第一章交流高電壓試驗(yàn)設(shè)備主要內(nèi)容概述單級(jí)試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)形式及主要參數(shù)串級(jí)高壓試驗(yàn)變壓器高電壓試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓裝置試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高及波形畸變交流高壓串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備主要內(nèi)容概述1概述1概述1概述高壓試驗(yàn)變壓器的目的高壓試驗(yàn)變壓器的作用高壓試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的差異試驗(yàn)變壓器的工作接線保護(hù)電阻R的作用及選取原則1概述高壓試驗(yàn)變壓器的目的

用于產(chǎn)生工頻高電壓，使之作用于被試電氣設(shè)備的絕緣上，以考驗(yàn)其在長時(shí)的工作電壓及瞬時(shí)的內(nèi)過電壓下的絕緣能力。1.1高壓試驗(yàn)變壓器的目的交流高電壓試驗(yàn)設(shè)備主要指高電壓試驗(yàn)變壓器（TestingTransformer）。用于產(chǎn)生工頻高電壓，使之作用于被試電氣產(chǎn)生工頻試驗(yàn)電壓檢驗(yàn)電氣設(shè)備在長時(shí)的工作電壓及瞬時(shí)的內(nèi)過電壓下的絕緣能力。研究氣體絕緣間隙、電暈損耗、靜電感應(yīng)、長串絕緣子的閃絡(luò)電壓等。作為直流高壓和沖擊高壓設(shè)備的電源變壓器產(chǎn)生操作試驗(yàn)電壓1.2高壓試驗(yàn)變壓器的作用產(chǎn)生工頻試驗(yàn)電壓1.2高壓試驗(yàn)變壓器的作用1.3高壓試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)1.電壓高、變比大；2.采用較厚絕緣和間隙距離。漏磁通和短路阻抗大；3.在大電容負(fù)載條件下有容升效應(yīng)；4.體積和容量超過按額定電壓的三次方增加；5.一般是單相的。1.3高壓試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)1.電壓高、變比大；2.采用1.負(fù)荷類型：試驗(yàn)變壓器多工作在容性負(fù)荷下，而電力變壓器一般工作在感性負(fù)載下。2.容量大?。涸囼?yàn)變壓器電壓高、容量小、漏抗大，串級(jí)式試驗(yàn)變壓器漏抗更大，而電力變壓器容量大、漏抗小。3.運(yùn)行狀況：試驗(yàn)變壓器工作時(shí)，經(jīng)常要放電；電力變壓器正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)生事故短路的機(jī)會(huì)不多。1.4試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的差異1.負(fù)荷類型：2.容量大?。?.運(yùn)行狀況：1.4試驗(yàn)4.運(yùn)行條件：電力變壓器運(yùn)行中可能受到大氣過電壓和操作過電壓的侵襲，而試驗(yàn)變壓器只是在試品放電時(shí)，繞組上可能產(chǎn)生梯度過電壓。5.運(yùn)行時(shí)間：試驗(yàn)變壓器持續(xù)工作時(shí)間短，額定電壓下滿載運(yùn)行時(shí)間更短（電氣設(shè)備的耐壓試驗(yàn)常為1分鐘工頻耐壓）。而電力變壓器可以持續(xù)滿載運(yùn)行。

6.散熱裝置：試驗(yàn)變壓器工作溫升低，無復(fù)雜的環(huán)冷系統(tǒng)。而電力變壓器溫升高，均帶有風(fēng)冷甚至強(qiáng)迫油循環(huán)冷。1.4試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的差異4.運(yùn)行條件：5.運(yùn)行時(shí)間：6.散熱裝置：1.4試驗(yàn)試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的試驗(yàn)電壓比較試驗(yàn)變壓器的絕緣裕度小，設(shè)計(jì)溫升較低，在額定功率下只能作短時(shí)運(yùn)行。電壓等級(jí) 試驗(yàn)電壓50kV-250kV 高于額定電壓25kV；≥300kV 比額定電壓高10%；額定電壓(kV)最高工作電壓(kV)交流試驗(yàn)電壓值(kV)操作波試驗(yàn)電壓值(kV)1011.535603540.5851706672.5140270110126.0200375220252.0360750330363.0510950500550.06801175試驗(yàn)變壓器耐壓試驗(yàn)電壓電力變壓器耐壓試驗(yàn)電壓試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的試驗(yàn)電壓比較試驗(yàn)變壓器的絕緣交流高電壓試驗(yàn)設(shè)備課件1.5試驗(yàn)變壓器的工作接線T1-調(diào)壓器； T2-試驗(yàn)變壓器； R-保護(hù)電阻； C0-試品(a)試驗(yàn)變壓器試驗(yàn)接線(b)試驗(yàn)接線等效電路1.5試驗(yàn)變壓器的工作接線T1-調(diào)壓器； T2-試驗(yàn)變壓器T1-調(diào)壓器； T2-試驗(yàn)變壓器； R1-變壓器保護(hù)電阻；G-測量銅球； R2-測量銅球保護(hù)電阻1.5試驗(yàn)變壓器的工作接線本接線具有測量銅球及保護(hù)電阻，現(xiàn)在已不常用。具有測量銅球及保護(hù)電阻的試驗(yàn)變壓器接線圖T1-調(diào)壓器； T2-試驗(yàn)變壓器； R1-變壓器保護(hù)電阻；11.6保護(hù)電阻R的作用及選取原則保護(hù)電阻R的作用防止試品放電時(shí)所產(chǎn)生的電壓截波對(duì)試驗(yàn)變壓器繞組絕緣的損傷；限制試品放電的過電流；阻尼CT（變壓器入口電容）和C0間的振蕩；抑制試品閃絡(luò)時(shí)的恢復(fù)過電壓。保護(hù)電阻R的選取原則阻抗按0.1Ω/V取，（不超過100kΩ）由金屬電阻絲或水電阻構(gòu)成。長度按150～200kV(r.m.s)/m選取。1.6保護(hù)電阻R的作用及選取原則保護(hù)電阻R的作用防止試品2單級(jí)高電壓試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)型式及主要參數(shù)高壓試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)型式全絕緣和半絕緣試驗(yàn)變壓器絕緣殼式試驗(yàn)變壓器試驗(yàn)變壓器的主要參數(shù)試驗(yàn)變壓器的額定電壓和額定容量常見試品電容量試驗(yàn)變壓器容量的計(jì)算方法試驗(yàn)變壓器的補(bǔ)償試驗(yàn)方法各種試驗(yàn)對(duì)試變?nèi)萘俊㈦娏鞯囊?單級(jí)高電壓試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)型式及主要參數(shù)高壓試驗(yàn)變壓器的高壓試驗(yàn)變壓器大多采用油浸式變壓器2.1高壓試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)型式高壓試驗(yàn)變壓器大多采用油浸式變壓器2.1高壓試驗(yàn)變壓器的（a）全絕緣試驗(yàn)變壓器（b）半絕緣試驗(yàn)變壓器全絕緣（單套管）試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)：輸出高壓對(duì)殼絕緣，承受全部高壓，試驗(yàn)變壓器高壓繞組對(duì)殼為全部絕緣。需一支套管承受；單套管和雙套管試驗(yàn)變壓器(b)半絕緣（雙套管）試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)：具有兩只輸出高壓套管，高壓繞組對(duì)殼絕緣為全輸出高壓的一半。外殼對(duì)地絕緣。（a）全絕緣試驗(yàn)變壓器（b）半絕緣試驗(yàn)變金屬殼式試變特點(diǎn)：具有套管、重量重、額定容量大。金屬殼式試變特點(diǎn)：具有套管、重量重、額定容量大。(a)試驗(yàn)相（對(duì)地）絕緣（b）試驗(yàn)相間絕緣單套管和雙套管試驗(yàn)變壓器的試驗(yàn)接線(a)試驗(yàn)相（對(duì)地）絕緣（b）試驗(yàn)相間絕緣單套管鐵心原邊、激磁繞組副邊繞組均壓層接地箱體高壓套管絕緣殼高壓電極絕緣殼式試驗(yàn)變壓器試變以絕緣殼作為容器和外絕緣、無套管鐵心須絕緣支撐。鐵心絕緣殼式試驗(yàn)變壓器試變以絕緣殼作為容器和外絕緣、無套管鐵絕緣殼式試變特點(diǎn)：無套管（以殼作外絕緣），重量輕、尺寸小、額定容量小（散熱差）、易受潮。絕緣殼式試驗(yàn)變壓器絕緣殼式試變特點(diǎn)：絕緣殼式試驗(yàn)變壓器2.2試驗(yàn)變壓器的主要參數(shù)試驗(yàn)變壓器的額定電壓和額定容量額定電壓/kV51025355010015025030050075010001500額定容量/kVA33335102525030030075010007505555102550500120050015002000150010101010255010010001000300025252550100150150050501002003001002502501505004002007502.2試驗(yàn)變壓器的主要參數(shù)試驗(yàn)變壓器的額定電壓和額定容量常見試品電容量試品名稱電容值/pF線路絕緣子(insulator)<50高壓套管(bushing)50～600高壓斷路器，電流互感器，電磁式電壓互感器(circuitbreaker,CT,PT)100～1000電容式電壓互感器(capacitivepotentialtransformer)3000～5000電力變壓器(powertransformer)1000～1500電力電纜（1m）(powercable)150～400GIS(gasinsulatedswitchgear)1000～10000常見試品電容量試品名稱電容值/pF線路絕緣子(insu已知：U—試品應(yīng)加的試驗(yàn)電壓（kV.eff）C—試品的電容量（pF）W—試驗(yàn)電壓角頻率試驗(yàn)電流:試變?nèi)萘浚涸囼?yàn)變壓器容量的計(jì)算方法在對(duì)試品進(jìn)行試驗(yàn)前，需對(duì)試驗(yàn)變壓器的容量進(jìn)行計(jì)算，確定變壓器容量是否滿足試驗(yàn)要求。已知：U—試品應(yīng)加的試驗(yàn)電壓（kV.eff對(duì)大電容值試品，試變?nèi)萘坎粔驎r(shí)，可采用補(bǔ)償，如在高壓側(cè)和容性試品并聯(lián)電感線圈。試變?nèi)萘浚旱姼械耐度朐黾恿顺杀?，波形也有畸變?/p>

試驗(yàn)變壓器容量的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)方法對(duì)大電容值試品，試變?nèi)萘坎粔驎r(shí)，可采用補(bǔ)償，如在高壓固體、液體或二者組合絕緣小樣品干試驗(yàn)：短路電流約為0.1A（eff）；自恢復(fù)絕緣設(shè)備試驗(yàn)：短路電流（干）≥0.1A（eff）；短路電流（濕）≥0.5A（eff）；淋雨閃：短路電流≥0.7A（峰）。人工污閃：短路電流≥15A。各種試驗(yàn)對(duì)試變?nèi)萘俊㈦娏鞯囊蠊腆w、液體或二者組合絕緣小樣品干試驗(yàn)：自恢復(fù)絕緣設(shè)備試驗(yàn)：淋3.串級(jí)試驗(yàn)變壓器串級(jí)變壓器的基本原理及串級(jí)方式

降低試驗(yàn)變壓器短路電抗的內(nèi)部結(jié)構(gòu)措施

自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算

自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器的外形及結(jié)構(gòu)

串級(jí)試驗(yàn)變壓器的優(yōu)缺點(diǎn)

3.串級(jí)試驗(yàn)變壓器串級(jí)變壓器的基本原理及串級(jí)方式3.1串級(jí)變壓器的基本原理及串級(jí)方式高電壓等級(jí)試驗(yàn)變壓器面臨的問題成本機(jī)械強(qiáng)度絕緣運(yùn)輸和安裝解決辦法：采用串級(jí)變壓器(cascadedtransformer)，即多臺(tái)單級(jí)試驗(yàn)變壓器串接。3.1串級(jí)變壓器的基本原理及串級(jí)方式高電壓等級(jí)試驗(yàn)變壓器3.1.1具有絕緣變壓器的串級(jí)試驗(yàn)變壓器通過絕緣變壓器供給勵(lì)磁電流的串級(jí)變壓器3.1.1具有絕緣變壓器的串級(jí)試驗(yàn)變壓器通過絕緣變壓器供給具有絕緣變壓器的串級(jí)試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)T1、T2、T3為3臺(tái)相同的（升壓）試變；另有3臺(tái)絕緣變壓器，給T2、T3供電，變比為1：1所以只起絕緣作用，其原、副邊繞組間能絕緣U2電壓缺點(diǎn)：級(jí)數(shù)增多時(shí)，需很多變壓器，投資增加，面積增大。優(yōu)點(diǎn)：3臺(tái)試變?nèi)萘肯嗤?，可流?jīng)較大電流（幾A電流）。T1、T2、T3的低壓繞組直接接到U1上（低壓電源線）；6臺(tái)變壓器的每臺(tái)內(nèi)絕緣和套管絕緣為U2；變壓器外殼和鐵心帶有相同電位，試變外殼和絕緣變壓器外殼之間有U2的電位差，所以支柱絕緣子隔離。具有絕緣變壓器的串級(jí)試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)T1、T2、T3為3臺(tái)相同3.1.2自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器3級(jí)自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器接線圖3.1.2自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器3級(jí)自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器接線自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)①高一級(jí)變壓器的勵(lì)磁電流由前面一級(jí)變壓器供給。T3容量：U2I2T2容量：2U2I2=U2I2（負(fù)荷）+U2I2（T3勵(lì)磁）T1容量：3U2I2=U2I2（負(fù)荷）+2U2I2（T2勵(lì)磁）輸出電壓：3U2，電流I2，功率：3U2I2

自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)①高一級(jí)變壓器的勵(lì)磁電流由前面一級(jí)變③電壓分布T1：內(nèi)、外（套管）絕緣：U2T2：內(nèi)、外（套管）絕緣：U2，支柱絕緣：U2T3：內(nèi)、外（套管）絕緣：U2，支柱絕緣：2U2

②裝置利用率W試=3U2I2=3WW裝=U2I2+2U2I2+3U2I2=6Wη＝W試/W裝=0.5n級(jí)時(shí)：自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)③電壓分布②裝置利用率η＝W試/W裝=0.5n級(jí)時(shí)：自雙套管變壓器組成的串級(jí)試驗(yàn)變壓器1-低壓繞組；2-高壓繞組；3-勵(lì)磁繞組；4-屏蔽帽5-鐵芯；6-外鐵殼；7-高壓套管；8-支持絕緣子分析工作原理及各點(diǎn)電位分布雙套管變壓器組成的串級(jí)試驗(yàn)變壓器1-低壓繞組；2-高壓繞分析結(jié)構(gòu)，注意平衡繞組雙套管變壓器組成的串級(jí)試驗(yàn)變壓器分析結(jié)構(gòu)，注意平衡繞組雙套管變壓器組成的串級(jí)試驗(yàn)變壓器2）負(fù)荷為容性時(shí)，容性電流導(dǎo)致容升現(xiàn)象（后述）；1）影響試驗(yàn)變壓器的短路電流和短路容量；一般：單級(jí)試變xe：4.5～9%，3臺(tái)串級(jí)試變xe：22～40%。3.2降低試驗(yàn)變壓器短路電抗的內(nèi)部結(jié)構(gòu)措施短路電抗(short-circuitimpedance)的不利影響2）負(fù)荷為容性時(shí)，容性電流導(dǎo)致容升現(xiàn)象（后述）；1）影響試驗(yàn)(a)原、付繞組在同一鐵芯柱(b)原、付繞組在兩個(gè)鐵芯柱Φ1：原邊漏磁，Φ2：付邊漏磁(a)Φ1：原邊漏磁，Φ2：付邊漏磁，漏磁通Φ1、Φ2有抵消趨勢。(b)Φ1、Φ2不能抵消，所以漏磁通較大。3.2.1漏磁通決定漏電抗（短路電抗）(a)原、付繞組在同一鐵芯柱(b)原、付繞組在兩個(gè)鐵3.2.2減小漏磁通措施—平衡繞組1)平衡繞組的結(jié)構(gòu)左右平衡繞組匝數(shù)相同，且與低壓繞組匝數(shù)相同。NP1=NP2=N1平衡繞組同名端相連;平衡繞組電流不會(huì)產(chǎn)生磁通；主磁通在平衡繞組中不會(huì)產(chǎn)生電流（NP1·I=NP2·I）;NP1、NP2交鏈磁通不相等時(shí)，繞組中才流過電流。3.2.2減小漏磁通措施—平衡繞組1)平衡繞組的結(jié)構(gòu)2)平衡繞組作用3.2.2減小漏磁通措施—平衡繞組Φ1，Φ2：原、副邊漏磁通，ΦP1，ΦP2：平衡繞組磁通2)平衡繞組作用3.2.2減小漏磁通措施—平衡繞組平衡繞組作用ΦP1與Φ1，ΦP2與Φ2有抵消作用。使有平衡繞組的漏磁比沒有時(shí)大為減小，所以總短路電抗減小。繞組2流過負(fù)載電流I2，繞組1流過電流I1。N1I1≈N2I2；原、副邊自身交鏈磁通為Φ1和Φ2；Φ1和Φ2在平衡繞組感生平衡電流IP,NP1IP≈N1I1，NP2IP≈N2I2；平衡繞組作用ΦP1與Φ1，ΦP2與Φ2有抵消作用。使有平衡3.3自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算3.3.2短路電抗的測量由（a）、（b）、（c）得3.3自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算3.3.2短路電抗3.3.3串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算U1’—低壓側(cè)電壓歸算到串級(jí)變壓器高壓側(cè)值；NH—高壓繞組匝數(shù)；NL—低壓繞組；xe

—?dú)w算則高壓側(cè)的總等值短路電抗值；三級(jí)自耦串級(jí)變壓器等效電路三級(jí)自耦串級(jí)變壓器等效電路3.3自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算3.3.3串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算U1’—低壓側(cè)電3.3.3串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算對(duì)于n級(jí)試變：等值前后的短路電抗上的無功功率相等串級(jí)試驗(yàn)變壓器的總等效短路電抗隨級(jí)數(shù)n的增加而顯著增加，一般試驗(yàn)變壓器級(jí)數(shù)不大于4。3.3自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算3變壓器相同，所以3.3.3串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算對(duì)于n級(jí)試變：等值前3.4自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器的外形及結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式均壓措施3.4自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器的外形及結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式3.5串級(jí)試驗(yàn)變壓器的優(yōu)缺點(diǎn)每級(jí)變壓器電壓不太高，絕緣結(jié)構(gòu)制作方便，價(jià)格便宜，運(yùn)輸安裝方便；可以改接線，作三相試驗(yàn)；低試驗(yàn)電壓時(shí)，可用其中1～2臺(tái)；每臺(tái)可分開單獨(dú)使用；壞了一臺(tái)，其它幾臺(tái)可繼續(xù)使用，減小損失。裝置利用率低；短路阻抗隨級(jí)數(shù)增加而顯著增加，一般n≤4；發(fā)生過電壓時(shí)，各級(jí)間瞬態(tài)電壓分布不均勻，可能發(fā)生套管閃絡(luò)及勵(lì)磁繞組中的絕緣故障。串級(jí)試驗(yàn)變壓器優(yōu)點(diǎn)串級(jí)試驗(yàn)變壓器缺點(diǎn)3.5串級(jí)試驗(yàn)變壓器的優(yōu)缺點(diǎn)每級(jí)變壓器電壓不太高，絕緣結(jié)4高電壓試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓裝置對(duì)調(diào)壓的基本要求：調(diào)壓要從零開始，均勻平滑。放電電壓的前75%，可較快速度上升，在后25%應(yīng)控制升壓不超過放電電壓的2%/秒。經(jīng)調(diào)壓器輸出的電波形應(yīng)得到為正弦波。調(diào)壓設(shè)備的漏抗應(yīng)盡可能小，這是因?yàn)殡妷翰ㄐ位兂潭入S試變和調(diào)壓設(shè)備的漏抗增加而增加。調(diào)壓應(yīng)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。4高電壓試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓裝置對(duì)調(diào)壓的基本要求：調(diào)壓要從4高電壓試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓裝置調(diào)壓設(shè)備(Variabletransformer)的分類：4高電壓試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓裝置調(diào)壓設(shè)備(Variable4.1自耦調(diào)壓器特點(diǎn)：漏抗小、波形畸變小，功率損耗小，價(jià)格便宜。因滑動(dòng)觸頭發(fā)熱，容量受到限制，一般≤20kVA。（油絕緣型為50kVA至數(shù)百kVA）。原理：利用滑動(dòng)碳刷觸頭或滾動(dòng)觸頭改變變壓器二次側(cè)匝數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。自耦調(diào)壓器原理圖4.1自耦調(diào)壓器特點(diǎn)：漏抗小、波形畸變小，功率損耗小，價(jià)格4.2移卷式調(diào)壓器移圈式調(diào)壓器結(jié)構(gòu)C、D主繞組、繞向相反；K：短路繞組，C、D、K匝數(shù)相等。主磁通ΦC、ΦD方向相反，各自經(jīng)非導(dǎo)磁材料自成閉合回路。4.2移卷式調(diào)壓器移圈式調(diào)壓器結(jié)構(gòu)4.2移卷式調(diào)壓器4.2.1移圈調(diào)壓器原理①繞組K在最下端ΦC全部交鏈K→K產(chǎn)生感生電動(dòng)勢→產(chǎn)生ΦK抵消ΦC→C繞組電壓≈0。②繞組K在最上端同理：ΦD全部鏈交鏈K→K產(chǎn)生感生電流→產(chǎn)生ΦK抵消ΦD→D繞組電壓≈0。③繞組K處于C、D的正中央時(shí)ΦC、ΦD在K中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢大小相等，方向相反→K中無電流→相當(dāng)于不存在K。4.2移卷式調(diào)壓器4.2.1移圈調(diào)壓器原理①繞組K4.2移卷式調(diào)壓器4.2.2移卷式調(diào)壓器的短路電抗對(duì)具有輔助線圈E的移卷式，其短路電抗Xs為：Xs=XC-E+XD。4.2移卷式調(diào)壓器4.2.2移卷式調(diào)壓器的短路電抗對(duì)4.2移卷式調(diào)壓器4.2.3移卷式調(diào)壓器的特點(diǎn)調(diào)壓器短路電抗大，減小了工頻高壓試驗(yàn)的短路容量;短路電抗為變值，使得調(diào)壓過程中試驗(yàn)回路系統(tǒng)可能串聯(lián)諧振，形成過壓事故;移卷式的主磁通經(jīng)過非導(dǎo)磁材料，磁阻大，空載電流大，為1/4～1/3I額;鐵芯不易飽和，使畸變減小，但xk大，輸出電流在xk上產(chǎn)生壓降，也會(huì)使畸變?cè)黾樱粺o滑動(dòng)觸頭，容量較大（幾十～幾千kVA）；可做成三個(gè)鐵芯，當(dāng)作三相或單相自由使用；體積較大。4.2移卷式調(diào)壓器4.2.3移卷式調(diào)壓器的特點(diǎn)調(diào)壓器4.3電動(dòng)發(fā)電機(jī)組由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，調(diào)壓發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓。4.3電動(dòng)發(fā)電機(jī)組由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)4.3電動(dòng)發(fā)電機(jī)組電動(dòng)發(fā)電機(jī)組調(diào)壓須注意的問題：①為使輸出為正弦波，發(fā)電機(jī)位置特殊設(shè)計(jì)的正弦波發(fā)電機(jī)。④拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率⑤容性負(fù)荷高壓試驗(yàn)時(shí)，易自激。②使用雙電位計(jì)調(diào)節(jié)勵(lì)磁，清除剩磁影響，調(diào)壓從零開始。③一般為單相發(fā)電機(jī)，有時(shí)為三相發(fā)電機(jī)、三相應(yīng)滿足單相運(yùn)行時(shí)的功率要求。4.3電動(dòng)發(fā)電機(jī)組電動(dòng)發(fā)電機(jī)組調(diào)壓須注意的問題：①為使輸5試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高及波形畸變?cè)囼?yàn)變壓器輸出電壓的升高容性試品上的電壓升高串聯(lián)諧振過電壓試品閃絡(luò)引起的恢復(fù)過電壓試驗(yàn)變壓器的波形失真及改善措施試驗(yàn)變壓器的波形要求試驗(yàn)變壓器的波形失真及改善措施調(diào)壓器及電源波形失真及改善措施5試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高及波形畸變?cè)囼?yàn)變壓器輸出電壓的5.1試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高5.1.1容性試品上的電壓升高（容升）用試驗(yàn)變壓器作工頻高壓試驗(yàn)時(shí)，實(shí)際作用到試品上的電壓值超過按變比高壓側(cè)所應(yīng)輸出的電壓值。容升概念：“容升”原理及測量誤差分析:5.1試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高5.1.1容性試品上的電5.1試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高5.1.1容性試品上的電壓升高（容升）“容升”原理及測量誤差分析:C0越大，xk越大，容升效應(yīng)越明顯；對(duì)電壓大于100kV試變，具有測量繞組。5.1試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高5.1.1容性試品上的電“容升”原理及測量誤差分析:加入測量繞組，減小漏抗影響；即使有測量繞組，誤差仍不可避免，特別是串級(jí)試變，其各高壓繞組電壓分布不均，其測量誤差較大;

在一定的試品下應(yīng)作出測量繞組電壓與輸出高壓之間的校正曲線。5.1.1容性試品上的電壓升高（容升）“容升”原理及測量誤差分析:加入測量繞組，減小漏抗影響；55.1.2串聯(lián)諧振過電壓串聯(lián)諧振過電壓產(chǎn)生原因:試品并接球隙進(jìn)行保護(hù)，使球隙閃絡(luò)電壓升高于試驗(yàn)電壓來限制可能的過電壓。由于移圈式調(diào)壓器的漏抗與調(diào)壓器輸出電壓有關(guān)，所以試驗(yàn)時(shí)，在升壓過程中，變壓器及調(diào)壓器的漏抗可能與負(fù)荷電容形成串聯(lián)諧振，產(chǎn)生過電壓。防止措施：5.1.2串聯(lián)諧振過電壓串聯(lián)諧振過電壓產(chǎn)生原因:試5.1.3試品閃絡(luò)引起的恢復(fù)過電壓交流試驗(yàn)裝置等效電路在工頻試驗(yàn)過程中，由于試品閃絡(luò)后電弧的熄弧和間隙多次重燃引起的過電壓。5.1.3試品閃絡(luò)引起的恢復(fù)過電壓交流試驗(yàn)裝置等效電路衰減系數(shù)：固有振蕩角頻率：產(chǎn)生恢復(fù)過電壓原因試品在輸入電壓正半波發(fā)生閃絡(luò)；電壓重零重新建立；建立的負(fù)半波電壓高，超過正常電壓；在下一正半波可發(fā)生多次閃絡(luò)；在下一負(fù)半波建立更高恢復(fù)電壓。試變輸出：建立方程：衰減系數(shù)：固有振蕩角頻率：產(chǎn)生恢復(fù)過電壓原因試品在輸入電壓

若第一次閃絡(luò)t0時(shí)刻出現(xiàn)在UC的峰值，因相差關(guān)系，i=0（i超前）。所以維持閃絡(luò)的電弧的能源僅為電容C上的電荷，不足以維持電弧所需水平，電弧熄滅。因此，電容上建立恢復(fù)電壓U0-1。產(chǎn)生恢復(fù)過電壓原因即：若第一次閃絡(luò)t0時(shí)刻出現(xiàn)在UC的峰值，因相差關(guān)系，i調(diào)節(jié)球隙閃絡(luò)電壓稍高于試品放電電壓；適用于試驗(yàn)電壓較低的室內(nèi)試驗(yàn)。防止試品閃絡(luò)的恢復(fù)過電壓的措施1、用球隙與試品相并聯(lián)以限制過電壓值。調(diào)節(jié)球隙閃絡(luò)電壓稍高于試品放電電壓；適用于試驗(yàn)電壓較低的2、試驗(yàn)變壓器原邊繞組串聯(lián)阻尼電阻防止試品閃絡(luò)的恢復(fù)過電壓的措施作用是阻尼暫態(tài)恢復(fù)電壓，價(jià)廉，但最佳阻尼電阻值隨試驗(yàn)條件（負(fù)荷電容）而變，電阻耗能，影響波形。（不常采用）2、試驗(yàn)變壓器原邊繞組串聯(lián)阻尼電阻防止試品閃絡(luò)的恢A、阻尼作用（阻尼過電壓）B、限流（限閃絡(luò)電流）；C、延長電容儲(chǔ)能所向閃絡(luò)通道放電的時(shí)間，以使工頻電流來得及增長到維持電弧處于導(dǎo)電狀態(tài)，避免電弧熄滅；D、主要作用：防止試品閃絡(luò)所造成的截波對(duì)試變縱絕緣所產(chǎn)生和梯度過電壓的作用（R，CT共同作用，把陡波削平）。防止試品閃絡(luò)的恢復(fù)過電壓的措施3、試變高壓側(cè)繞組串聯(lián)電阻A、阻尼作用（阻尼過電壓）B、限流（限閃絡(luò)電流）；C、延4、試變?cè)叢⒙?lián)高速保護(hù)開關(guān)試變副邊閃絡(luò)，通過du/dt的大小反饋控制與原邊并聯(lián)的可控硅，短路原邊輸入。電壓的閃絡(luò)電壓沒有多次重燃和熄滅，因而有效限制了試品閃絡(luò)后的恢復(fù)過電壓。防止試品閃絡(luò)的恢復(fù)過電壓的措施4、試變?cè)叢⒙?lián)高速保護(hù)開關(guān)試變副邊閃絡(luò)，通過du/5.2試驗(yàn)變壓器的波形失真及改善措施5.2.1試驗(yàn)變壓器的波形要求（1）工頻放電取決于電壓的幅值；有效值定義為：（2）試驗(yàn)電壓的高次諧波會(huì)使有機(jī)絕緣材料的介損損耗增加，絕緣過熱，耐壓降低。頻率要求： GB/T16927.1《高電壓試驗(yàn)技術(shù)》 GB/T15945－95《電力系統(tǒng)頻率允許偏差》電壓要求： GB12325－90《供電電壓允許偏差》諧波要求： GB/T14549－93《公用電網(wǎng)諧波》。

5.2試驗(yàn)變壓器的波形失真及改善措施5.2.1試驗(yàn)變壓a、變壓器的空載電流即激磁電流因鐵心磁化曲線的非線性，而使得正弦電壓時(shí)的勵(lì)磁電流i。為非正弦即為一尖頂波形，含有3次及高次諧波。b、負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流較大，但其中的激磁電流仍未有多少變化（≈i0），而負(fù)載分量則為正弦的，以平衡負(fù)載磁勢，所以負(fù)載越大，原方電流越為正弦。試變勵(lì)磁電流中的高次諧波造成的電壓波畸變a、變壓器的空載電流即激磁電流因鐵心磁化曲線的非線性，而使得原因分析：a、大部分試品為容量不大的容性試品。所以試變可認(rèn)為近似于空載狀態(tài)下運(yùn)行，即試變?cè)呺娏鱥為非正弦的尖頂波。

b、因調(diào)壓器漏抗的影響有漏抗壓降U3

式中U1為正弦，U3為非正弦，所以U1’也為非正弦，因此輸出U2亦非正弦。試變勵(lì)磁電流中的高次諧波造成的電壓波畸變?cè)蚍治觯篴、大部分試品為容量不大的容性試品。所以試變可認(rèn)為原因分析：c、磁通飽和程度↑，畸變↑;d、i0非正弦直接原因在于試變鐵心使用到磁化曲線的飽和段。試變勵(lì)磁電流中的高次諧波造成的電壓波畸變?cè)蚍治觯篶、磁通飽和程度↑，畸變↑;d、i0非正弦直接原因2、消除或減弱畸變措施：在試變?cè)叢⒙?lián)L-C串聯(lián)諧振回路，使諧波短路。試變勵(lì)磁電流中的高次諧波造成的電壓波畸變3次諧波：5次諧波：2、消除或減弱畸變措施：在試變?cè)叢⒙?lián)L-C串聯(lián)諧移圈及正弦波發(fā)電機(jī)，鐵心是線性的。而感應(yīng)式等的或多或少飽和，使輸出波形有一定畸變。

電源電壓的非正弦則無論什么調(diào)壓器均不能供給正弦電壓。電源相電壓有畸變時(shí)，線電壓將“抵消”3次分量。使輸出電壓波形得到改善。對(duì)要求高的試驗(yàn)，用電動(dòng)發(fā)電機(jī)組作電源，以確保正弦。

5.2.3調(diào)壓器及電源波形失真及改善措施移圈及正弦波發(fā)電機(jī)，鐵心是線性的。電源電壓的非正弦則6交流高壓串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備對(duì)大靜電電容量試品，要求試變?nèi)萘可醺?，有時(shí)甚至難以滿足要求，所以用串聯(lián)諧振方法減少對(duì)變壓器容量要求。6.1試驗(yàn)對(duì)象試驗(yàn)對(duì)象：電纜、SF6管道、電容器、容量大于300MW發(fā)電機(jī)。6交流高壓串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備對(duì)大靜電電容量試品，要6.2交流高壓串聯(lián)諧振試驗(yàn)原理諧振試驗(yàn)條件：串聯(lián)諧振原理圖串聯(lián)諧振等效電路圖6.2交流高壓串聯(lián)諧振試驗(yàn)原理諧振試驗(yàn)條件：串聯(lián)諧振原理圖品質(zhì)因數(shù)：回路電流：試品電壓：試變?nèi)萘浚?.2交流高壓串聯(lián)諧振試驗(yàn)原理品質(zhì)因數(shù)：回路電流：試品電壓：試變?nèi)萘浚?.2交流高壓串交流高壓串聯(lián)諧振電路比常規(guī)試驗(yàn)方法比較：電壓提高Q倍；容量減小Q倍。采用常規(guī)方法，試變?nèi)萘浚?.2交流高壓串聯(lián)諧振試驗(yàn)原理交流高壓串聯(lián)諧振電路比常規(guī)試驗(yàn)方法比較：采用常規(guī)方法，試變?nèi)?.3調(diào)諧電感使用方法因耐壓原因，高電壓的調(diào)諧電感不便制作，常用高壓調(diào)諧電感：將調(diào)諧電感接在試變（也叫調(diào)壓諧變）的低壓側(cè)，組成調(diào)諧電感調(diào)諧變壓器組合（相當(dāng)于一臺(tái)高壓調(diào)諧電感)。串聯(lián)諧振裝置6.3調(diào)諧電感使用方法因耐壓原因，高電壓的調(diào)諧電感6.3調(diào)諧電感使用方法高壓串聯(lián)諧振裝置6.3調(diào)諧電感使用方法高壓串聯(lián)諧振裝置6交流高壓串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備6.4交流高壓串聯(lián)諧振的工頻耐壓試驗(yàn)特點(diǎn)1、對(duì)試變和調(diào)壓器容量要求小。2、設(shè)備輸出波形好（僅對(duì)基波諧振）。3、試驗(yàn)時(shí)，若閃絡(luò)，則因失去諧振條件，使高電壓消失，電弧熄滅。4、恢復(fù)電壓之建立過程較長，容易在再次閃絡(luò)之前控制跳閘。5、恢復(fù)電壓無任何過沖所引起的過電壓。6交流高壓串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備6.4交流高壓串聯(lián)諧振的工頻本章要點(diǎn)試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)及與電力變壓器的區(qū)別保護(hù)電阻的意義和選取原則試驗(yàn)變壓器分類和結(jié)構(gòu)特征試驗(yàn)變壓器容量計(jì)算串級(jí)試驗(yàn)變壓器基本原理和串級(jí)方式試變短路阻抗及其危害，減小短路阻抗措施試變調(diào)壓裝置及其特點(diǎn)試變電壓升高級(jí)波形畸變改善措施交流高壓串聯(lián)諧振設(shè)備及其特點(diǎn)本章要點(diǎn)試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)及與電力變壓器的區(qū)別第一篇

穩(wěn)態(tài)高電壓試驗(yàn)設(shè)備第一章交流高電壓試驗(yàn)設(shè)備第一篇

穩(wěn)態(tài)高電壓試驗(yàn)設(shè)備第一章交流高電壓試驗(yàn)設(shè)備主要內(nèi)容概述單級(jí)試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)形式及主要參數(shù)串級(jí)高壓試驗(yàn)變壓器高電壓試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓裝置試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高及波形畸變交流高壓串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備主要內(nèi)容概述1概述1概述1概述高壓試驗(yàn)變壓器的目的高壓試驗(yàn)變壓器的作用高壓試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的差異試驗(yàn)變壓器的工作接線保護(hù)電阻R的作用及選取原則1概述高壓試驗(yàn)變壓器的目的

用于產(chǎn)生工頻高電壓，使之作用于被試電氣設(shè)備的絕緣上，以考驗(yàn)其在長時(shí)的工作電壓及瞬時(shí)的內(nèi)過電壓下的絕緣能力。1.1高壓試驗(yàn)變壓器的目的交流高電壓試驗(yàn)設(shè)備主要指高電壓試驗(yàn)變壓器（TestingTransformer）。用于產(chǎn)生工頻高電壓，使之作用于被試電氣產(chǎn)生工頻試驗(yàn)電壓檢驗(yàn)電氣設(shè)備在長時(shí)的工作電壓及瞬時(shí)的內(nèi)過電壓下的絕緣能力。研究氣體絕緣間隙、電暈損耗、靜電感應(yīng)、長串絕緣子的閃絡(luò)電壓等。作為直流高壓和沖擊高壓設(shè)備的電源變壓器產(chǎn)生操作試驗(yàn)電壓1.2高壓試驗(yàn)變壓器的作用產(chǎn)生工頻試驗(yàn)電壓1.2高壓試驗(yàn)變壓器的作用1.3高壓試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)1.電壓高、變比大；2.采用較厚絕緣和間隙距離。漏磁通和短路阻抗大；3.在大電容負(fù)載條件下有容升效應(yīng)；4.體積和容量超過按額定電壓的三次方增加；5.一般是單相的。1.3高壓試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)1.電壓高、變比大；2.采用1.負(fù)荷類型：試驗(yàn)變壓器多工作在容性負(fù)荷下，而電力變壓器一般工作在感性負(fù)載下。2.容量大?。涸囼?yàn)變壓器電壓高、容量小、漏抗大，串級(jí)式試驗(yàn)變壓器漏抗更大，而電力變壓器容量大、漏抗小。3.運(yùn)行狀況：試驗(yàn)變壓器工作時(shí)，經(jīng)常要放電；電力變壓器正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)生事故短路的機(jī)會(huì)不多。1.4試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的差異1.負(fù)荷類型：2.容量大?。?.運(yùn)行狀況：1.4試驗(yàn)4.運(yùn)行條件：電力變壓器運(yùn)行中可能受到大氣過電壓和操作過電壓的侵襲，而試驗(yàn)變壓器只是在試品放電時(shí)，繞組上可能產(chǎn)生梯度過電壓。5.運(yùn)行時(shí)間：試驗(yàn)變壓器持續(xù)工作時(shí)間短，額定電壓下滿載運(yùn)行時(shí)間更短（電氣設(shè)備的耐壓試驗(yàn)常為1分鐘工頻耐壓）。而電力變壓器可以持續(xù)滿載運(yùn)行。

6.散熱裝置：試驗(yàn)變壓器工作溫升低，無復(fù)雜的環(huán)冷系統(tǒng)。而電力變壓器溫升高，均帶有風(fēng)冷甚至強(qiáng)迫油循環(huán)冷。1.4試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的差異4.運(yùn)行條件：5.運(yùn)行時(shí)間：6.散熱裝置：1.4試驗(yàn)試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的試驗(yàn)電壓比較試驗(yàn)變壓器的絕緣裕度小，設(shè)計(jì)溫升較低，在額定功率下只能作短時(shí)運(yùn)行。電壓等級(jí) 試驗(yàn)電壓50kV-250kV 高于額定電壓25kV；≥300kV 比額定電壓高10%；額定電壓(kV)最高工作電壓(kV)交流試驗(yàn)電壓值(kV)操作波試驗(yàn)電壓值(kV)1011.535603540.5851706672.5140270110126.0200375220252.0360750330363.0510950500550.06801175試驗(yàn)變壓器耐壓試驗(yàn)電壓電力變壓器耐壓試驗(yàn)電壓試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的試驗(yàn)電壓比較試驗(yàn)變壓器的絕緣交流高電壓試驗(yàn)設(shè)備課件1.5試驗(yàn)變壓器的工作接線T1-調(diào)壓器； T2-試驗(yàn)變壓器； R-保護(hù)電阻； C0-試品(a)試驗(yàn)變壓器試驗(yàn)接線(b)試驗(yàn)接線等效電路1.5試驗(yàn)變壓器的工作接線T1-調(diào)壓器； T2-試驗(yàn)變壓器T1-調(diào)壓器； T2-試驗(yàn)變壓器； R1-變壓器保護(hù)電阻；G-測量銅球； R2-測量銅球保護(hù)電阻1.5試驗(yàn)變壓器的工作接線本接線具有測量銅球及保護(hù)電阻，現(xiàn)在已不常用。具有測量銅球及保護(hù)電阻的試驗(yàn)變壓器接線圖T1-調(diào)壓器； T2-試驗(yàn)變壓器； R1-變壓器保護(hù)電阻；11.6保護(hù)電阻R的作用及選取原則保護(hù)電阻R的作用防止試品放電時(shí)所產(chǎn)生的電壓截波對(duì)試驗(yàn)變壓器繞組絕緣的損傷；限制試品放電的過電流；阻尼CT（變壓器入口電容）和C0間的振蕩；抑制試品閃絡(luò)時(shí)的恢復(fù)過電壓。保護(hù)電阻R的選取原則阻抗按0.1Ω/V取，（不超過100kΩ）由金屬電阻絲或水電阻構(gòu)成。長度按150～200kV(r.m.s)/m選取。1.6保護(hù)電阻R的作用及選取原則保護(hù)電阻R的作用防止試品2單級(jí)高電壓試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)型式及主要參數(shù)高壓試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)型式全絕緣和半絕緣試驗(yàn)變壓器絕緣殼式試驗(yàn)變壓器試驗(yàn)變壓器的主要參數(shù)試驗(yàn)變壓器的額定電壓和額定容量常見試品電容量試驗(yàn)變壓器容量的計(jì)算方法試驗(yàn)變壓器的補(bǔ)償試驗(yàn)方法各種試驗(yàn)對(duì)試變?nèi)萘俊㈦娏鞯囊?單級(jí)高電壓試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)型式及主要參數(shù)高壓試驗(yàn)變壓器的高壓試驗(yàn)變壓器大多采用油浸式變壓器2.1高壓試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)型式高壓試驗(yàn)變壓器大多采用油浸式變壓器2.1高壓試驗(yàn)變壓器的（a）全絕緣試驗(yàn)變壓器（b）半絕緣試驗(yàn)變壓器全絕緣（單套管）試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)：輸出高壓對(duì)殼絕緣，承受全部高壓，試驗(yàn)變壓器高壓繞組對(duì)殼為全部絕緣。需一支套管承受；單套管和雙套管試驗(yàn)變壓器(b)半絕緣（雙套管）試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)：具有兩只輸出高壓套管，高壓繞組對(duì)殼絕緣為全輸出高壓的一半。外殼對(duì)地絕緣。（a）全絕緣試驗(yàn)變壓器（b）半絕緣試驗(yàn)變金屬殼式試變特點(diǎn)：具有套管、重量重、額定容量大。金屬殼式試變特點(diǎn)：具有套管、重量重、額定容量大。(a)試驗(yàn)相（對(duì)地）絕緣（b）試驗(yàn)相間絕緣單套管和雙套管試驗(yàn)變壓器的試驗(yàn)接線(a)試驗(yàn)相（對(duì)地）絕緣（b）試驗(yàn)相間絕緣單套管鐵心原邊、激磁繞組副邊繞組均壓層接地箱體高壓套管絕緣殼高壓電極絕緣殼式試驗(yàn)變壓器試變以絕緣殼作為容器和外絕緣、無套管鐵心須絕緣支撐。鐵心絕緣殼式試驗(yàn)變壓器試變以絕緣殼作為容器和外絕緣、無套管鐵絕緣殼式試變特點(diǎn)：無套管（以殼作外絕緣），重量輕、尺寸小、額定容量小（散熱差）、易受潮。絕緣殼式試驗(yàn)變壓器絕緣殼式試變特點(diǎn)：絕緣殼式試驗(yàn)變壓器2.2試驗(yàn)變壓器的主要參數(shù)試驗(yàn)變壓器的額定電壓和額定容量額定電壓/kV51025355010015025030050075010001500額定容量/kVA33335102525030030075010007505555102550500120050015002000150010101010255010010001000300025252550100150150050501002003001002502501505004002007502.2試驗(yàn)變壓器的主要參數(shù)試驗(yàn)變壓器的額定電壓和額定容量常見試品電容量試品名稱電容值/pF線路絕緣子(insulator)<50高壓套管(bushing)50～600高壓斷路器，電流互感器，電磁式電壓互感器(circuitbreaker,CT,PT)100～1000電容式電壓互感器(capacitivepotentialtransformer)3000～5000電力變壓器(powertransformer)1000～1500電力電纜（1m）(powercable)150～400GIS(gasinsulatedswitchgear)1000～10000常見試品電容量試品名稱電容值/pF線路絕緣子(insu已知：U—試品應(yīng)加的試驗(yàn)電壓（kV.eff）C—試品的電容量（pF）W—試驗(yàn)電壓角頻率試驗(yàn)電流:試變?nèi)萘浚涸囼?yàn)變壓器容量的計(jì)算方法在對(duì)試品進(jìn)行試驗(yàn)前，需對(duì)試驗(yàn)變壓器的容量進(jìn)行計(jì)算，確定變壓器容量是否滿足試驗(yàn)要求。已知：U—試品應(yīng)加的試驗(yàn)電壓（kV.eff對(duì)大電容值試品，試變?nèi)萘坎粔驎r(shí)，可采用補(bǔ)償，如在高壓側(cè)和容性試品并聯(lián)電感線圈。試變?nèi)萘浚旱姼械耐度朐黾恿顺杀荆ㄐ我灿谢儭?/p>

試驗(yàn)變壓器容量的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)方法對(duì)大電容值試品，試變?nèi)萘坎粔驎r(shí)，可采用補(bǔ)償，如在高壓固體、液體或二者組合絕緣小樣品干試驗(yàn)：短路電流約為0.1A（eff）；自恢復(fù)絕緣設(shè)備試驗(yàn)：短路電流（干）≥0.1A（eff）；短路電流（濕）≥0.5A（eff）；淋雨閃：短路電流≥0.7A（峰）。人工污閃：短路電流≥15A。各種試驗(yàn)對(duì)試變?nèi)萘?、電流的要求固體、液體或二者組合絕緣小樣品干試驗(yàn)：自恢復(fù)絕緣設(shè)備試驗(yàn)：淋3.串級(jí)試驗(yàn)變壓器串級(jí)變壓器的基本原理及串級(jí)方式

降低試驗(yàn)變壓器短路電抗的內(nèi)部結(jié)構(gòu)措施

自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算

自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器的外形及結(jié)構(gòu)

串級(jí)試驗(yàn)變壓器的優(yōu)缺點(diǎn)

3.串級(jí)試驗(yàn)變壓器串級(jí)變壓器的基本原理及串級(jí)方式3.1串級(jí)變壓器的基本原理及串級(jí)方式高電壓等級(jí)試驗(yàn)變壓器面臨的問題成本機(jī)械強(qiáng)度絕緣運(yùn)輸和安裝解決辦法：采用串級(jí)變壓器(cascadedtransformer)，即多臺(tái)單級(jí)試驗(yàn)變壓器串接。3.1串級(jí)變壓器的基本原理及串級(jí)方式高電壓等級(jí)試驗(yàn)變壓器3.1.1具有絕緣變壓器的串級(jí)試驗(yàn)變壓器通過絕緣變壓器供給勵(lì)磁電流的串級(jí)變壓器3.1.1具有絕緣變壓器的串級(jí)試驗(yàn)變壓器通過絕緣變壓器供給具有絕緣變壓器的串級(jí)試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)T1、T2、T3為3臺(tái)相同的（升壓）試變；另有3臺(tái)絕緣變壓器，給T2、T3供電，變比為1：1所以只起絕緣作用，其原、副邊繞組間能絕緣U2電壓缺點(diǎn)：級(jí)數(shù)增多時(shí)，需很多變壓器，投資增加，面積增大。優(yōu)點(diǎn)：3臺(tái)試變?nèi)萘肯嗤?，可流?jīng)較大電流（幾A電流）。T1、T2、T3的低壓繞組直接接到U1上（低壓電源線）；6臺(tái)變壓器的每臺(tái)內(nèi)絕緣和套管絕緣為U2；變壓器外殼和鐵心帶有相同電位，試變外殼和絕緣變壓器外殼之間有U2的電位差，所以支柱絕緣子隔離。具有絕緣變壓器的串級(jí)試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)T1、T2、T3為3臺(tái)相同3.1.2自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器3級(jí)自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器接線圖3.1.2自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器3級(jí)自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器接線自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)①高一級(jí)變壓器的勵(lì)磁電流由前面一級(jí)變壓器供給。T3容量：U2I2T2容量：2U2I2=U2I2（負(fù)荷）+U2I2（T3勵(lì)磁）T1容量：3U2I2=U2I2（負(fù)荷）+2U2I2（T2勵(lì)磁）輸出電壓：3U2，電流I2，功率：3U2I2

自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)①高一級(jí)變壓器的勵(lì)磁電流由前面一級(jí)變③電壓分布T1：內(nèi)、外（套管）絕緣：U2T2：內(nèi)、外（套管）絕緣：U2，支柱絕緣：U2T3：內(nèi)、外（套管）絕緣：U2，支柱絕緣：2U2

②裝置利用率W試=3U2I2=3WW裝=U2I2+2U2I2+3U2I2=6Wη＝W試/W裝=0.5n級(jí)時(shí)：自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)③電壓分布②裝置利用率η＝W試/W裝=0.5n級(jí)時(shí)：自雙套管變壓器組成的串級(jí)試驗(yàn)變壓器1-低壓繞組；2-高壓繞組；3-勵(lì)磁繞組；4-屏蔽帽5-鐵芯；6-外鐵殼；7-高壓套管；8-支持絕緣子分析工作原理及各點(diǎn)電位分布雙套管變壓器組成的串級(jí)試驗(yàn)變壓器1-低壓繞組；2-高壓繞分析結(jié)構(gòu)，注意平衡繞組雙套管變壓器組成的串級(jí)試驗(yàn)變壓器分析結(jié)構(gòu)，注意平衡繞組雙套管變壓器組成的串級(jí)試驗(yàn)變壓器2）負(fù)荷為容性時(shí)，容性電流導(dǎo)致容升現(xiàn)象（后述）；1）影響試驗(yàn)變壓器的短路電流和短路容量；一般：單級(jí)試變xe：4.5～9%，3臺(tái)串級(jí)試變xe：22～40%。3.2降低試驗(yàn)變壓器短路電抗的內(nèi)部結(jié)構(gòu)措施短路電抗(short-circuitimpedance)的不利影響2）負(fù)荷為容性時(shí)，容性電流導(dǎo)致容升現(xiàn)象（后述）；1）影響試驗(yàn)(a)原、付繞組在同一鐵芯柱(b)原、付繞組在兩個(gè)鐵芯柱Φ1：原邊漏磁，Φ2：付邊漏磁(a)Φ1：原邊漏磁，Φ2：付邊漏磁，漏磁通Φ1、Φ2有抵消趨勢。(b)Φ1、Φ2不能抵消，所以漏磁通較大。3.2.1漏磁通決定漏電抗（短路電抗）(a)原、付繞組在同一鐵芯柱(b)原、付繞組在兩個(gè)鐵3.2.2減小漏磁通措施—平衡繞組1)平衡繞組的結(jié)構(gòu)左右平衡繞組匝數(shù)相同，且與低壓繞組匝數(shù)相同。NP1=NP2=N1平衡繞組同名端相連;平衡繞組電流不會(huì)產(chǎn)生磁通；主磁通在平衡繞組中不會(huì)產(chǎn)生電流（NP1·I=NP2·I）;NP1、NP2交鏈磁通不相等時(shí)，繞組中才流過電流。3.2.2減小漏磁通措施—平衡繞組1)平衡繞組的結(jié)構(gòu)2)平衡繞組作用3.2.2減小漏磁通措施—平衡繞組Φ1，Φ2：原、副邊漏磁通，ΦP1，ΦP2：平衡繞組磁通2)平衡繞組作用3.2.2減小漏磁通措施—平衡繞組平衡繞組作用ΦP1與Φ1，ΦP2與Φ2有抵消作用。使有平衡繞組的漏磁比沒有時(shí)大為減小，所以總短路電抗減小。繞組2流過負(fù)載電流I2，繞組1流過電流I1。N1I1≈N2I2；原、副邊自身交鏈磁通為Φ1和Φ2；Φ1和Φ2在平衡繞組感生平衡電流IP,NP1IP≈N1I1，NP2IP≈N2I2；平衡繞組作用ΦP1與Φ1，ΦP2與Φ2有抵消作用。使有平衡3.3自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算3.3.2短路電抗的測量由（a）、（b）、（c）得3.3自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算3.3.2短路電抗3.3.3串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算U1’—低壓側(cè)電壓歸算到串級(jí)變壓器高壓側(cè)值；NH—高壓繞組匝數(shù)；NL—低壓繞組；xe

—?dú)w算則高壓側(cè)的總等值短路電抗值；三級(jí)自耦串級(jí)變壓器等效電路三級(jí)自耦串級(jí)變壓器等效電路3.3自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算3.3.3串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算U1’—低壓側(cè)電3.3.3串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算對(duì)于n級(jí)試變：等值前后的短路電抗上的無功功率相等串級(jí)試驗(yàn)變壓器的總等效短路電抗隨級(jí)數(shù)n的增加而顯著增加，一般試驗(yàn)變壓器級(jí)數(shù)不大于4。3.3自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算3變壓器相同，所以3.3.3串級(jí)試驗(yàn)變壓器短路電抗計(jì)算對(duì)于n級(jí)試變：等值前3.4自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器的外形及結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式均壓措施3.4自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器的外形及結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式3.5串級(jí)試驗(yàn)變壓器的優(yōu)缺點(diǎn)每級(jí)變壓器電壓不太高，絕緣結(jié)構(gòu)制作方便，價(jià)格便宜，運(yùn)輸安裝方便；可以改接線，作三相試驗(yàn)；低試驗(yàn)電壓時(shí)，可用其中1～2臺(tái)；每臺(tái)可分開單獨(dú)使用；壞了一臺(tái)，其它幾臺(tái)可繼續(xù)使用，減小損失。裝置利用率低；短路阻抗隨級(jí)數(shù)增加而顯著增加，一般n≤4；發(fā)生過電壓時(shí)，各級(jí)間瞬態(tài)電壓分布不均勻，可能發(fā)生套管閃絡(luò)及勵(lì)磁繞組中的絕緣故障。串級(jí)試驗(yàn)變壓器優(yōu)點(diǎn)串級(jí)試驗(yàn)變壓器缺點(diǎn)3.5串級(jí)試驗(yàn)變壓器的優(yōu)缺點(diǎn)每級(jí)變壓器電壓不太高，絕緣結(jié)4高電壓試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓裝置對(duì)調(diào)壓的基本要求：調(diào)壓要從零開始，均勻平滑。放電電壓的前75%，可較快速度上升，在后25%應(yīng)控制升壓不超過放電電壓的2%/秒。經(jīng)調(diào)壓器輸出的電波形應(yīng)得到為正弦波。調(diào)壓設(shè)備的漏抗應(yīng)盡可能小，這是因?yàn)殡妷翰ㄐ位兂潭入S試變和調(diào)壓設(shè)備的漏抗增加而增加。調(diào)壓應(yīng)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。4高電壓試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓裝置對(duì)調(diào)壓的基本要求：調(diào)壓要從4高電壓試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓裝置調(diào)壓設(shè)備(Variabletransformer)的分類：4高電壓試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓裝置調(diào)壓設(shè)備(Variable4.1自耦調(diào)壓器特點(diǎn)：漏抗小、波形畸變小，功率損耗小，價(jià)格便宜。因滑動(dòng)觸頭發(fā)熱，容量受到限制，一般≤20kVA。（油絕緣型為50kVA至數(shù)百kVA）。原理：利用滑動(dòng)碳刷觸頭或滾動(dòng)觸頭改變變壓器二次側(cè)匝數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)壓。自耦調(diào)壓器原理圖4.1自耦調(diào)壓器特點(diǎn)：漏抗小、波形畸變小，功率損耗小，價(jià)格4.2移卷式調(diào)壓器移圈式調(diào)壓器結(jié)構(gòu)C、D主繞組、繞向相反；K：短路繞組，C、D、K匝數(shù)相等。主磁通ΦC、ΦD方向相反，各自經(jīng)非導(dǎo)磁材料自成閉合回路。4.2移卷式調(diào)壓器移圈式調(diào)壓器結(jié)構(gòu)4.2移卷式調(diào)壓器4.2.1移圈調(diào)壓器原理①繞組K在最下端ΦC全部交鏈K→K產(chǎn)生感生電動(dòng)勢→產(chǎn)生ΦK抵消ΦC→C繞組電壓≈0。②繞組K在最上端同理：ΦD全部鏈交鏈K→K產(chǎn)生感生電流→產(chǎn)生ΦK抵消ΦD→D繞組電壓≈0。③繞組K處于C、D的正中央時(shí)ΦC、ΦD在K中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢大小相等，方向相反→K中無電流→相當(dāng)于不存在K。4.2移卷式調(diào)壓器4.2.1移圈調(diào)壓器原理①繞組K4.2移卷式調(diào)壓器4.2.2移卷式調(diào)壓器的短路電抗對(duì)具有輔助線圈E的移卷式，其短路電抗Xs為：Xs=XC-E+XD。4.2移卷式調(diào)壓器4.2.2移卷式調(diào)壓器的短路電抗對(duì)4.2移卷式調(diào)壓器4.2.3移卷式調(diào)壓器的特點(diǎn)調(diào)壓器短路電抗大，減小了工頻高壓試驗(yàn)的短路容量;短路電抗為變值，使得調(diào)壓過程中試驗(yàn)回路系統(tǒng)可能串聯(lián)諧振，形成過壓事故;移卷式的主磁通經(jīng)過非導(dǎo)磁材料，磁阻大，空載電流大，為1/4～1/3I額;鐵芯不易飽和，使畸變減小，但xk大，輸出電流在xk上產(chǎn)生壓降，也會(huì)使畸變?cè)黾?；無滑動(dòng)觸頭，容量較大（幾十～幾千kVA）；可做成三個(gè)鐵芯，當(dāng)作三相或單相自由使用；體積較大。4.2移卷式調(diào)壓器4.2.3移卷式調(diào)壓器的特點(diǎn)調(diào)壓器4.3電動(dòng)發(fā)電機(jī)組由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，調(diào)壓發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓。4.3電動(dòng)發(fā)電機(jī)組由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)4.3電動(dòng)發(fā)電機(jī)組電動(dòng)發(fā)電機(jī)組調(diào)壓須注意的問題：①為使輸出為正弦波，發(fā)電機(jī)位置特殊設(shè)計(jì)的正弦波發(fā)電機(jī)。④拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率⑤容性負(fù)荷高壓試驗(yàn)時(shí)，易自激。②使用雙電位計(jì)調(diào)節(jié)勵(lì)磁，清除剩磁影響，調(diào)壓從零開始。③一般為單相發(fā)電機(jī)，有時(shí)為三相發(fā)電機(jī)、三相應(yīng)滿足單相運(yùn)行時(shí)的功率要求。4.3電動(dòng)發(fā)電機(jī)組電動(dòng)發(fā)電機(jī)組調(diào)壓須注意的問題：①為使輸5試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高及波形畸變?cè)囼?yàn)變壓器輸出電壓的升高容性試品上的電壓升高串聯(lián)諧振過電壓試品閃絡(luò)引起的恢復(fù)過電壓試驗(yàn)變壓器的波形失真及改善措施試驗(yàn)變壓器的波形要求試驗(yàn)變壓器的波形失真及改善措施調(diào)壓器及電源波形失真及改善措施5試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高及波形畸變?cè)囼?yàn)變壓器輸出電壓的5.1試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高5.1.1容性試品上的電壓升高（容升）用試驗(yàn)變壓器作工頻高壓試驗(yàn)時(shí)，實(shí)際作用到試品上的電壓值超過按變比高壓側(cè)所應(yīng)輸出的電壓值。容升概念：“容升”原理及測量誤差分析:5.1試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高5.1.1容性試品上的電5.1試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高5.1.1容性試品上的電壓升高（容升）“容升”原理及測量誤差分析:C0越大，xk越大，容升效應(yīng)越明顯；對(duì)電壓大于100kV試變，具有測量繞組。5.1試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高5.1.1容性試品上的電“容升”原理及測量誤差分析:加入測量繞組，減小漏抗影響；即使有測量繞組，誤差仍不可避免，特別是串級(jí)試變，其各高壓繞組電壓分布不均，其測量誤差較大;

在一定的試品下應(yīng)作出測量繞組電壓與輸出高壓之間的校正曲線。5.1.1容性試品上的電壓升高（容升）“容升”原理及測量誤差分析:加入測量繞組，減小漏抗影響；55.1.2串聯(lián)諧振過電壓串聯(lián)諧振過電壓產(chǎn)生原因:試品并接球隙進(jìn)行保護(hù)，使球隙閃絡(luò)電壓升高于試驗(yàn)電壓來限制可能的過電壓。由于移圈式調(diào)壓器的漏抗與調(diào)壓器輸出電壓有關(guān)，所以試驗(yàn)時(shí)，在升壓過程中，變壓器及調(diào)壓器的漏抗可能與負(fù)荷電容形成串聯(lián)諧振，產(chǎn)生過電壓。防止措施：5.1.2串聯(lián)諧振過電壓串聯(lián)諧振過電壓產(chǎn)生原因:試5.1.3試品閃絡(luò)引起的恢復(fù)過電壓交流試驗(yàn)裝置等效電路在工頻試驗(yàn)過程中，由于試品閃絡(luò)后電弧的熄弧和間隙多次重燃引起的過電壓。5.1.3試品閃絡(luò)引起的恢復(fù)過電壓交流試驗(yàn)裝置等效電路衰減系數(shù)：固有振蕩角頻率：產(chǎn)生恢復(fù)過電壓原因試品在輸入電壓正半波發(fā)生閃絡(luò)；電壓重零重新建立；建立的負(fù)半波電壓高，超過正常電壓；在下一正半波可發(fā)生多次閃絡(luò)；在下一負(fù)半波建立更高恢復(fù)電壓。試變輸出：建立方程：衰減系數(shù)：固有振蕩角頻率：產(chǎn)生恢復(fù)過電壓原因試品在輸入電壓

若第一次閃絡(luò)t0時(shí)刻出現(xiàn)在UC的峰值，因相差關(guān)系，i=0（i超前）。所以維持閃絡(luò)的電弧的能源僅為電容C上的電荷，不足以維持電弧所需水平，電弧熄滅。因此，電容上建立恢復(fù)電壓U0-1。產(chǎn)生恢復(fù)過電壓原因即：若第一次閃絡(luò)t0時(shí)刻出現(xiàn)在UC的峰值，因相差關(guān)系，i調(diào)節(jié)球隙閃絡(luò)電壓稍高于試品放電電壓；適用于試驗(yàn)電壓較低的室內(nèi)試驗(yàn)。防止試品閃絡(luò)的恢復(fù)過電壓的措施1、用球隙與試品相并聯(lián)以限制過電壓值。調(diào)節(jié)球隙閃絡(luò)電壓稍高于試品放電電壓；適用于試驗(yàn)電壓較低的2、試驗(yàn)變壓器原邊繞組串聯(lián)阻尼電阻防止試品閃絡(luò)的恢復(fù)過電壓的措施作用是阻尼暫態(tài)恢復(fù)電壓，價(jià)廉，但最佳