110KV供电等级变压器倍频耐压试验

随着国民经济的快速发展，原供电系统的10KV供电电压等级已无法满足越来越大的电力负荷的需求。为适应这种情况，35KV、110KV、220KV供电等级的电力变压器已在包钢得到了广泛的应用。 由于35KV以上的电力变压器的绝缘材料及处理工艺的复杂要求，全部做成分级绝缘变压器。也就是人们常说的半绝缘变压器。也就是说，变压器高压绕组的绝缘不是同一水平，绕组端部绝缘较高，中点绝缘相对较低。这就对变压器的试验也提出了更高的要求。传统的外施耐压在这里已不再适用，必须采用感应耐压的方法。 感应耐压的方法是通过被试变压器本身，通过在变压器低压绕组上施加电压，使得在变压器高压绕组上感应出较高的试验电压来实现的。 2007年8月，我公司承揽了一台20000KVA、110KV/10KV变压器检修工作。经过抽芯检查，发现高压C相绕组有一处已经击穿，B相绕组的绝缘略有发黑，但无明显击穿的痕迹。经过对这两相绕组的绝缘加厚的处理，从外观上检查通过。对绝缘强度的检查必须做感应耐压试验。110KV等级的变压器，其耐压标准为：出线端对地170KV，中点对地80KV。在这里不难发现，在正常的条件下，感应出170KV（额定电压的1.55倍）的电压，需要的励磁电流也相应的加大，又因为变压器的铁芯存在饱和现象，势必会导致励磁电流急剧增加，而电压增加却不一定能满足要求。并且还需要大容量超高压的试验设备，所以现有试验设备的能力不能完成。因此，我们决定采用倍频感应的方法进行耐压试验。提高频率从而提高变压器铁芯的饱和点，使得在工频条件下无法实现的耐压试验得以实现。 一、倍频电源构成 传统的倍频试验都是指三倍频试验，实现方法是将变压器接成开口三角形，获得三倍频的电压。此种方法需要的变压器多、人员多、场地大、线路复杂。我公司的试验现场不具备这样的条件。 我们的试验用倍频电源由一台8极笼型异步电动机和一台10极的绕线式异步电动机构成。笼型电动机作为原动机拖动绕线型异步机，工作中两台电机的定子分别通入三相交流电，使得笼型电动机和绕线型异步机的旋转方向相反，这时绕线型异步机的转子开口处产生高于2倍工频的交流电（大约112HZ）。如下图所示： 二．倍频电源形成原理 笼型异步机已额定转速反拖绕线式异步机，而绕线式异步机定子通入旋转方向相反的电压可调的工频电，这样绕线式异步机定子旋转磁场就以（730+600）1330 r/min的转速切割转子绕组，根据公式f=n0×P/60得出f=1330×5/60=110HZ，这样绕线式异步机转子就发出110HZ且电压可调的交流电。 三．感应耐压试验接线 试验设备接线如下图： 图中T1为调压器，电压在0—650V可调，T2为1000KVA升压变压器，变比为10000V/400V，由于输入频率为110HZ，从感应电势E=4.44fWB×10-8可知，频率增大，即可增大电势E，这样在升压变压器二次侧通入800V的电压，一次侧可感应出 22KV的电压。 四．20000KVA变压器试验接法 被试变压器型号：SFZ8—20000/110 额定电压：110KV 额定电流：105A/1100A 组别：Ynd11 短路阻抗：10.4% 试验时，在20000KVA变压器二次侧两相间通入110HZ、0—22KV的电压，通过改变二此侧和一次侧接线方式可以分别对变压器一次侧A、B、C三相进行感应耐压。 （1）．A相耐压 试验接线如下： 对A相进行试验时，110HZ电压从低压侧a、b相间加入，B、C两相连在一起接地，从而在高压侧A—BC间感应电压达到试验值，中点电压为感应电压的1/3倍。 （2）．B相耐压 试验接线如下： 对B相进行试验时，110HZ电压从低压侧b、c相间加入，A、C两相连在一起接地，从而在高压侧B—AC间感应电压达到试验值，中点电压为感应电压的1/3倍。 （3）．C相耐压 试验接线如下： 对C相进行试验时，110HZ电压从低压侧c、a相间加入，A、B两相连在一起接地，从而在高压侧C—AB间感应电压达到试验值，中点电压为感应电压的1/3倍。 五．试验中的注意事项 1. 首先确定笼型异步机和绕线异步机旋转方向，确保两台电机方向相反。 2. 先启动笼型异步机，待笼型异步机转速稳定后，将绕线异步机定子通过调压器T1通电。 3. 缓慢调节调压器T1，控制绕线异步机转子输出的倍频电压。注意观察升压变压器低压侧的电流变化，同时通过静电电压表监测中性点电压。（因为我们的检测设备最大量程为150KV，不能直接测量170KV的耐压值，所以采用中点检测的方法。） 4. 耐压要分段进行。当静电电压表显示为56.6KV时，被试变压器高压侧端子已感应出（56.6×3）169.8KV的电压，开始记时，耐压时间为60S，在此过程中绕线异步机输出电流（既升压变压器输入电流）应无明显变化。 5. 记时结束后，匀速降低调压器输出电压直至降低到接近零电压。 6. 其他两相耐压，依上述步骤进行。 六．总结 此次110KV的耐压试验，成功的运用现有的试验设备，对大容量超高压变压器进行了耐压试验。没有增添设备，同时由于改变了传统的三倍频试验方法，节省了人员成本和运输成本。此次试验的成功为今后同类耐压试验提供了宝贵的经验和新的思路。