隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，原供電系統(tǒng)的10KV供電電壓等級(jí)已無法滿足越來越大的電力負(fù)荷的需求。為適應(yīng)這種情況，35KV、110KV、220KV供電等級(jí)的電力變壓器已在包鋼得到了廣泛的應(yīng)用。 由于35KV以上的電力變壓器的絕緣材料及處理工藝的復(fù)雜要求，全部做成分級(jí)絕緣變壓器。也就是人們常說的半絕緣變壓器。也就是說，變壓器高壓繞組的絕緣不是同一水平，繞組端部絕緣較高，中點(diǎn)絕緣相對(duì)較低。這就對(duì)變壓器的試驗(yàn)也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的外施耐壓在這里已不再適用，必須采用感應(yīng)耐壓的方法。 感應(yīng)耐壓的方法是通過被試變壓器本身，通過在變壓器低壓繞組上施加電壓，使得在變壓器高壓繞組上感應(yīng)出較高的試驗(yàn)電壓來實(shí)現(xiàn)的。 2007年8月，我公司承攬了一臺(tái)20000KVA、110KV/10KV變壓器檢修工作。經(jīng)過抽芯檢查，發(fā)現(xiàn)高壓C相繞組有一處已經(jīng)擊穿，B相繞組的絕緣略有發(fā)黑，但無明顯擊穿的痕跡。經(jīng)過對(duì)這兩相繞組的絕緣加厚的處理，從外觀上檢查通過。對(duì)絕緣強(qiáng)度的檢查必須做感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。110KV等級(jí)的變壓器，其耐壓標(biāo)準(zhǔn)為：出線端對(duì)地170KV，中點(diǎn)對(duì)地80KV。在這里不難發(fā)現(xiàn)，在正常的條件下，感應(yīng)出170KV（額定電壓的1.55倍）的電壓，需要的勵(lì)磁電流也相應(yīng)的加大，又因?yàn)樽儔浩鞯蔫F芯存在飽和現(xiàn)象，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致勵(lì)磁電流急劇增加，而電壓增加卻不一定能滿足要求。并且還需要大容量超高壓的試驗(yàn)設(shè)備，所以現(xiàn)有試驗(yàn)設(shè)備的能力不能完成。因此，我們決定采用倍頻感應(yīng)的方法進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。提高頻率從而提高變壓器鐵芯的飽和點(diǎn)，使得在工頻條件下無法實(shí)現(xiàn)的耐壓試驗(yàn)得以實(shí)現(xiàn)。 一、倍頻電源構(gòu)成 傳統(tǒng)的倍頻試驗(yàn)都是指三倍頻試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)方法是將變壓器接成開口三角形，獲得三倍頻的電壓。此種方法需要的變壓器多、人員多、場(chǎng)地大、線路復(fù)雜。我公司的試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)不具備這樣的條件。 我們的試驗(yàn)用倍頻電源由一臺(tái)8極籠型異步電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)10極的繞線式異步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成。籠型電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)繞線型異步機(jī)，工作中兩臺(tái)電機(jī)的定子分別通入三相交流電，使得籠型電動(dòng)機(jī)和繞線型異步機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向相反，這時(shí)繞線型異步機(jī)的轉(zhuǎn)子開口處產(chǎn)生高于2倍工頻的交流電（大約112HZ）。如下圖所示： 二．倍頻電源形成原理 籠型異步機(jī)已額定轉(zhuǎn)速反拖繞線式異步機(jī)，而繞線式異步機(jī)定子通入旋轉(zhuǎn)方向相反的電壓可調(diào)的工頻電，這樣繞線式異步機(jī)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就以（730+600）1330 r/min的轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子繞組，根據(jù)公式f=n0×P/60得出f=1330×5/60=110HZ，這樣繞線式異步機(jī)轉(zhuǎn)子就發(fā)出110HZ且電壓可調(diào)的交流電。 三．感應(yīng)耐壓試驗(yàn)接線 試驗(yàn)設(shè)備接線如下圖： 圖中T1為調(diào)壓器，電壓在0—650V可調(diào)，T2為1000KVA升壓變壓器，變比為10000V/400V，由于輸入頻率為110HZ，從感應(yīng)電勢(shì)E=4.44fWB×10-8可知，頻率增大，即可增大電勢(shì)E，這樣在升壓變壓器二次側(cè)通入800V的電壓，一次側(cè)可感應(yīng)出 22KV的電壓。 四．20000KVA變壓器試驗(yàn)接法 被試變壓器型號(hào)：SFZ8—20000/110 額定電壓：110KV 額定電流：105A/1100A 組別：Ynd11 短路阻抗：10.4% 試驗(yàn)時(shí)，在20000KVA變壓器二次側(cè)兩相間通入110HZ、0—22KV的電壓，通過改變二此側(cè)和一次側(cè)接線方式可以分別對(duì)變壓器一次側(cè)A、B、C三相進(jìn)行感應(yīng)耐壓。 （1）．A相耐壓 試驗(yàn)接線如下： 對(duì)A相進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，110HZ電壓從低壓側(cè)a、b相間加入，B、C兩相連在一起接地，從而在高壓側(cè)A—BC間感應(yīng)電壓達(dá)到試驗(yàn)值，中點(diǎn)電壓為感應(yīng)電壓的1/3倍。 （2）．B相耐壓 試驗(yàn)接線如下： 對(duì)B相進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，110HZ電壓從低壓側(cè)b、c相間加入，A、C兩相連在一起接地，從而在高壓側(cè)B—AC間感應(yīng)電壓達(dá)到試驗(yàn)值，中點(diǎn)電壓為感應(yīng)電壓的1/3倍。 （3）．C相耐壓 試驗(yàn)接線如下： 對(duì)C相進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，110HZ電壓從低壓側(cè)c、a相間加入，A、B兩相連在一起接地，從而在高壓側(cè)C—AB間感應(yīng)電壓達(dá)到試驗(yàn)值，中點(diǎn)電壓為感應(yīng)電壓的1/3倍。 五．試驗(yàn)中的注意事項(xiàng) 1. 首先確定籠型異步機(jī)和繞線異步機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，確保兩臺(tái)電機(jī)方向相反。 2. 先啟動(dòng)籠型異步機(jī)，待籠型異步機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，將繞線異步機(jī)定子通過調(diào)壓器T1通電。 3. 緩慢調(diào)節(jié)調(diào)壓器T1，控制繞線異步機(jī)轉(zhuǎn)子輸出的倍頻電壓。注意觀察升壓變壓器低壓側(cè)的電流變化，同時(shí)通過靜電電壓表監(jiān)測(cè)中性點(diǎn)電壓。（因?yàn)槲覀兊臋z測(cè)設(shè)備最大量程為150KV，不能直接測(cè)量170KV的耐壓值，所以采用中點(diǎn)檢測(cè)的方法。） 4. 耐壓要分段進(jìn)行。當(dāng)靜電電壓表顯示為56.6KV時(shí)，被試變壓器高壓側(cè)端子已感應(yīng)出（56.6×3）169.8KV的電壓，開始記時(shí)，耐壓時(shí)間為60S，在此過程中繞線異步機(jī)輸出電流（既升壓變壓器輸入電流）應(yīng)無明顯變化。 5. 記時(shí)結(jié)束后，勻速降低調(diào)壓器輸出電壓直至降低到接近零電壓。 6. 其他兩相耐壓，依上述步驟進(jìn)行。 六．總結(jié) 此次110KV的耐壓試驗(yàn)，成功的運(yùn)用現(xiàn)有的試驗(yàn)設(shè)備，對(duì)大容量超高壓變壓器進(jìn)行了耐壓試驗(yàn)。沒有增添設(shè)備，同時(shí)由于改變了傳統(tǒng)的三倍頻試驗(yàn)方法，節(jié)省了人員成本和運(yùn)輸成本。此次試驗(yàn)的成功為今后同類耐壓試驗(yàn)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和新的思路。