ZTX-100KVA500KV工頻電試驗變壓器成套試驗裝置

一、設備適用范圍

本套設備主要用于互感器、電力變壓器、高壓斷路器、耦合電容器、電容套管、開關等試品進行工頻耐壓、局部放電及其他科學試驗研究。

二、方案編寫說明

本套設備的試驗對象為主要為容性試品，同時也考慮了阻性和感性試品。

該設備方案是利用工頻串級試驗變壓器產生工頻高電壓，設備由二臺組成，組成500kV/0.3A 高電壓試驗裝置。

三、使用條件

海拔高度：≤1000m

環境溫度：－15℃～＋40℃

日溫差：≤25℃

空氣相對濕度：≤90％（20℃）

耐地震能力: ≤8級

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際正弦波,波形畸變率<3%

設有一可靠接地點,接地電阻＜0.5Ω

安裝地點:戶內

四、遵循技術標準

JB/T9641　　試驗變壓器

GB10229　　電抗器

GB1094.1～GB1094.5　　電力變壓器

GB/T.311.1　　高壓輸變電設備的絕緣與配合

GB/T16927.1　　高電壓試驗技術部分　　一般試驗要求

GB/T16927.2　　高電壓試驗技術第二部分　　測量系統

GB7328　　變壓器和電抗器的聲級測量

GB/7354　　局部放電測量

GB/T509　　電力變壓器試驗導則

GB2536　　變壓器油

JB/T563　　耦合電容器及電容分壓器訂貨技術條件

JB/T8169　　耦合電容器及電容分壓器

GB4208　　外殼防護等級

GB/T191　　包裝儲運圖示標志

DL/T 848.2　　高壓試驗裝置通用技術條件 第2部分：工頻高壓試驗裝置

DL/T 848.3　　高壓試驗裝置通用技術條件 第3部分：無局放試驗變壓器

GB5273　　變壓器、高壓電器和套管的接線端子

GB/T11920　　電站電氣部分集中控制裝置通用技術條件

IEC60-1　　高電壓試驗技術

DL/T 846.1　　高電壓測試設備通用技術條件 第1部分：高電壓分壓器測量系統

六、總體技術要求

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%

運行時間：99%額定電壓下、99%額定電流下運行60分鐘； 2/3額定電壓下和2/3額定電流時，允許連續運行允許連續運行。

成套裝置波形畸變率：調壓器輸入電壓波形畸變率<3%時，成套設備本身的波形畸變率≤3%

七、各部件參數

7.1 ZTX 100／0.38/0～0.65柱式調壓器

型號：ZTX –100／0.38/0～0.65

相數：單相

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

調壓方式:電動調壓

運行時間：同變壓器

7.3 ZTXW－100／2×250工頻試驗變壓器

型號：ZTX－150／2×250

結構型式：絕緣外殼油浸自然冷，二級疊裝串聯

相數：單相

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

測量繞組電壓比：2000：1

波形畸變率：≤5%

串級空載電流：≤10% （不包括電容電流）

介質損耗因數：tanδ≤0.3%

絕緣水平：99%額定自感應耐壓15分鐘

兩級串接阻抗電壓：≤18%

兩臺串級后電壓分布不均勻度＜±5%

繞組均不造成熱損壞和繞組變形。

過壓能力：在110％UH時間10min下過電壓，不造成試驗變壓器任何絕緣損壞，此時波形畸變率≤5%.

運行時間：99%額定電壓下、99%額定電流下運行30分鐘； 2/3額定電壓下和2/3額定電流時，允許連續運行。變壓器繞組溫升≤65K，油面溫升≤55K。

串接變壓器均壓罩與保護電阻接口可以180°旋轉

7.4.1 下級變壓器技術指標：

型號：ZTX－100/250-I

結構型式：絕緣外殼油浸自然冷卻

相數：單相

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：99%倍額定自感應耐壓10分鐘

測量繞組電壓比：1000：1

波形畸變率：≤3%

介質損耗因數：tanδ≤0.3%

過流能力：在110％In額定電流持續時間5min工況情況下，過電流對試驗變壓器繞組均不造成熱損壞和繞組變形。

過壓能力：在100％UH時間10min下過電壓，不造成試驗變壓器任何絕緣損壞，此時波形畸變率≤5%.

運行時間：99%額定電壓下、99%額定電流下運行30分鐘； 2/3額定電壓下和2/3額定電流時，允許連續運行允許連續運行。變壓器繞組溫升≤65K，油面溫升≤55K。

7.4.2上級變壓器技術指標：

型號ZTX－50/250-II

結構型式：絕緣外殼油浸自然冷卻

相數：單相

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：99%額定自感應耐壓10分鐘

測量繞組電壓比：1000：1

波形畸變率：≤3%

介質損耗因數：tanδ≤0.3%

過流能力：在110％In額定電流持續時間1min工況情況下，過電流對試驗變壓器繞組均不造成熱損壞和繞組變形。

過壓能力：在110％UH時間10min下過電壓，不造成試驗變壓器任何絕緣損壞，此時波形畸變率≤5%.

運行時間：在99%UH、IH下從環境溫度開始允許運行60分鐘, 在80%UH、IH下從環境溫度開始允許連續運行，變壓器繞組溫升≤65K，油面溫升≤55K。

a、2級串級試驗變壓器電磁結構介紹：

內部結構:

繞組采用一次制作成形的軟角環折邊，增加繞組端部的爬電距離；

線圈采用粘連帶不浸漆工藝，確保線圈不由于浸漆工藝帶來的諸多汽泡、漆中導電物質引起的局部放電;主絕緣部份采用靜電板和靜電環，器身內部確保無銳角現象出現，充分地采用靜電板、環來調整變壓器的內部電場，使得各部分的電場分布趨于均勻；

變壓器的一次線圈和二次線圈間設有靜電屏蔽層，一、二次線圈內的骨架均設有屏蔽層，以用來屏蔽由于骨架內部的導電物質或汽泡引起的放電。

下級變壓器線圈設在二次線圈（高壓）外的屏蔽環內，以降低變壓器出線外的電場強度

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

每只（高壓）線圈外均設有高壓靜電環，改善高壓部分在油中的電場分布。

繞組主絕緣為在每級上采用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，提高元件的擊穿場強;

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

外部結構:

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

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

變壓器頂部設有大直徑的不銹鋼屏蔽罩，改善變壓器高壓電極處的電場分布

變壓器繞組溫升及機械強度

由于高電壓試驗變壓器屬于高電壓厚絕緣結構，線圈損耗產生的熱量不易傳導出來，所以變壓器的熱過程只能按蓄熱計算，故要降低繞組導線的電流密度，達到降低變壓器的負載損耗和增加儲熱元件的目的.

為確保變壓器輸出波形畸變率小，變壓器的磁通密度設計在硅鋼片拐點以下，鐵心磁密＜1.5T,鐵芯采用優質的DQ130-30晶粒聯向硅鋼片,疊裝45°全斜接縫,保證碾壓方向一致,疊裝后用環氧布帶纏緊烘干,無松致動,從而降低變壓器的空載損耗及噪音.

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

線圈每層端部均采用端圈粘連壓緊結構，以防止導線在端部出現的移位和跳線。

整體結構為絕緣筒，絕緣筒采用無捻粗紗纏繞，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氧氧制品熱脹冷縮導致的漏油和環氧筒分層（經過精確計算添加適量增韌劑）

密封膠墊采用航空技術生產氟橡膠，耐磨、耐溫、耐壓，硬度達70，拉伸強度1Mpa>12，拉斷伸長率200，空氣壓縮變形35，浸25＃變壓器油變形50。

b、2級串級試驗變壓器結構介紹：

成套試驗變壓器由二級組成，上節參數為75kV/0.666A，下節參數為150kV/0.3A 。二臺串聯后組成500kV/0.2A 高電壓試驗裝置。下級既是變壓器，又是上級變壓器的絕緣支撐，絕緣筒分別能承受上級變壓器的總重量。

變壓器采用絕緣外殼、圓筒式結構變壓器為“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圈和低壓線圈，以及勵磁線圈。兩只高壓線圈、兩只低壓線圈及勵磁線圈兩兩并聯，為了使線圈并聯的安全可靠，需控制線圈的直流電阻、電抗值、匝數、絕緣厚度等，為控制這一參數，對線圈制造提出了更高的要求，要求繞制時，對上、下線圈匝數、直徑、寬度、絕緣紙張數量等嚴格控制之間誤差，確保上、下級線圈的參數基本相等。

由于試驗變壓器經常工作在試品放電狀態下，因此，為了改善由于試品放電引起的起始電壓分布不均勻，線圈采用寶塔形、圓筒式結構，充分利用圓筒式的分布電容來改善起始電壓均布

額定電流：0. 25A

標稱阻值20kΩ

運行時間：同變壓器

溫升：H級(135℃)

結構型式：

電阻采用漆包電阻絲纏繞在環氧樹脂板上，采用蜂窩式結構，使電熱絲發出的熱量和空氣充分交換，降低電阻使用時的溫度，保證電阻母體材料在受熱時強度不降低。兩端用連接管與變壓器和分壓器相連。

8.6 ZTF－500/100電容分壓器

型號：ZTF－500/100

額定電壓500kV

標稱電容量150pF(2臺300PF/300KV電容器串聯)

介質損耗: ≤0.35％

絕緣水平：120%額定電壓下1min無異常

標稱分壓比： 1000:1

測量不確定度：包含低壓臂、測量電纜、數字峰值電壓表 ≤±1.5％

結構型式：絕緣外殼油紙電容結構：由頂罩、均壓環、電容器本體、移動底座、低壓臂等組成。

分壓器同時可作為耦合電容器用于局部放電量的測量。

運行時間:同變壓器