关于大型变压器长时间感应耐压试验设备配置及集成化的思考.docx

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关于大型变压器长时间感应耐压试验设备配置及集成化的思考

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2.中国能源建设集团华东电力试验研究院有限公司浙江杭州311200）

摘要：本文详细介绍了大型变压器长时间感应耐压试验设备中变频电源、励磁变、补偿电抗器等设备的参数计算、容量选择及集成化考虑。

关键词：大型变压器；长时感应耐压试验；试验设备配置；集成化

0引言

现场局部放电试验作为变压器验收投运前的最后一项试验，是变压器生产、运输、安装质量的一个综合性考验。现场局部放电试验最主要的问题是变压器长时间感应耐压试验所需的试验电源装置和现场局放的干扰问题。

变压器现场长时感应耐压一般采用低压励磁方式，需使用变频电源、励磁变压器、补偿电抗器等大型试验设备。变频电源、励磁变、补偿电抗器参数的选择，特别是选择一套适用范围广的感应耐压试验装置，对于大型电建施工企业，一直是个难题。本文就感应耐压试验装置试验设备参数选择，集成化等方面做了一些论述，并在现场进行了应用，取得了良好的效果。

一．试验设备参数选择

1、无局放变频电源容量的选择

变压器感应耐压试验时功率主要包括有功功率和无功功率两部分。无功部分可通过电抗器来进行补偿，而有功部分是无法补偿的，只能由变频电源来提供。选择合适容量的变频电源，满足大部分变压器感应耐压试验需要，显得至关重要。变频电源的容量选择与变压器空载损耗有着很大的关系。变压器的铁损与电源频率和磁通密度的变化有一定的比率关系，根据试验结果，其试验频率下的铁损P0与额定频率下的铁损P0的关系可用下式【1】表示(单位kW)：

按照冷轧硅钢片取值，150Hz试验频率下的铁损，因此变频源的容量选择大约为变压器空载损耗的1.6倍。

据统计，目前500kV电压等级的大型油浸式变压器变压器，以1000MW及以上机组的三相一体主变为最大，该类型变压器的空载损耗普遍要大于340kW，因此完成该类型变压器的感应耐压试验需要2台400kW及以上的变频电源并联使用。而接下来以660MW机组的三相一体主变次之，该类型变压器的空载损耗普遍要小于300kW。变电站的大型变压器，500kV主变一般为分相、容量大部分为334MVA,空载损耗一般小于100kW。220kV主变的容量一般为240MVA或180MVA，其空载损耗也要小于100kW。因此，为满足大部分变压器感应耐压试验的要求，变频电源可考虑采用输出功率450kW、频率范围30～300Hz、输出电压0～350V、局放量在10pC以下的变频源，这样就能满足660MW及以下发电机组主变和500kV及以下变电站主变的长时间感应耐压试验的要求。

2、无局放励磁变压器的选择

励磁变的选择对于感应耐压试验也是至关重要的，首先它的容量选择应该与变频源相匹配，其次是励磁电压输出的选择。选择合适的励磁电压，可以使得变频电源和励磁变的容量得以充分利用。

现在大型燃煤发电机组的发电机出口电压一般为13.8kV、20kV、22kV、24kV、27kV几个电压等级，燃气轮发电机组的发电机出口电压有10.5kV、15.75kV、19kV等不同电压等级，发电厂的厂用电设计一般采用10.5kV和6.3kV两种。大型发电厂的主变低压侧电压一般与发电机出口电压相匹配，接线组别为Ynd11,启动备用变压器低压侧电压与厂用电电压相匹配，接线组别为YN,yn0(d)。因此对于发电厂而言，励磁变的输出电压应能满足低压绕组为6.3～27kV变压器感应耐压试验的要求。

我国电网电压等级的划分基本上以500、330、220kV为输电电压等级，以110、35kV为高压配电电压等级，以20、10kV为中压配电电压等级，因此变电站主变低压绕组的电压一般为35kV、20kV、10kV三个电压等级。对于变电站而言，励磁变的输出电压应能满足低压绕组为10.5～37kV变压器局放试验的要求。

根据接线组别，结合各类型变压器实际低压绕组电压，按照局部放电试验最高试验电压1.7Um/√3时计算，所需励磁电压约为6.3～70kV，因此励磁变配置可考虑采用额定容量450kW、高压输出电压、电流25kV/4.5A×4（可输出±25kV、±50kV、25kV、50kV），低压输入（300V、350V、400V、500V）×2，局放量在10pC以下的励磁变。进行低压绕组为27kV及以下大型变压器感应耐压时，采用单边输出，并联补偿方式。进行低压绕组为35kV及以上大型变压器感应耐压时，采用双边输出，双边并联补偿的方式。这样就能满足大部分变压器感应耐压试验励磁电压的要求。

3、无局放补偿电抗器的选择

变压器感应耐压试验中，电抗器的作用主要是用来补偿变压器电容产生的无功损耗。能满足特大容量变压器无功补偿需要的电抗器，一般也能满足普通变压器的无功补偿需要，区别在于试验频率的变化。因此我们采用集中电容法【2】