專利名稱：超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及超高壓、特高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前，長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)是超高壓、特高壓變壓器現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)的重要項(xiàng)目之一，該試驗(yàn)是檢驗(yàn)變壓器運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)質(zhì)量，保證其安全可靠投運(yùn)的重要手段。試驗(yàn)的原理是利用變頻電源、勵(lì)磁變壓器、電抗器等相關(guān)設(shè)備的組合產(chǎn)生試驗(yàn)電壓，施加至被試變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)感應(yīng)耐壓目的?，F(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于電壓等級(jí)變壓器的長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)，其試驗(yàn)設(shè)備的參數(shù)配置大多是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)值來(lái)確定的，缺乏一套理科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的參數(shù)配置方法。而隨著超高壓、特高壓電網(wǎng)建設(shè)的突飛猛進(jìn)，超高壓變壓器日益增多，導(dǎo)致原先的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)設(shè)備在進(jìn)行超高壓變壓器試驗(yàn)時(shí)存在參數(shù)配置不盡合理，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸和接線繁瑣等缺陷，極大的制約了試驗(yàn)的效率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有的不足之處而提供一種超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置，從而有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為所述的超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置，其特點(diǎn)在于所述的試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)電源模塊，試驗(yàn)變壓器，試驗(yàn)補(bǔ)償電抗器和分壓器，試驗(yàn)補(bǔ)償電抗器與分壓器并聯(lián)設(shè)置在試驗(yàn)變壓器和被試變壓器之間，試驗(yàn)電源模塊與試驗(yàn)變壓器相連。所述的試驗(yàn)電源模塊為大功率變頻電源。所述的試驗(yàn)電源模塊還可為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)組成的倍頻電源，包括三相轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)和三相異步鼠籠電動(dòng)機(jī)，三相異步鼠籠電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)三相轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)，三相異步鼠籠電動(dòng)機(jī)上設(shè)有啟動(dòng)器，三相轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)上設(shè)有調(diào)壓器，三相轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)與第一升壓變壓器相連， 第一升壓變壓器與分壓測(cè)量系統(tǒng)相連。所述的試驗(yàn)電源模塊還可為異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和無(wú)刷中頻同步電動(dòng)機(jī)組成的中頻無(wú)刷勵(lì)磁同步電機(jī)組，無(wú)刷中頻同步電動(dòng)機(jī)與第二升壓變壓器相連，鐵心電抗器設(shè)置在無(wú)刷中頻同步電動(dòng)機(jī)與第二升壓變壓器之間，空心電抗體與第二升壓變壓器相連。 所述的試驗(yàn)電源模塊還可為三臺(tái)單相變壓器或一臺(tái)三相變壓器，變壓器一次側(cè)接成星形， 二次側(cè)接成開口三角形。所述的試驗(yàn)變壓器采用二次側(cè)多抽頭變壓器，其一次側(cè)與變頻電源輸出連接，二次側(cè)輸出端子絕緣水平均大于或等于40kV，利用對(duì)稱加壓法對(duì)330kV及以下電壓等級(jí)變壓器進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。所述的超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置，其具有的有益效果是其在實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)對(duì)各部件的參數(shù)進(jìn)行配置，根據(jù)被試變壓器型號(hào)可直接確定試驗(yàn)所需補(bǔ)償電抗器的參數(shù)，免去了以往通過(guò)多次嘗試確定補(bǔ)償電抗器參數(shù)過(guò)程；對(duì)稱加壓法的使用，可降低單臺(tái)試驗(yàn)變壓器、單臺(tái)電抗器的設(shè)計(jì)絕緣水平，與原有設(shè)備相比不僅制造方便、運(yùn)輸容易，而且與高額定電壓的設(shè)備相比，適用性更強(qiáng)，不僅科學(xué)合理而且更加經(jīng)濟(jì)。

圖1為本實(shí)用新型超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置的電路原理示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的試驗(yàn)電源模塊結(jié)構(gòu)原理圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的試驗(yàn)電源模塊結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例3的試驗(yàn)電源模塊接線示意圖；圖5為本實(shí)用新型具體應(yīng)用實(shí)例1的原理示意圖；圖6為本實(shí)用新型具體應(yīng)用實(shí)例2的原理示意圖。圖中1、試驗(yàn)電源模塊；2、試驗(yàn)變壓器；3、試驗(yàn)補(bǔ)償電抗器；4、分壓器；5、被試變壓器；6、啟動(dòng)器；7、調(diào)壓器；8、三相異步鼠籠電動(dòng)機(jī)；9、三相轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)；10、第一升壓變壓器；11、分壓測(cè)量系統(tǒng)；12、異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)；13、無(wú)刷中頻同步電動(dòng)機(jī)；14、空心電抗體；15、第二升壓變壓器；16、鐵心電抗器。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述實(shí)施例1，如圖1所示，所述的超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置，其特點(diǎn)在于所述的試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)電源模塊1，試驗(yàn)變壓器2， 試驗(yàn)補(bǔ)償電抗器3和分壓器4，試驗(yàn)補(bǔ)償電抗器3與分壓器4并聯(lián)設(shè)置在試驗(yàn)變壓器2和被試變壓器5之間，試驗(yàn)電源模塊1與試驗(yàn)變壓器2相連。所述的試驗(yàn)電源模塊1為大功率變頻電源。大功率變頻電源主要是利用電力電子設(shè)備將交流電整流為直流，再通過(guò)逆變電路將直流變?yōu)榻涣?，在逆變的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)頻率可以調(diào)節(jié)，再進(jìn)一步通過(guò)功率放大電路，將電壓放大至需要的數(shù)值。所述的試驗(yàn)變壓器2采用二次側(cè)多抽頭變壓器，其一次側(cè)與變頻電源輸出連接， 二次側(cè)輸出端子絕緣水平均大于或等于40kV，利用對(duì)稱加壓法對(duì)330kV及以下電壓等級(jí)變壓器進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。實(shí)施例2，如圖2，與實(shí)施例1不同的是所述的試驗(yàn)電源模塊1還可為為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)組成的倍頻電源，包括三相轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)9和三相異步鼠籠電動(dòng)機(jī)8，三相異步鼠籠電動(dòng)機(jī)8用于驅(qū)動(dòng)三相轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)9，三相異步鼠籠電動(dòng)機(jī)8上設(shè)有啟動(dòng)器6，三相轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)9上設(shè)有調(diào)壓器7，三相轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)9與第一升壓變壓器10相連，第一升壓變壓器10與分壓測(cè)量系統(tǒng)11相連。使用時(shí)先啟動(dòng)鼠籠式電動(dòng)機(jī)Ml至額定轉(zhuǎn)速，然后用與鼠籠式電動(dòng)機(jī)相序相反的三相電源，經(jīng)調(diào)壓器TR對(duì)繞線式異步電動(dòng)機(jī)M2定子勵(lì)磁，便在定子中產(chǎn)生與其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由于驅(qū)動(dòng)繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的速度與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度接近，但旋轉(zhuǎn)方向相反，于是便在繞線式轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出兩倍于系統(tǒng)頻率的電壓，氣數(shù)值大小可由調(diào)壓器調(diào)整定子勵(lì)磁電壓而定。該電機(jī)輸出的倍頻電壓，經(jīng)升壓后便可作IOOHz的兩倍工頻電壓，進(jìn)行變壓器的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。但在啟動(dòng)過(guò)程中，必須先啟動(dòng)鼠籠式電動(dòng)機(jī)，再合上調(diào)壓器，由零逐漸升壓，否則有可能使聯(lián)接靠背輪扭斷。實(shí)施例3，如圖3，與實(shí)施例1不同的是所述的試驗(yàn)電源模塊1還可為異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)12和無(wú)刷中頻同步電動(dòng)機(jī)13組成的中頻無(wú)刷勵(lì)磁同步電機(jī)組，無(wú)刷中頻同步電動(dòng)機(jī) 13與第二升壓變壓器15相連，鐵心電抗器16設(shè)置在無(wú)刷中頻同步電動(dòng)機(jī)13與第二升壓變壓器15之間，空心電抗體14與第二升壓變壓器15相連。其工作原理為中頻發(fā)電機(jī)發(fā)出一定頻率O50Hz)的單相或三相交流電能，經(jīng)中間變壓器升壓，同時(shí)用補(bǔ)償電抗器來(lái)調(diào)整補(bǔ)償被試變壓器的電容性電流，以獲取所需的試驗(yàn)電壓。這種工作原理和方式可用得到所需頻率的試驗(yàn)電壓。電網(wǎng)電源僅用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組和提供直流勵(lì)磁電源，使試驗(yàn)電源與電網(wǎng)電源實(shí)現(xiàn)隔離，從而消除了試驗(yàn)回路來(lái)自電網(wǎng)系統(tǒng)的干擾。無(wú)刷勵(lì)磁方式也大大降低了電源本身的干擾水平，因此在進(jìn)行感應(yīng)耐壓試驗(yàn)的同時(shí)可進(jìn)行局部放電試驗(yàn)。實(shí)施例4，如圖4，與實(shí)施例1不同的是所述的試驗(yàn)電源模塊1還可為三臺(tái)單相變壓器或一臺(tái)三相變壓器，變壓器一次側(cè)接成星形，二次側(cè)接成開口三角形。在變壓器的星形側(cè)，加上對(duì)稱的三相正弦波電源，并升高電壓讓鐵心磁路飽和，使鐵心中磁通所含三次諧波的成分增多，相應(yīng)在鐵心線圈上感應(yīng)的三次諧波電壓也增高，這樣在接成開口三角形的繞組中，就有基波和三次諧波電壓，由于三相基波的相量互相差120度角度，在開口三角形中串接起來(lái)其和為零，而三次諧波是同相的，故得到三相三次諧波的相量和為
4 = 也+um+ ^,于是在幵口三角形側(cè)便可得到三倍頻率的電源。所述的超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置，其變壓器現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)是在變壓器的低壓側(cè)加電壓，在高壓側(cè)、中壓側(cè)感應(yīng)出規(guī)定值的電壓，從而考核變壓器的主絕緣 (指繞組對(duì)地、相間及不同電壓等級(jí)的繞組間的絕緣)和縱絕緣(繞組層間、匝間及段間) 的電氣強(qiáng)度，從而考核運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)的質(zhì)量。其試驗(yàn)電源模塊1變壓器鐵芯的伏安曲線，一般設(shè)計(jì)在額定頻率和電壓時(shí)接近彎曲部分。若在額定頻率時(shí)，用兩倍額定電壓施加于被試變壓器的一側(cè)繞組，鐵芯會(huì)飽和，必然使空載電流急劇增加，達(dá)到不能允許的程度，為了使在兩倍額定電壓下，鐵芯仍不致飽和，可采取提高電源頻率的辦法。工程上一般要求電源頻率為100 400Hz，所以試驗(yàn)電源采用變頻電源。其試驗(yàn)變壓器2的高、低壓繞組及鐵芯間均設(shè)靜電屏蔽層，既作為勵(lì)磁變壓器，又是隔離變壓器，試驗(yàn)變壓器設(shè)計(jì)裕度為在最大負(fù)荷條件下能連續(xù)運(yùn)行3小時(shí)，且須有承受變壓器總重的起吊裝置，變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)在經(jīng)過(guò)正常的鐵路、公路運(yùn)輸后緊固件不松動(dòng)，變壓器的組、部件，如套管、閥門和儲(chǔ)油柜等的結(jié)構(gòu)及布置位置，不防礙吊裝、運(yùn)輸及運(yùn)輸中緊固定位。其試驗(yàn)補(bǔ)償電抗器3配置補(bǔ)償電壓器的目的是對(duì)被試變壓器的容性電流進(jìn)行補(bǔ)償，減小試驗(yàn)電源容量；其分壓器4用于對(duì)試驗(yàn)變壓器輸出電壓進(jìn)行測(cè)量。補(bǔ)償電抗器與被試變壓器的等效電容并聯(lián)，在高于IOOHz的頻率下回路達(dá)到并聯(lián)諧振狀態(tài)，從而補(bǔ)償電抗器中流通的感性電流完全補(bǔ)償了被試變壓器中流通的容性電流，試驗(yàn)中消耗的無(wú)功功率通過(guò)補(bǔ)償電抗器完全補(bǔ)償，系統(tǒng)只需要提供有功功率。變壓器現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)中，高壓和中壓側(cè)完全空載，在理論上，僅在直接加壓的低壓側(cè)有極小的電流流通，而在承受感應(yīng)電壓的中壓、高壓側(cè)僅有極小的電流流過(guò)，試驗(yàn)電流則主要是電容性的，等效回路中的分布電容起著主要作用，而分布電阻和電感都幾乎可以忽略，整個(gè)被試變壓器對(duì)外可以等效為一個(gè)集中性的電容，而這個(gè)電容包括了繞組匝間電容、繞組餅間電容、繞組相間電容以及空間雜散電容等。本實(shí)用新型用于甘肅大唐景泰電廠#1、#2主變、華能平?jīng)鲭姀S#5、#6主變、750kV 武勝變電站主變等多臺(tái)各類型750kV變壓器的現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)，有效地檢驗(yàn)了變壓器運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)的質(zhì)量，保證了設(shè)備能夠安全穩(wěn)定地投入運(yùn)行，試驗(yàn)過(guò)程及方案如下述具體應(yīng)用實(shí)例1，如圖5所示，被試變壓器低壓側(cè)最高試驗(yàn)電壓為31. 6kV，試驗(yàn)變壓器選擇A5 (40kV抽頭)和X輸出，采取雙邊對(duì)稱加壓方式，A3 (20kV抽頭)接地。為減小單臺(tái)電抗器補(bǔ)償電流，選擇兩臺(tái)2H的補(bǔ)償電抗器并聯(lián)接入補(bǔ)償。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1表1景泰電廠#1主變現(xiàn)場(chǎng)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)
權(quán)利要求1.一種超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)電源模塊，試驗(yàn)變壓器，試驗(yàn)補(bǔ)償電抗器和分壓器，試驗(yàn)補(bǔ)償電抗器與分壓器并聯(lián)設(shè)置在試驗(yàn)變壓器和被試變壓器之間，試驗(yàn)電源模塊與試驗(yàn)變壓器相連。
2.如權(quán)利要求1所述的超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的試驗(yàn)電源模塊為大功率變頻電源。
3.如權(quán)利要求1或2所述的超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的試驗(yàn)電源模塊為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)組成的倍頻電源，包括三相轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)和三相異步鼠籠電動(dòng)機(jī)，三相異步鼠籠電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)三相轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)，三相異步鼠籠電動(dòng)機(jī)上設(shè)有啟動(dòng)器，三相轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)上設(shè)有調(diào)壓器，三相轉(zhuǎn)子繞線式異步電動(dòng)機(jī)與第一升壓變壓器相連，第一升壓變壓器與分壓測(cè)量系統(tǒng)相連。
4.如權(quán)利要求1或2所述的超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的試驗(yàn)電源模塊為異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和無(wú)刷中頻同步電動(dòng)機(jī)組成的中頻無(wú)刷勵(lì)磁同步電機(jī)組，無(wú)刷中頻同步電動(dòng)機(jī)與第二升壓變壓器相連，鐵心電抗器設(shè)置在無(wú)刷中頻同步電動(dòng)機(jī)與第二升壓變壓器之間，空心電抗體與第二升壓變壓器相連。
5.如權(quán)利要求1或2所述的超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的試驗(yàn)電源模塊為三臺(tái)單相變壓器或一臺(tái)三相變壓器，變壓器一次側(cè)接成星形，二次側(cè)接成開口三角形。
6.如權(quán)利要求1所述的超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的試驗(yàn)變壓器采用二次側(cè)多抽頭變壓器，其一次側(cè)與變頻電源輸出連接，二次側(cè)輸出端子絕緣水平均大于或等于40kV。
專利摘要本實(shí)用新型涉及超高壓、特高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超高壓變壓器長(zhǎng)時(shí)感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置。其特點(diǎn)在于所述的試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)電源模塊，試驗(yàn)變壓器，試驗(yàn)補(bǔ)償電抗器和分壓器，試驗(yàn)補(bǔ)償電抗器與分壓器并聯(lián)設(shè)置在試驗(yàn)變壓器和被試變壓器之間，試驗(yàn)電源模塊與試驗(yàn)變壓器相連。其在實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)對(duì)各部件的參數(shù)進(jìn)行配置，根據(jù)變壓器型號(hào)可直接確定試驗(yàn)所需補(bǔ)償電抗器的參數(shù)，免去了以往通過(guò)多次嘗試確定補(bǔ)償電抗器參數(shù)過(guò)程；對(duì)稱加壓法的使用，可降低單臺(tái)試驗(yàn)變壓器、單臺(tái)電抗器的設(shè)計(jì)絕緣水平，與原有設(shè)備相比不僅制造方便、運(yùn)輸容易，而且與高額定電壓的設(shè)備相比，適用性更強(qiáng)，不僅科學(xué)合理而且更加經(jīng)濟(jì)。
文檔編號(hào)G01R31/14GK201955438SQ20112004064
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者孫亞明, 孫興彬, 彭鵬, 楊志華, 江峰, 王多, 王成生, 王維洲, 胡春江, 范迪銘, 靳丹 申請(qǐng)人:甘肅電力科學(xué)研究院