轻型高压试验变压器成套装置
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1.1 概述:

本公司依据《试验变压器国家标准》、行业标准《JB/T9641-1999》自行研制生产的轻型交流、交直流两用油浸式和充气式(SF6)系列变压器,具有体积小、重量轻、结构紧凑、功能齐全、通用性强和使用方便等特点。特别适用于电力系统、工矿企业、科研部门等对各种电气设备、电器元件、绝缘材料进行工频或直流高压下的绝缘强度及泄漏试验,是高压试验中必不可少的重要设备。

1.2 型号含义:

 

           



1.3 产品结构:

 

本系列轻型高压试验变压器采用单框式铁芯结构。初级绕组绕在铁芯上,高压绕组在外。这种同轴布置有效地减少了漏磁,因而增大了绕组间的耦合。图1所示的油浸式试验变压器外壳制成与器芯配合较佳的八角形结构,整体外观显得美观大方。图2所示的充气式试验变压器的外壳采用圆柱罐式容器结构,能承受0.8Mpa压强。



 

 

 

 

 

 

1.4 工作原理:

 

本系列轻型高压试验变压器为单相变压器,经操作箱(台)内调压器(100KVA以上调压器外附)输出可调的0-200V或0-400V电压至试验变压器的初级绕组,根据电磁感应原理,在次级绕组可获得可调的高电压。单台交直流试验变压器工作接线原理见附图一;高压套管中装有高压硅堆,串接在高压回路中作半波整流。当短路杆将高压硅堆短接时,输出的高压为工频交流。拧出短路杆时输出的高压为直流。

 

可两台或三台试验变压器串级获得更高电压。试验变压器串级使用接线原理见附图二。串级高压试验变压器有很大的优越性,因为整个装置由几台单台试验变压器组成,单台试验变压器体积小、重量轻,便于运输和安装。它既可串接成高出几倍单台试验变压器的额定电压输出而组合使用,又可分开成几套单台试验变压器单独使用。附图二中,在级和第二级的每个单台试验变压器中都有一励磁绕组A1、C1和A2、C2。低压电源加在试验变压器I的初级绕组a1x1上,单台试验变压器I、II、III的输出电压分别是V1、V2、V3、。励磁绕组A1、C1给第二级试验变压器的初级绕组供电;第二级试验变压器II的励磁绕组A2、C2给第三级试验变压器III的初级绕组供电。第二级试验变压器II和第三级试验变压器III的箱体对地分别在V1和V1+V2的高电位上,箱体对地是绝缘的,试验变压器I的箱体接地。所以级、第二级、第三级试验变压器对地电压分别为V1、V1+V2、V1+V2+V3,其额定容量则分别为3P、2P、1P。

 

1.5 使用方法:

 

1.5.1交流工频耐压试验

 

u  交流工频耐压试验操作方法:

 

œ  按图3所示方法将试验变压器与操作箱(台)及试品和配件可靠连接,试验变压器的外壳及操作系统必须可靠接地,试验变压器的高压尾X端,测量绕组F端必须可靠接地。



 

 

œ  试验人员明确分工,清理现场(有条件的可拉上屏蔽网),并派专人监护及观察试品状态。

 

œ   检查调压器是否在零位,输入电源是否正常,试品应干净,并保证干燥。

 

œ 在做负载试验前,一般都应进行空升试验。即不接试品时升至试验电压,       

 

校对各种表计,调整球间隙。

 

œ   送上电源,缓慢升压,密切注意各种表计,当电压升至试验电压时,开始计时,到1min后,迅速降压,将调压降回零位后,切断电源,方可更换试品或结束试验。

 

œ  在升压或耐压过程中,如发现下列不正常情况时,应立即降压,切断电源。停止试验并查明原因:

 

† 电压表指针摆动很大;

 

† 发现绝缘烧焦或冒烟;

 

† 被试品内有不正常的声音。

 

v  工频耐压的成套配件:

 

œ  在工频耐压试验中R1应根据变压器的额定容量来选择。如高压侧额定输出在100~300mA时,可取0.5 -1Ω/V(试验电压)。常用水电阻作为限流电阻,管子长度可按150kV/m考虑,管子的粗细应具有足够的热容量。(水阻液配制方法:用蒸馏水加入适量硫酸铜配制成各种不同的阻值)。

 

œ  球间隙的整定值一般取试验电压的110%—120%,球间隙保护电阻可按1Ω/V(试验电压)选取,当电压超过球间隙整定值时,球间隙放电,对试品起到保护作用。

 

œ  在工频耐压试验中,低压侧测量电压(仪表电压)并不是非常准确的,其原因是由于试验变压器存在漏抗,必然存在着压降或容升,使试品上电压低于或高于低压侧仪表上反映出来的电压。为了准确测量被试品上所施加的电压,因此常在高压侧接入RCF阻容分压器来测量电压(如图3所示)。

 

1.5.2 直流耐压或泄漏试验

 

u  直流耐压或泄漏试验的操作:

 

œ  拧出交直流试验变压器均压球上的短路杆,按图四所示方式将试验变压器与操作箱(台)可靠连接,变压器外壳与操作系统必须可靠接地,高压尾X与测量绕组的F端必须可靠接地.

œ  试验人员明确分工,清理现场(有条件的可拉上屏蔽网),检查被试品是否停电,接地放电,要严防将试验电压加到有人工作的部位上去。

 

œ  复查各连接线无误后,送上电源,缓慢升压,密切注意被试品、试验装置、微安表,一旦发现击穿,闪烁等异常现象应立即降压,切断电源,对试品充分放电,查明原因,详细记录。

 

œ  试验完毕后,降压,切断电源。对被试品及试验装置本身充分放电,直到分压器读数为零后方可拆卸设备或更换试品。

 

v  泄漏试验的成套配件:

 

œ  泄漏试验中限流电阻R1选择在额定输出电压时,输出短路电流不得超过高压硅堆的整流电流。如高压硅堆的整流电流为100mA时的60kV试验装置中,限流电阻按R1=60/0.1=600kΩ选择,限流电阻还应具有足够的容量和沿面放电距离。

 

œ  高压滤波电容C1一般选择在0.01~0.1μF之间,当试品电容量很大时,C1可省略不用。

 

1.6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=KVn2ωCt×10-9

 

式中:Pn——标称试验变压器容量(KVA)

 

Vn——试验变压器的额定输出高压的有效值(KV)

 

K——安全系数。K≥1,标称电压Vn≥1MV时,K=2,标称电压较低时,K值可取高一些。

 

Ct——被试品的电容量(PF)

 

ω——角频率,ω=2πf,f——试验电源的频率

 

被试设备的电容量Ct可由交流电桥测出。Ct的变化很大,可由设备的类型而定。典型数据如下:

 

简单的棒式或悬式绝缘子            几十微法

 

简单的分级套管                    100~1000pF

 

电压互感器                        200~500pF

 

电力变压器<1000kVA                  ~1000pF

 

>1000kVA               1000~10000pF

 

高压电力电缆和油浸纸绝缘          250~300PF/m

 

气体绝缘                              <60pF/m

 

封闭变电站,SF6气体绝缘           100~10000pF

 

对于不同的试验电压Vn,选择不同的(适当的)安全系数K。以下列出不同的Vn所选用的K值供参考

 

Vn=50~100KV                    K=4

 

Vn=150~300KV                   K=3

 

Vn>300KV                       K=2

 

1.7 注意事项:

 

ó  每次试验前后都应测量绝缘电阻,检查绝缘情况。

 

ó  本产品禁止在高于45℃的温度下长期存放、使用。

 

ó  本产品不得超过额定参数使用。除试验必须外,决不允许全电压通电或断电。

 

ó  做容量较大试品试验时,升压一定要缓慢,防止试品的充电电流过大损坏设备,做直流试验一定要充分放电。

 

ó  本产品长期不用时应放置在通风、干燥、无阳光直射的地方。

 

ó  本产品运输途中不得重击、重压,不可倾斜、倒置。

 

ó  油浸式试验变压器运输后需要静置才能通电。

 

ó  使用本产品做高压试验必须由人员操作,除熟悉本手册外,还必须严格执行国家有关标准和操作规程。可参照GB/T16972-1997《高压输变设备的绝缘配合,高压试验技术》《电气设备预防性试验规程》等。

 

注:本系列产品生产时加串级抽头,可二台或三台串级成更高电压级,如两台50KV变压器串级输出电压可达100KV,三台50KV变压器串级可达150KV,但订货时需注明。并可根据用户需要在高压绕组中抽出5~15KV的中压抽头,供高压电机作交流耐压试验。并可定制特殊规格的试验变压器。

 


二、操作及控制系统

 

2.1 概述:

 

本系列产品是根据高压试验变压器的试验保护要求而设计制造的。分为手动箱式、台式及电动台式等结构形式。具有零位保护,过流过压保护,声光报警等功能,体积小、重量轻、外形美观、操作简便,是高压试验变压器配套的理想设备。

 

2.2 型号含义:

2.3 产品结构:

箱式结构分为内框架和外箱体两大部分,内框架将所有电气材料和面板合为一体,外壳为防护式,便于维护。其面板见图5。

 

1、电流表(-PA)       2、电压表(-PV)           3、时间继电器(-KT)

4、电流继电器(-KA)  5、过流倍率开关(-SA)     6、启动按钮(-1SB)

7、停止按钮(-2SB)    8、计时按钮(-1SB1)       9、调压器手轮

10、电源指示灯(-HL1) 11、零位指示灯(-HL2)     12、送电指示灯(-HL3)

13、报警指示灯(-HL5) 14、电源插座               15、接地接线柱

16、仪表接线柱        17、输出接线柱

 台式结构:

台式结构面板布置及内部结构见图6,其外形美观大方,底部有脚轮,便于移动。

1—外壳                2—元件板          3—电器元件          4—接线柱

5—面板                6—调压器(手柄)  7—万向轮            8—电压表(-PV)

9—时间继电器(-KT)   10—电流表(-PA)     11—电源指示灯(-HL1)

12—零位指示灯(-HL2) 13—送电指示灯(-HL3) 14—过压指示灯(-HL4)

15—报警指示灯(-HL5) 16—电压继电器(-KV) 17—过压倍率选择开关(-SA2)

18—启动按钮(-1SB1)  19—计时按钮(-1SB1)  20—停止按钮(-2SB)

21—过流倍率选择开关(-SA1) 22—电流继电器(-KA) 电动台式结构:

图7所示为电动控制台面板图,本产品采用电动调压器,输出波形好,匀速升降电压。

1.电流继电器(-KA)    2.低压电流表(-PA)    3.数显时间继电器(-KT2)

4.高压电压表(-PV)    5.电压继电器(-KV)    6.电源信号灯(-HL1)

7.零位信号灯(-HL3)    8.合闸信号灯(-HL2)   9.升压信号灯(-HL5)

10.降压信号灯(-HL4)   11.计时信号灯(-HL7)  12.过压信号灯(-HL6)

13.报警信号灯(-HL8)   14.合闸按钮(-1SB1)   15.断电按钮(-2SB1)

16.点动升压按钮(-1SB3)17.点动降压按钮(-1SB2)18.电动升压按钮(-1SB4)

19.电动降压按钮(-1SB6)20.电动停止按钮(-2SB4)21.计时按钮(-1SB5)

2.4 工作原理:

本系列产品由控制和测量两部分组成。主接触器控制调压器输入的通电和断电,主接触器的分合由合闸停止按钮、零位限位开关、过流过压继电器等回路控制。由调压器提供可调节的输出电压,供给配套产品(如试验变压器),以获取所需的测试电压。其原理分别见附图四、附图五、附图六、附图七。

2.5 成套试验的接线(以操作箱为例):

F  该产品与试验变压器配套使用接线图请参阅图3和图4。

F 该产品与绝缘油强度试验器配套使用接线图如图8。

F 该产品与三倍频电源发生器配套使用接线图如图9。



2.6 使用方法:

u  操作箱(台)使用方法:

œ   检查总电源是否与输入电源一致(10KVA以下为220V、10KVA以上为380V),根据需要调整好电流继电器(-KA)、电流倍率转换开关和电压继电器(-KV)、电压倍率转换开关的动作值和倍率,同时设定好时间继电器的动作值。

œ   送上电源,绿灯(-HL2)亮,调压器手轮置于零位时,黄灯(-HL1)亮,此时可送电操作。

œ   按下送电按钮(-1SB),主接触器(-KM)吸合,调压器(-TD)受电,绿灯(-HL1)灭、红灯(-HL3)亮,扬声器发出警报声,同时报警灯(-HL5)闪光,延时10~15秒后,声光同时自停,可以进行试验。

œ   顺时针旋转调压器手轮,注视电压表(-PV)的指示,以每秒小于3KV的升压速度升压,当升到所需值时,按下计时按钮(-1SB1),并密切关注试品情况。

œ 使用操作台时,在操作台升压或耐压过程中,如出现过压时,电压继电器(-KV)动作,声光报警,这时应逆时针旋转调压器手轮,降至所需的试     

验电压。

œ  在升压或耐压试验中,如发生短路、闪烁、击穿等造成过流时,电流继电器(-KA)动作,调压器自动断电,表示被试品不合格。   

œ  达到所定耐压时间后,时间继电器(-KT)吸合,扬声器发出警报声,表示被试品合格,同时将调压器手轮旋回零位,声光报警停止,按下停电按钮(-2SB),断开计时按钮(-1SB1),切除电源后方可拆卸设备或更换试品(直流试验或大容量被试品还需充分放电)。

2.6.2 电动控制台使用方法:

u  电动操作:

œ  按后面板上指示接上电源线(A、B为火线,N为零线),调整好电流继电器、电压继电器、时间继电器的动作值,按工作接线图连接好各外部连接线,打开控制台后门检查时间继电器(-KT1)是否整定在0.8-1秒之间。

œ  合上电源后,电源指示灯(-HL1)亮,此时若调压器在零位(下限位)零位指示灯(-HL3)亮,若不在下限位,接触器(-KM1)自动吸合,电机转动使调压器降至零位,接触器(-KM1)自动释放,零位指示灯(-HL3)亮,此时可以送电操作。

œ  按下合闸按钮(-1SB1),主接触器(-KM)吸合,此时扬声器发出警报声,报警闪光灯闪烁,高压送电信号灯(-HL2)亮,调压器受电,此时可根据需要选择电动升降压、点动升降压或手动方式。

œ  点动升压的操作:按住点动升压按钮(-1SB3),接触器(-KM2)吸合,电机顺时针带动调压器慢慢上升,升压指示灯(-HL5)亮。松开点动升压按钮,即可停止。

œ  电动升压的操作:按下电动升压按钮(-1SB4),接触器(-KM2)吸合并自锁,电机顺时针带动调压器碳刷上升,密切关注电压表,当升压接近所需电压值时,按下电动停止按钮(-2SB4),使升压停止,再选择点动升压方式升至所需电压,按下计时按钮(-1SB5),计时指示灯(-HL2)亮,时间继电器(-KT2)待令工作。耐压达到时间继电器(-KT2)所整定值后,时间继电器(-KT2)吸合,此时降压指示灯(-HL4)亮,并且声光报警。调压器自动降至零位后,零位指示灯(-HL3)亮,此时才能切断时间继电器电源,即断开计时按钮(-1SB5),计时指示灯(HL7)灭,并按下断电按钮(-2SB1),使调压器停止供电,合闸指示灯(-HL2)灭,再切断总电源的开关,试验完毕。

œ  在升压过程中,如因工作人员疏忽,操作造成过压或超程(即上限位)时,扬声器会发出警报声,同时(-KM1)吸合,电机逆时针转动,过压指示灯(-HL6)及降压指示灯(-HL4)亮,待降至零位后,(-KM1)释放,降压自动停止。

œ  在试验过程中,如发生过流情况,电流继电器(-KA)动作,主接触器(-KM)断开,使调压器断电,同时发出声光报警,送电指示灯(-HL2)灭,降压指示灯(-HL4)亮,调压器自动回零,此时应检查试品情况。

œ  点动降压、电动降压与点动升压、电动升压操作相同,不再赘述。

v  手动操作:

œ  手动升压操作时,将手轮向外拉,使之与电机脱离,在零位时按下合闸按钮(-1SB1),顺时针转动手轮为升压,逆时针转动手轮为降压。

2.7 仪表及继电器的设定

u  电压表及电压继电器:

本产品使用的电压表在100V时达到满刻度(特殊定制除外),因为试验变压器的测量线圈也是100V,当试验变压器达到额定电压时,通过测量线圈(仪表端子)加在电压表两端的电压为100V,电压表达到满刻度;本产品使用的电压继电器动作值为200V,线圈并在电压表两端,通过拔动电压继电器指针及切换电压倍率开关调节动作值大小,其动作值=试验变压器额定电压××电压倍率开关指示倍率。若产品面板上无电压倍率转换开关,倍率为1。

v  电流表及电流继电器:

本产品使用的电流表在≤20A时为直通表,>20A时则通过电流互感器及相应倍率的电流表测量(特殊规格除外)。在使用直通表测量时,电流继电器动作值=继电器指针指示值×电流倍率开关指示倍率;使用电流互感器及相应倍率的电流表测量时,电流继电器动作值=继电器指针指示值×互感器倍率×电流倍率开关指示倍率。若面板上无电流倍率开关,倍率为2。

2.8 注意事项:

ó  本系列产品严禁超负载运行。

ó  使用前须先用500V兆欧表检测绝缘电阻,其值不低于2MΩ,在连接试验变压器前应空机通电完成操作过程,检查调压器输出是否正常。

ó   使用前应检查电气元件及各触点是否松动,接触是否良好。

ó   工作和存放场所应无严重影响绝缘的气体、蒸汽、化学性尘埃及其它爆炸性和侵蚀性介质。

ó   必须由人员操作,并严格遵守操作程序。

 

附注一:配套产品

F  操作系统(见附表3)

† XCJH系列操作箱:容量:2KVA-5KVA;输入电压:0.22KV

† TCWJH系列操作台或TDWJH系列电动台:

容量:10KVA-300KVA及以上;输入电压:0.22KV、0.38KV。

F  保护式数字微安表(QSA)

F  阻容式交直流分压器:RCF-50、100、150、200KV

F  高压直流放电棒:FZ-70、140、210KV

F  高压硅堆:      2DL-150、300、450KV

F  绝缘支架:      50、100、200、300KV

F  高压滤波电容:  0.01Μf-0.1μF,40KV-140KV、40KV-210KV

F  均压球

F  保护球隙:     Q-50、100、150、200、250、500

F  标准式试油杯:400ml

F  折叠式小推车:150、300型

F  水电阻:50KV、100KV、150KV

F  高压验电器:10KV、35KV

F  高压定相器:10KV、35KV、110KV、220KV

F  各种万用表、兆欧表及测试线

购买时变压器、控制箱(台)及各种配件均独立计价,用户可根据实际需要选购全套或部分配件。

 

 

附注二:产品装箱单:

F 出厂试验(试验变压器)                                         1份/台;

F 使用说明书                                                              1份/台;

F 合格证                                                                    1份/台;

F 电源线(控制箱)                                                       1根/台;

F 连接线                                                                     1付/套。