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　　試驗(yàn)變壓器是電氣試驗(yàn)時(shí)常用、重要的試驗(yàn)設(shè)備，具有體積小、重量輕，容量大、電壓高，移動(dòng)方便、使用安全等特點(diǎn)。但單臺(tái)變壓器的電壓超過定電壓時(shí)，費(fèi)用隨電壓的上升而迅速增加，同時(shí)在機(jī)械結(jié)構(gòu)、絕緣上、運(yùn)輸與安裝都有困難。所以在進(jìn)行較高電壓的交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，常采用幾個(gè)變壓器串接的方法。所謂幾臺(tái)試驗(yàn)變壓器串接，就是使幾臺(tái)變壓器繞組的電壓相疊加，從而使單臺(tái)變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)大為簡化。為了限制單臺(tái)試驗(yàn)變壓器的體積和重量，使用串級(jí)式試驗(yàn)變壓器，可以達(dá)到試驗(yàn)所需的電壓。

　　1串級(jí)試驗(yàn)變壓器的原理1.1三臺(tái)試驗(yàn)變壓器串級(jí)使用的接線原理我局每年要進(jìn)行大量絕緣工器具試驗(yàn)，由于帶電試驗(yàn)試驗(yàn)工器具在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)不可進(jìn)行分段試驗(yàn)，220kV帶電作業(yè)工器具試驗(yàn)電壓要求達(dá)到440kV，因此必須采用三臺(tái)試驗(yàn)變壓器串級(jí)獲得試驗(yàn)電壓。試驗(yàn)變壓器參數(shù)如下表。

　　表1串級(jí)試驗(yàn)變壓器基本參數(shù)三臺(tái)試驗(yàn)變壓器串級(jí)使用的接線原理如三臺(tái)試驗(yàn)變壓器串級(jí)接線原理圖串級(jí)式試驗(yàn)變壓器組級(jí)（低電位）的低壓側(cè)接線與單臺(tái)試驗(yàn)變壓器相同，第二級(jí)、第三級(jí)的連接如所示。

　　為了保證輸出電壓的逐級(jí)迭加，后級(jí)變壓器低壓繞組x端、儀表繞組的E、F、X2（3）應(yīng)與變壓器外殼短連。在三臺(tái)串級(jí)試驗(yàn)變壓器基本原理中，低壓電源加在試驗(yàn)變壓器丨的初級(jí)繞組a1x1上，單臺(tái)試驗(yàn)變壓器丨、丨丨、丨丨丨的輸出電壓都是按本級(jí)試驗(yàn)變壓器的額定電壓成比例分配的。勵(lì)磁繞組A1、C1給第二級(jí)試驗(yàn)變壓器的初級(jí)繞組供電；第二級(jí)試驗(yàn)變壓器的勵(lì)磁繞組A2、C2給第三級(jí)試驗(yàn)變壓器的初級(jí)繞組供電。

　　第二級(jí)試驗(yàn)變壓器和第三級(jí)試驗(yàn)變壓器丨的箱體分別處在對(duì)地為1V和2V的高電位上，所以箱體對(duì)地是絕緣的，試驗(yàn)變壓器丨的箱體是接地的。這樣級(jí)、第二級(jí)、第三級(jí)試驗(yàn)變壓器對(duì)地的額定輸出電壓分別為1V、2V、3V；其輸出容量分別為3P、2P、1P.為了保證輸出電壓的逐級(jí)迭加，后級(jí)變壓器低壓繞組x端、儀表繞組的一端和高壓繞組的X端（高壓尾）必須與本體外殼在電氣上連成一體。

　　前級(jí)串級(jí)繞組的接線端Aa、Ax與其后級(jí)低壓繞組接線端a、x依次分別連接。這是電能在級(jí)間的傳輸路徑。如果相位顛倒了，整機(jī)的輸出電壓便只相當(dāng)于"零"（對(duì)二級(jí)串而言，等值反相的電壓相抵，矢量和為零）；或者等于單臺(tái)的數(shù)值（對(duì)三級(jí)串而言）。

　　串級(jí)式試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)高一級(jí)的變壓器的激磁電流由前面一級(jí)的變壓器來供給，高一級(jí)變壓器T3的高壓側(cè)繞組額定電壓為U2（kV），額定電流為丨2，裝置的額定容量為U2I2（kVA）。中間一臺(tái)變壓器T2的裝置額定容量為2U2I2（kVA）。這是因?yàn)檫@臺(tái)變壓器除了要直接供應(yīng)負(fù)荷U2I2（kVA）的容量外，還得供給變壓器T3的激磁容量U2I2.同理，下面一臺(tái)變壓器T1應(yīng)具有的裝置額定容量為3U2I2（kVA）。所以，每級(jí)變壓器的裝置容量是不相同的。

　　令U2I2=W，當(dāng)串級(jí)數(shù)為3，則串級(jí)變壓器之輸出額定容量為W試=3U2I2=3W，而串級(jí)變壓器整套設(shè)備的裝置總?cè)萘繎?yīng)為各變壓器裝置容量之和，即W裝=U2l2+2U2l2+3U2l2=W（1+2+3）=6W所以裝置總?cè)萘縒裝與可用的試驗(yàn)容量W試之比為W裝/W裝=6W/3W=2，如果串級(jí)數(shù)為n，則W試=nU2l2=nW，而裝置總?cè)萘縒裝=W（1+2+3++n）=Wn（n+1）/2這樣，在n級(jí)時(shí)的串級(jí)裝置的容量之和等于它的有用輸換言之，試驗(yàn)裝置的利用率n=w試/w裝=（n+1）/2.所以隨串級(jí)級(jí)數(shù)的增加，裝置的利用率顯著降低。這是這類串級(jí)試驗(yàn)變壓器的一個(gè)缺點(diǎn)。一般串級(jí)的級(jí)數(shù)n<34.各級(jí)變壓器的鐵心和它的外殼接在一起，它們具有同一個(gè)電位。如所示，終的輸出電壓為3U2，則第三級(jí)變壓器的外殼對(duì)地有2U2的電位差；第二級(jí)變壓器的外殼對(duì)地有U2的電位差，所以需分別用相應(yīng)的支持絕緣子把它們對(duì)地絕緣起來。各級(jí)變壓器的高壓繞組以及激磁繞組對(duì)低壓繞組1和外殼、鐵心之間的主絕緣，只需要耐受U2水平的電壓。同樣，每級(jí)變壓器的套管也只需耐受U2等級(jí)的電壓。

　　2試驗(yàn)變壓器操作臺(tái)監(jiān)測電壓與輸出電壓的比較在進(jìn)行被試品的交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，操作臺(tái)低電壓側(cè)監(jiān)測電壓（儀表電壓）不是非常準(zhǔn)確的，其原因是試驗(yàn)變壓器存在著短路阻抗，由于電容電流在試驗(yàn)變壓器短路阻抗上的壓降與繞組上的電壓矢量方向相反，使試品上的電壓高于低壓側(cè)操作臺(tái)測量電壓表上反映出來的電壓。工頻耐壓試驗(yàn)時(shí)，被試品上的電壓高于試驗(yàn)變壓器的輸出電壓，也就是所謂容升現(xiàn)象。感應(yīng)耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)變壓器的短路阻抗也存在著壓降。為了準(zhǔn)確測量被試品上所施加的試驗(yàn)電壓，常在高壓側(cè)接入交流高壓分壓器來測量電壓。

　　一3臺(tái)變壓器串級(jí)使用時(shí)用分壓器測量高壓側(cè)電壓現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)圖我們按照的接線在不同的負(fù)載惰況下，對(duì)高、低電側(cè)監(jiān)測電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析。表2為高壓側(cè)僅有高壓分壓器（標(biāo)準(zhǔn)電容為50pF）的實(shí)測高壓電壓與低壓操作臺(tái)電壓數(shù)據(jù)對(duì)比。表3為當(dāng)高壓側(cè)接800pF的標(biāo)準(zhǔn)電容時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)比表2高壓側(cè)電壓與低壓操作臺(tái)監(jiān)測電壓對(duì)比數(shù)據(jù)（單位：kV）下轉(zhuǎn)第102頁M制造上接第95頁根據(jù)變壓器的出廠參數(shù)：3臺(tái)變壓器的電容量：50pF由以上數(shù)據(jù)對(duì)比可見計(jì)算容升電壓與現(xiàn)場實(shí)測電壓基本相符。

　　在進(jìn)行試驗(yàn)電壓的測量時(shí)，如果在低壓側(cè)監(jiān)測電壓，電壓表計(jì)指示的數(shù)值是通過變壓器高低壓側(cè)的變比進(jìn)行折算的，經(jīng)過折算后的電壓加上由于容性電流在試驗(yàn)變壓器短路阻抗上產(chǎn)生壓降才是高壓側(cè)的真實(shí)電壓，因此在低壓側(cè)進(jìn)行電壓監(jiān)測往往不能真實(shí)反映被試品上的真實(shí)電壓，只有在高壓側(cè)直接測量電壓才能獲得被試品上的試驗(yàn)電壓。

　　1）在進(jìn)行串級(jí)式變壓器的高電壓交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，由于被試品的對(duì)地雜散電容的影響，在低壓側(cè)測量的電壓誤差較大，不能反映高壓側(cè)的真實(shí)的試驗(yàn)電壓，因此在進(jìn)行高電壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在高壓側(cè)直接測量。

　　電壓時(shí)，必須考慮容升現(xiàn)象，不可直接升到試驗(yàn)電壓，否則有損壞被試品的危險(xiǎn)。

　　流也相應(yīng)增大；容升電壓也會(huì)增大，可能導(dǎo)致某一級(jí)試驗(yàn)變壓器過載而損壞試驗(yàn)變壓器，因此試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)被試品的電容量和試變的容量進(jìn)行核算。

　　4）在進(jìn)行較高電壓的試驗(yàn)時(shí)應(yīng)使用均壓環(huán)和防電暈專用套防止尖端放電和電暈。