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1、 第34卷 第5期 1997年5月变压器 TRANSFORM ERVol. 34 No. 5 May1997整 流 变 压 器 试 验 特 点(下)雷 斌(江西变压器厂,南昌330114)5 感应耐压试验感应耐压试验的目的是考核绕组匝间、 段 间、 层间和相间的绝缘状况,对分级绝缘的变压器还考核了主绝缘。试验通常是在某一绕组上 施加100200Hz两倍的额定电压,其它绕组 开路,全绝缘整流变压器感应耐压试验应在最 高二次电压的分接位置上进行,这样对整流变 压器考核最严格。对于二次为交错式绕组的整流变压器,为防止静电感应,使二次对地电位抬 高引起放电,应将二次每个支路一端接地。对110kV移相整
2、流变压器来说,由于移相绕组的 存在,感应耐压试验方法和110kV电力变压器 有所不同,最好在设计阶段就考虑好感应耐压试验的方案,仔细计算出各线端对地相互间的试 验电压,并采用相应的绝缘水平。 有时还需引出专 门用于试验的端子,以防止某些绕组在感应试验 过程中存在环流。现结合我厂几种典型接线方式 的移相整流变压器介绍其感应试验方法。5. 1双器身(8字绕组调压)移相整流变压器(见 图1)为 了 说 明 问 题,我 们 以ZHSFPTB -31500?110整流变压器为例。其有关技术参数 如下:高压额定电压110kV ,补偿侧电压9.5kV ,高压绕组(基本)匝数W1= 955匝,高 压移相绕组匝
3、数W2= 508匝,移相角 = 20, 每匝电压et= 49. 37V。感应试验绕组接线如图3所示(只画了有关绕组),如果按照电力变压 器感应耐压试验线路(如图4),高压B、C相 都接地,则BO间的电压UBO=(955- 508)49137= 2206814V。 而CO间的电压UBO= (955 49137+ 508491372= 9730813V。两者之 间 的 电 压 差 为75240V ,将 在B、C相 高 压 基 本 绕 组, C、A相 移 相 绕 组 中 产 生很大的环流。所以,试验时我们只采用高压C 相一点接地的方法,以避免上述环流的情况。 感 应倍数N可用下式计算。(955N?2
4、+ 508N+ 508N?2+ 955N)49.37= 200 000V计算得N= 1.85。所以,当从补偿侧送电,各 点电位为:1. 59. 5 31. 85 = 15. 2kV试验A、B、C相时的电位分布图如图5所示 。 试验接线按表1进行 。表1 变压器感应耐压试验被试相励 磁短路接 地A相Am- BmCmBm- CmAm、C、a1N、a2NB相Bm- AmCmCm- AmBmA、b1N、b2NC相Cm- AmBmAm- BmCm、B、c1N、c2N 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserve
5、d.图5 电位分布 5. 2 带自耦变压器调压的移相整流变压器(见 图6)这种110kV直降接线方式的整流变压器 进行感应试验有一定的难度。主要原因是自耦 变压器和整流变压器都有高压绕组,且移相绕 组是在整流变压器上。为了能具体说明问题,现 举例如下:一台ZHSFPT- 90 000?110移相整流变压 器,有关参数为:对整流变压器,低压绕组(W7) 电 压 最 大 值750V ,移 相 绕 组(W6)电 压 为16925V ,高压绕组(W5)电压为74660V;对自耦变压器,调压绕组(W4)电压为20902V ,补偿绕 组 电 压 为9530V ,串 联 绕 组(W1)电 压 为34550V
6、 ,公共绕组(W2)电压为28960V ,中性点 绝缘水平为40kV ,移相角 = + 10。 当从补偿侧A3C3送电(见图7),各点电位和感应倍数计算如下:(34 550+ 28 960)K 2+ (34 550+ 28 960)K= 200 000V 式中 K自耦变压器感应倍数 计算得K= 2. 1。由于整流变压器高压侧不能依靠有载调压 来调整其电压,对于110kV的整流变压器,当 首端A1电位达到200kV时,其感应倍数将达 到211倍。如果整流变压器高压侧是11515kV , 则首端A1达到200kV时,其感应倍数正好是2倍,这一点和110kV电力变压器可以通过调压 使高压侧电压等于或
7、接近11515kV有所不同。 如果要使感应倍数K= 2,则高压首端A1电位为92第5期雷 斌:整流变压器试验特点(下) 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.190. 5kv,低于200kV。 中性点O1的电位为66168kV ,对整流变压 器,有下列关系存在:74 660KA+ 16925KB= 200 000-200 000-(28 960+ 34 550+ 20 902)2. 174 660KC+ 16925KA= (28 960+ 34 550+ 20 902)1. 0574 660
8、KB- 16925KC= (28 960+ 34 550+ 20 902)1. 05 式中,KA、KB、KC分别为整流变压器A、B、C柱 的感应倍数。解方程得KA= 2. 07,KB= 1. 35,KC= 0. 72。从计算结果看,这种试验方案较好地考核 了自耦变压器和整流变压器的主绝缘和纵绝缘 的绝缘强度,且变压器内部无环流产生,变压 器各点的试验电压和其运行电压较好地统一起 来了。但近年来,使用部门考虑到运行情况和降低成本的需要,不希望单独设补偿绕组,而 是改成稳定绕组,其容量和电压都比补偿绕组 小和低。为了今后维修检查用,只引出接成开 口三角形的两端(见图8),在外面连成闭口三 角形,起
9、到三次谐波电流能够流通,降低附加损耗,提高效率的作用。这样一来,感应试验 就不能从稳定绕组送电,而只能从低压绕组送 电试验了。当试验高压A相时,从低压角接a3c3 送电,高压B1C1连接起来接地。由于移相绕组的 关系,自耦变压器B、C两相感应倍数相差较大,分别为KB= 01684、KC= 1. 285 (计算结果从简,读者可以自己计算)。主样将在自耦变压器B1C1- O1间产生较大的环流。如果B1C1间不短接,而只采用一点接地,虽然可以避免环流 的情况,但由于三相变压器的铁心对A、C相不 对称,使各相中的磁通发生了变化,如图9所 示。图9 各相中的磁通分布这样,在高压绕组各相中所感应出的电压,
10、 也就不能同低压绕组中所流过的励磁电流成比 例。实践证明,若A相高压绕组中感应出的电 压为U,则B相高压绕组中感应出的电压约为0.75U,而C相高压绕组中感应出的电压约为0. 25U。B、C相感应出的电压确切值和铁心结 构有关。正因为如此,各点间的电位难于精确 计算。 只有在试验过程中,测量多点的电位,以 便找出B、C相感应电压的分配比例,进而准确算出各点的电位。这就给试验增加了一定的难 度。一般制造厂家较少采用这种试验方案,而 常采用下列的接线方法(见图10)。 三次单相感 应试验按表2程序进行。 变压器各相感应倍数计算如下(参数仍以ZHSFPT290 000?110为列):03 变压器第3
11、4卷 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.(74 660+ 16925)K= (34 550+ 28 960+ 20 902)KA16 925K= (34 550+ 28 960+ 20 902)KB74 660K= (34 550+ 28 960+ 20 902)KC(34 550+ 28 960)(KA+Kc)= 200 000V 式中 K整流变压器感应倍数KA自耦变压器A相感应倍数KB自耦变压器B相感应倍数KC自耦变压器C相感应倍数解方程得:KA= 1. 73,KB= 0. 32,K
12、C= 1. 41,K= 1. 6。各主要点的电位如下:UA1= 200kV ,UA2= 140kV ,UA4= 90kV ,Uo= 90kV ,UB1= 70kV ,UC1=0,UA6= 97kV ,UZ4= 120kV ,UZ5= 120kV。表2 三次单相感应试验程序相序A 相B 相C 相送电 低压a相a3、c3低压b相b3、a3低压c相c3、b3短路 主变B柱b3- a3 b1- o1主变C柱c3- b3 C1- O1主变A柱a3- c3 a1- O1接地a1、a3、C1b1、b3、A1c1、c3、B1从数据中可以看出,此方案的感应倍数 (和移相角度有关)偏低,可以通过用三相感应送电,中
13、性点接地的办法来弥补。由于Z4=120kV ,Z5= 120kV超过其试验标准规定的耐 压试验水平95kV ,所以在设计时应加强整流变压器和自耦变压器的末端绝缘。以上举例的 是两种较典型线路的110kV直降移相整流变 压器感应耐压试验方法。可以看出,由于存在 移相绕组,不能完全按照电力变压器的感应耐 压试验方法,最好在设计开始时把感应耐压试验的方案及各点的电位计算好。对于试验电压较高的部位(超过其标准),在设计阶段就给予 加强,并在不影响运行的情况下,预留一些专 门用于试验接线的端子。如图10所示,低压Y 结中性点O就是专门为试验而引出来的端子。6 负载试验负载试验的目的是确定变压器的负载损耗
14、 和阻抗电压。由于整流变压器对于不同的整流 电路,其一次和二次绕组往往导电时间不等,电流波形不同,绕组利用率也不一样,这样整流变 压器一次绕组容量 、二次绕组容量之间也可能不尽 相等 。所以在做整流变压器的负载试验时要考虑这 一特点,需遵循一定的方法才能使得试验结果基本 上能反映起初的负载损耗,见文献3。7温升试验温升试验是型式试验项目之一。温升试验 的额定发热条件取决于试验时施加的损耗值和 与试品发热状态相一致的温升试验方法。温升 试验一般是以条件温度下实测的总损耗为准,造成等效的发热状态来进行试验的。目前,变 压器厂一般均采用短路法来进行温升试验,而 短路法试验线路与负载试验的线路相同。对
15、于 负载试验中低压侧采用一半短路,一半开路方 法的某些整流方式的整流变压器,其温升试验方法和电力变压器有所不同。主要是等效发热 状态相对电力变压器来说难于模拟。新的电 力变流变压器标准讨论稿和IEC标准对温升 试验有详细的论述。(下转第46页)13第5期雷 斌:整流变压器试验特点(下) 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.(上接第31页) 由于我厂也正处在论证阶段,等新的 电力变流变压器 标准执行后再作进一 步的论述。8 雷电冲击电压试验近几年来,大型整流变压器的需求量越来 越多,发展也是
16、很快的。特别是在冶金工业中, 各种110kV有载调压的移相整流变压器以其 投资少,效率高,节能效果显著,供电系统简单 等优点而被广泛采用。由于整流变压器一次端110kV直接接在电力系统的架空线上,且用在 户外,所以遭受到由雷击而引起的大气过电压 的威胁是很大的。为了考核整流变压器的绝缘 强度是否符合国家标准的规定和进一步研究改 进整流变压器的绝缘结构,需要对整流变压器进行雷电冲击试验。 就其试验方法来说,和电力 变压器基本相同,不同之处在于整流变压器本 身的结构复杂,绕组较多,如图2所示。主变和 自耦变压器都有110kV绕组,且110kV引线也较复杂。如果试品击穿,很难查找故障点,吊 心和解体都比电力变压器费事得多。 另外,整流 变压器调压范围要比电力变压器大得多,而国 家标准规定雷电冲击试验A、B、C相分别在两 个极限档和额定档上进行。这样整流变压器三相间(A、B、C)冲击电压分布相差较电力变压 器大,所以在设计时要加以考虑。 对移相变压器 来说,其接法和防雷变压器曲折形接
