ZTX-100KVA500KV工頻電試驗(yàn)變壓器成套試驗(yàn)裝置

一、設(shè)備適用范圍

本套設(shè)備主要用于互感器、電力變壓器、高壓斷路器、耦合電容器、電容套管、開(kāi)關(guān)等試品進(jìn)行工頻耐壓、局部放電及其他科學(xué)試驗(yàn)研究。

二、方案編寫(xiě)說(shuō)明

本套設(shè)備的試驗(yàn)對(duì)象為主要為容性試品，同時(shí)也考慮了阻性和感性試品。

該設(shè)備方案是利用工頻串級(jí)試驗(yàn)變壓器產(chǎn)生工頻高電壓，設(shè)備由二臺(tái)組成，組成500kV/0.3A 高電壓試驗(yàn)裝置。

三、使用條件

海拔高度：≤1000m

環(huán)境溫度：－15℃～＋40℃

最大日溫差：≤25℃

空氣相對(duì)濕度：≤90％（20℃）

耐地震能力: ≤8級(jí)

地面水平加速度3.0m/s2、地面垂直加速度1.5m/s2

電源電壓的波形為實(shí)際正弦波,波形畸變率<3%

設(shè)有一可靠接地點(diǎn),接地電阻＜0.5Ω

安裝地點(diǎn):戶(hù)內(nèi)

四、遵循技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

JB/T9641　　試驗(yàn)變壓器

GB10229　　電抗器

GB1094.1～GB1094.5　　電力變壓器  

GB/T.311.1　　高壓輸變電設(shè)備的絕緣與配合

GB/T16927.1　　高電壓試驗(yàn)技術(shù)第一部分　　一般試驗(yàn)要求

GB/T16927.2　　高電壓試驗(yàn)技術(shù)第二部分　　測(cè)量系統(tǒng)

GB7328　　變壓器和電抗器的聲級(jí)測(cè)量

GB/7354　　局部放電測(cè)量

GB/T509　　電力變壓器試驗(yàn)導(dǎo)則

GB2536　　變壓器油

JB/T563　　耦合電容器及電容分壓器訂貨技術(shù)條件

JB/T8169　　耦合電容器及電容分壓器

GB4208　　外殼防護(hù)等級(jí)

GB/T191　　包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志

DL/T 848.2　　高壓試驗(yàn)裝置通用技術(shù)條件 第2部分：工頻高壓試驗(yàn)裝置

DL/T 848.3　　高壓試驗(yàn)裝置通用技術(shù)條件 第3部分：無(wú)局放試驗(yàn)變壓器

GB5273　　變壓器、高壓電器和套管的接線(xiàn)端子

GB/T11920　　電站電氣部分集中控制裝置通用技術(shù)條件

IEC60-1　　高電壓試驗(yàn)技術(shù)

DL/T 846.1　　高電壓測(cè)試設(shè)備通用技術(shù)條件 第1部分：高電壓分壓器測(cè)量系統(tǒng)

六、總體技術(shù)要求

額定輸出容量：100kVA

額定輸出電壓：500kV

額定輸出電流：0.25A

額定輸入電壓：0.38kV

短路阻抗：<18%

運(yùn)行時(shí)間：100%額定電壓下、100%額定電流下運(yùn)行60分鐘； 2/3額定電壓下和2/3額定電流時(shí)，允許連續(xù)運(yùn)行允許連續(xù)運(yùn)行。

成套裝置波形畸變率：調(diào)壓器輸入電壓波形畸變率<3%時(shí)，成套設(shè)備本身的波形畸變率≤3%

七、各部件參數(shù)

7.1 ZTX 100／0.38/0～0.65柱式調(diào)壓器

型號(hào)：ZTX –100／0.38/0～0.65

相數(shù)：?jiǎn)蜗?/span>

頻率：50Hz

額定容量：100kVA

額定輸入電壓：0.38kV

額定輸入電流250A

額定輸出電壓：0～0.650kV

額定輸出電流154A

波形畸變率：≤3%

起始電壓：≤2％

短路阻抗：≤8％

冷卻方式：ONAN

調(diào)壓方式:電動(dòng)調(diào)壓

運(yùn)行時(shí)間：同變壓器

7.2ZTXW－100／2×250工頻試驗(yàn)變壓器

型號(hào)：ZTX－150／2×250

結(jié)構(gòu)型式：絕緣外殼油浸自然冷，二級(jí)疊裝串聯(lián)

相數(shù)：?jiǎn)蜗?/span>

頻率： 50Hz

額定輸入電壓：0.60kV

額定輸入電流167A

額定輸出電壓：500kV

額定輸出電流：0.2A

額定輸出容量：100kVA

測(cè)量繞組電壓比：2000：1

波形畸變率：≤5%

串級(jí)空載電流：≤10% （不包括電容電流）

介質(zhì)損耗因數(shù)：tanδ≤0.3%

絕緣水平：100%額定自感應(yīng)耐壓15分鐘

兩級(jí)串接阻抗電壓：≤18%

兩臺(tái)串級(jí)后電壓分布不均勻度＜±5%

繞組均不造成熱損壞和繞組變形。

過(guò)壓能力：在110％UH時(shí)間10min下過(guò)電壓，不造成試驗(yàn)變壓器任何絕緣損壞，此時(shí)波形畸變率≤5%.

運(yùn)行時(shí)間：100%額定電壓下、100%額定電流下運(yùn)行30分鐘； 2/3額定電壓下和2/3額定電流時(shí)，允許連續(xù)運(yùn)行。變壓器繞組溫升≤65K，油面溫升≤55K。

串接變壓器均壓罩與保護(hù)電阻接口可以180°旋轉(zhuǎn)

7.3.1 下級(jí)變壓器技術(shù)指標(biāo)：

型號(hào)：ZTX－100/250-I  

結(jié)構(gòu)型式：絕緣外殼油浸自然冷卻

相數(shù)：?jiǎn)蜗?/span>

頻率:50Hz

額定電壓：低壓繞組0.60kV

高壓繞組250kV

累接繞組0.600kV

額定容量：低壓繞組100kVA

高壓繞組50kVA

累接繞組50kVA        

額定電流：低壓繞組166A

高壓繞組0.2A

累接繞組85A

短路阻抗：≤10％

絕緣水平：100%倍額定自感應(yīng)耐壓10分鐘

測(cè)量繞組電壓比：1000：1

波形畸變率：≤3%

介質(zhì)損耗因數(shù)：tanδ≤0.3%    

過(guò)流能力：在110％In額定電流持續(xù)時(shí)間5min工況情況下，過(guò)電流對(duì)試驗(yàn)變壓器繞組均不造成熱損壞和繞組變形。

過(guò)壓能力：在100％UH時(shí)間10min下過(guò)電壓，不造成試驗(yàn)變壓器任何絕緣損壞，此時(shí)波形畸變率≤5%.

運(yùn)行時(shí)間：100%額定電壓下、100%額定電流下運(yùn)行30分鐘； 2/3額定電壓下和2/3額定電流時(shí)，允許連續(xù)運(yùn)行允許連續(xù)運(yùn)行。變壓器繞組溫升≤65K，油面溫升≤55K。

7.3.2上級(jí)變壓器技術(shù)指標(biāo)：

型號(hào)ZTX－50/250-II

結(jié)構(gòu)型式：絕緣外殼油浸自然冷卻

相數(shù)：?jiǎn)蜗?/span>

頻率：50Hz

額定電壓：低壓繞組0.60kV

高壓繞組250kV

額定容量：低壓繞組50kVA

高壓繞組50kVA

額定電流：低壓繞組84A

高壓繞組.0.3

短路阻抗：≤8％

絕緣水平：100%額定自感應(yīng)耐壓10分鐘

測(cè)量繞組電壓比：1000：1

波形畸變率：≤3%

介質(zhì)損耗因數(shù)：tanδ≤0.3%    

過(guò)流能力：在110％In額定電流持續(xù)時(shí)間1min工況情況下，過(guò)電流對(duì)試驗(yàn)變壓器繞組均不造成熱損壞和繞組變形。

過(guò)壓能力：在110％UH時(shí)間10min下過(guò)電壓，不造成試驗(yàn)變壓器任何絕緣損壞，此時(shí)波形畸變率≤5%.

運(yùn)行時(shí)間：在100%UH、IH下從環(huán)境溫度開(kāi)始允許運(yùn)行60分鐘, 在80%UH、IH下從環(huán)境溫度開(kāi)始允許連續(xù)運(yùn)行，變壓器繞組溫升≤65K，油面溫升≤55K。

a、2級(jí)串級(jí)試驗(yàn)變壓器電磁結(jié)構(gòu)介紹：

內(nèi)部結(jié)構(gòu):

繞組采用一次制作成形的軟角環(huán)折邊，增加繞組端部的爬電距離；

線(xiàn)圈采用粘連帶不浸漆工藝，確保線(xiàn)圈不由于浸漆工藝帶來(lái)的諸多汽泡、漆中導(dǎo)電物質(zhì)引起的局部放電; 主絕緣部份采用靜電板和靜電環(huán)，器身內(nèi)部確保無(wú)銳角現(xiàn)象出現(xiàn)，充分地采用靜電板、環(huán)來(lái)調(diào)整變壓器的內(nèi)部電場(chǎng)，使得各部分的電場(chǎng)分布趨于均勻；

變壓器的一次線(xiàn)圈和二次線(xiàn)圈間設(shè)有靜電屏蔽層，一、二次線(xiàn)圈內(nèi)的骨架均設(shè)有屏蔽層，以用來(lái)屏蔽由于骨架內(nèi)部的導(dǎo)電物質(zhì)或汽泡引起的放電。

下級(jí)變壓器線(xiàn)圈設(shè)在二次線(xiàn)圈（高壓）外的屏蔽環(huán)內(nèi)，以降低變壓器出線(xiàn)外的電場(chǎng)強(qiáng)度

變壓器二次（高壓）引線(xiàn)均由大直徑導(dǎo)電管引出，頂部法蘭螺栓外部采用屏蔽環(huán)，外部采用屏蔽電極，以用來(lái)屏蔽螺栓聯(lián)接處電場(chǎng)分布不均勻引起的局部放電；

每只（高壓）線(xiàn)圈外均設(shè)有高壓靜電環(huán)，改善高壓部分在油中的電場(chǎng)分布。

繞組主絕緣為在每級(jí)上采用U型絕緣油屏，將250kV的主絕緣油障改為薄紙筒小油隙，在有效主絕緣內(nèi)，提高元件的擊穿場(chǎng)強(qiáng);

所有層間絕緣材料均采用500kV級(jí)以上超高壓電纜紙絕緣；主絕緣采用25#變壓器油絕緣，耐壓在標(biāo)準(zhǔn)油杯中＞60kV/2.5mm，介損≤0.02%，微水含量≤10ppm。

外部結(jié)構(gòu):

絕緣筒表面在加工后涂有絕緣漆且要求此涂層有較強(qiáng)的增水性，以防此絕緣外殼受濕氣的影響而改變筒表面的電場(chǎng)分布及降低耐電強(qiáng)度;

上、下法蘭處均在外部設(shè)有靜電屏蔽環(huán)，將所有聯(lián)接處的金屬件屏蔽，改善絕緣筒兩端部的絕緣分布;

變壓器頂部設(shè)有大直徑的不銹鋼屏蔽罩，改善變壓器高壓電極處的電場(chǎng)分布

變壓器繞組溫升及機(jī)械強(qiáng)度

由于高電壓試驗(yàn)變壓器屬于高電壓厚絕緣結(jié)構(gòu)，線(xiàn)圈損耗產(chǎn)生的熱量不易傳導(dǎo)出來(lái)，所以變壓器的熱過(guò)程只能按蓄熱計(jì)算，故要降低繞組導(dǎo)線(xiàn)的電流密度，達(dá)到降低變壓器的負(fù)載損耗和增加儲(chǔ)熱元件的目的.

為確保變壓器輸出波形畸變率小，變壓器的磁通密度設(shè)計(jì)在硅鋼片拐點(diǎn)以下，鐵心磁密＜1.5T,鐵芯采用優(yōu)質(zhì)的DQ130-30晶粒聯(lián)向硅鋼片,疊裝45°全斜接縫,保證碾壓方向一致,疊裝后用環(huán)氧布帶纏緊烘干,無(wú)松致動(dòng),從而降低變壓器的空載損耗及噪音.

變壓器線(xiàn)圈制作的原材料，特別是絕緣材料，在制作前均存放于溫度＜50～60%的恒溫環(huán)境內(nèi)，充分自然去除水份，以防止由于線(xiàn)圈制作安裝后絕緣干燥引起的線(xiàn)圈松動(dòng)。

線(xiàn)圈每層端部均采用端圈粘連壓緊結(jié)構(gòu)，以防止導(dǎo)線(xiàn)在端部出現(xiàn)的移位和跳線(xiàn)。

整體結(jié)構(gòu)為絕緣筒，絕緣筒采用無(wú)捻粗紗纏繞，恒溫帶壓繞制，密度高，泄漏電流小且不易吸潮。上下法蘭采用特殊工藝解決困擾多年的鐵封板與環(huán)氧氧制品熱脹冷縮導(dǎo)致的漏油和環(huán)氧筒分層（經(jīng)過(guò)精確計(jì)算添加適量增韌劑）

b、2級(jí)串級(jí)試驗(yàn)變壓器結(jié)構(gòu)介紹：

成套試驗(yàn)變壓器由二級(jí)組成，上節(jié)參數(shù)為75kV/0.666A，下節(jié)參數(shù)為150kV/0.3A 。二臺(tái)串聯(lián)后組成500kV/0.2A 高電壓試驗(yàn)裝置。下級(jí)既是變壓器，又是上級(jí)變壓器的絕緣支撐，絕緣筒分別能承受上級(jí)變壓器的總重量。

變壓器采用絕緣外殼、圓筒式結(jié)構(gòu)變壓器為“口”字形鐵芯，上下為芯柱，左右為軛柱，上下芯柱均裝有兩只高壓線(xiàn)圈和低壓線(xiàn)圈，以及勵(lì)磁線(xiàn)圈。兩只高壓線(xiàn)圈、兩只低壓線(xiàn)圈及勵(lì)磁線(xiàn)圈兩兩并聯(lián)，為了使線(xiàn)圈并聯(lián)的安全可靠，需控制線(xiàn)圈的直流電阻、電抗值、匝數(shù)、絕緣厚度等，為控制這一參數(shù)，對(duì)線(xiàn)圈制造提出了更高的要求，要求繞制時(shí)，對(duì)上、下線(xiàn)圈匝數(shù)、直徑、寬度、絕緣紙張數(shù)量等嚴(yán)格控制之間誤差，確保上、下級(jí)線(xiàn)圈的參數(shù)基本相等。

由于試驗(yàn)變壓器經(jīng)常工作在試品放電狀態(tài)下，因此，為了改善由于試品放電引起的起始電壓分布不均勻，線(xiàn)圈采用寶塔形、圓筒式結(jié)構(gòu)，充分利用圓筒式的分布電容來(lái)改善起始電壓均布