CN105097253A - 油浸式变压器局部放电试验用抑制电源干扰的隔离变压器 - Google Patents

Abstract

油浸式变压器局部放电试验用抑制电源干扰的隔离变压器，变压器器身位于充满变压器油的变压器油箱内，低压绕组和铁芯之间的圆周上设有内屏蔽层，低压绕组和高压绕组之间的圆周上设有外屏蔽层，内屏蔽层和外屏蔽层形状为开口环状筒形内屏蔽层和外屏蔽层的高度与低压绕组和高压绕组高度一致，内屏蔽层和外屏蔽层均接地，低压绕组和高压绕组中的其中一个绕组为三角形连接，另外一个绕组为星形连接，设定低压绕组的额定电压为被试油浸式变压器试验电源输入端额定电压的2-2.5倍。本发明应用到油浸式变压器局部放电测量，其大大减少了外部的信号干扰，提高了油浸式变压器局部放电测量的稳定性和准确性。

Description

油浸式变压器局部放电试验用抑制电源干扰的隔离变压器

技术领域

本发明属于变压器技术领域，涉及一种油浸式变压器，具体涉及一种油浸式变压器局部放电试验用抑制电源干扰的隔离油浸式变压器。

背景技术

在变压器试验中，对于Um=72.5kV且额定容量为10000kVA及以上和Um＞72.5kV的油浸式变压器均应进行局部放电测量，局部放电水平的最大值为500pC。油浸式变压器局部放电测量过程有多种干扰因素，其中来自试验电源的干扰是其中之一。来自试验电源的干扰包括（但不限于）电源网络的开关操作，发电机组、调压器、中间变压器自身的放电，试验回路高压电晕及尖端放电，接地系统的多点接地，载流接头接触不良，无线电发射信号等，这些干扰信号均能被试验电源线路耦合引入被试变压器，并被误认为是变压器的放电脉冲，这将影响变压器局部放电测量的稳定性和准确性。甚至有的干扰信号大于油浸式变压器的局部放电水平，使得测量无法进行。

根据国家标准GB1094.3《电力变压器第3部分:绝缘水平绝缘试验和外绝缘空气间隙》规定，局部放电试验的背景噪声水平应不大于100pC。同时为了保证能检测并记录局部放电的起始电压和熄灭电压，推荐背景噪声水平远低于100pC。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种变压器局部放电试验用抑制电源干扰的隔离变压器，这种隔离变压器自身不产生局部放电，并能通过该隔离变压器衰减来自电源侧的高频信号，但能让低频的试验电压和电流通过。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

油浸式变压器局部放电试验用抑制电源干扰的隔离变压器，包括变压器油箱12和出线端子，油箱12内设有变压器器身，变压器器身位于充满变压器油的变压器油箱12内，变压器器身包括铁芯11、三相低压绕组14和三相高压绕组13，所述铁芯11周向由内向外设置有相互对应的低压绕组14和高压绕组13，其特征在于：低压绕组14和铁芯11之间的圆周上设有内屏蔽层15，低压绕组14和高压绕组13之间的圆周上设有外屏蔽层16，内屏蔽层14和外屏蔽层16为金属箔，内屏蔽层14和外屏蔽层16形状为开口环状筒形内屏蔽层14和外屏蔽层16的高度与低压绕组14和高压绕组13高度一致，内屏蔽层14和外屏蔽层16均接地，低压绕组14和高压绕组13中的其中一个绕组为三角形连接，另外一个绕组为星形连接，设定低压绕组14的额定电压U2为被试油浸式变压器2试验电源输入端额定电压的2-2.5倍。

具体实施时，铁芯11的磁通密度设计值在其饱和点以下，防止试验电源通过隔离变压器时产生谐波和波形失真。

具体实施时，S₁≥S₂*I₀%，被试油浸式变压器2的额定容量为S₂，隔离油浸式变压器1的额定容量为S₁，被试油浸式变压器2的空载电流百分数为I₀%。

在局部放电试验时，由于低压绕组的额定电压U₂为被试油浸式变压器试验电源输入端额定电压的2-2.5倍，隔离油浸式变压器高压绕组13接受电源施加的电压U₅和电流I₅，经过电磁变换，由低压绕组14对被试油浸式变压器施加电压U6和电流I6。因为在局部放电试验时U₆=1.8U₄＜U2，也就是U₆小于隔离变压器的低压绕组14的额定电压U₂。隔离变压器在小于其额定电压运行时自身不产生局部放电，同时经过内屏蔽层和外屏蔽层，来自电源的干扰将信号将被衰减至1个数量级以上，隔离变压器接入试验系统后可隔离电网的高频脉冲干扰，使电源端的局部放电干扰降低。

本发明的有益效果是：本发明应用到油浸式变压器局部放电测量，隔离变压器在小于其额定电压运行时自身不产生局部放电，同时经过内屏蔽层和外屏蔽层，来自电源的干扰将信号将被衰减至1个数量级以上，能通过该隔离变压器衰减来自电源侧的高频信号，但能让低频的试验电压和电流通过。大大减少了外部的信号干扰，提高了油浸式变压器局部放电测量的稳定性和准确性。

附图说明

下面结合附图和实施例对发明进一步说明。

图1是本发明隔离变压器实施例的外形结构示意图；

图2是本发明隔离变压器实施例的接线原理图；

图3是本发明隔离变压器实施例的芯柱断面示意图；

图4是本发明实施例的三相油浸式变压器局部放电试验的基本测量线路图；

图5是现有技术没有隔离变压器的三相油浸式变压器局部放电试验的基本测量线路图；

图6是本发明实施例油浸式变压器局部放电例行试验的施加电压方式示意图。

图中：1、隔离油浸式变压器2、被试油浸式变压器3、局放测试系统11、铁芯12、油箱13、高压绕组14、低压绕组15、内屏蔽层16、外屏蔽层21、被试油变输入绕组22、被试油变输出绕组。

具体实施方式

如图1、图2、图3和图4，油浸式变压器局部放电试验用抑制电源干扰的隔离变压器，包括变压器油箱12和出线端子，油箱12内设有变压器器身，变压器器身位于充满变压器油的变压器油箱12内，变压器器身包括铁芯11、三相低压绕组14和三相高压绕组13，所述铁芯11周向由内向外设置有相互对应的低压绕组14和高压绕组13，低压绕组14和铁芯11之间的圆周上设有内屏蔽层15，低压绕组14和高压绕组13之间的圆周上设有外屏蔽层16，内屏蔽层14和外屏蔽层16为金属箔，内屏蔽层14和外屏蔽层16形状为开口环状筒形内屏蔽层14和外屏蔽层16的高度与低压绕组14和高压绕组13高度一致，内屏蔽层14和外屏蔽层16均接地，低压绕组14为星形连接，高压绕组13为三角形连接，另外一个绕组为，设定低压绕组14的额定电压U₂为被试油浸式变压器2试验电源输入端额定电压的2-2.5倍。铁芯11的磁通密度设计值在其饱和点以下，防止试验电源通过隔离变压器时产生谐波和波形失真。S₁≥S₂*I₀%，被试油浸式变压器2的额定容量为S₂，隔离油浸式变压器1的额定容量为S₁，被试油浸式变压器2的空载电流百分数为I₀%。

在局部放电试验时，由于低压绕组的额定电压U₂为被试油浸式变压器试验电源输入端额定电压的2-2.5倍，隔离油浸式变压器高压绕组13接受电源施加的电压U₅和电流I₅，经过电磁变换，由低压绕组14对被试油浸式变压器施加电压U₆和电流I₆。因为在在局部放电试验时U₆=1.8U₄＜U2，也就是U₆小于隔离变压器的低压绕组14的额定电压U₂。隔离变压器在小于其额定电压运行时自身不产生局部放电，同时经过内屏蔽层和外屏蔽层，来自电源的干扰将信号将被衰减至1个数量级以上。

如下是针对1台SFZ-125000/230变压器进行局部放电测量在实际进行局部放电测量时采用现有技术和本发明结构的一个对比试验。

被试品参数如下：

额定容量125000kVA；

额定电压230/66kV；

额定电流313.8/1093.5A；

额定频率50Hz；

相数三相；

分接范围±8×1.25%；

联结组标号YNd11；

冷却方式ONAF；

调压方式有载调压；

绝缘耐热等级A；

局放放电量（pC）要求小于100。

试验依据GB1094.1-2013《电力变压器第1部份总则》、GB1094.3-2003《电力变压器第3部分:绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》和GB/T6451-2008《油浸式电力变压器技术参数和要求》。

如图5所示，按照本发明实施例的三相油浸式变压器局部放电试验的基本测量线路图来进行局部放电试验，被试油变输出绕组22与局放测试系统3的输入端相连接，被试油变输入绕组21与试验电源相连接。

1、试验电源：

1）试验电压0～120000V；

2）额定频率200Hz；

3）相数三相。

2、试验程序

1）测试背景噪声水平为75pC。

2）按照图6所示油浸式变压器局部放电例行试验的施加电压进行试验：

——在不大于U₂/3的电压下接通电源；

——上升到1.1Um/√3，保持5min；

——上升到U₂保持5min；

——上升到U1其持续试验时间30S

——试验后立刻不间断地降低到U₂，并保持至少5min，测量局部放电；

——降低到1.1Um/√3，保持5min；

——当电压降低到U₂/3以下时，切断电源。

3）试验结果：测得被试变压器局部放电量为89pC。

如图4所示，按照现有技术没有隔离变压器的三相油浸式变压器局部放电试验的基本测量线路图来进行局部放电试验，与图5相比增加一台本发明的隔离油浸式变压器1，被试油变输出绕组22与局放测试系统3的输入端相连接，被试油变输入绕组21与隔离油浸式变压器1的低压绕组14相连接，隔离油浸式变压器1的高压绕组13与试验电源相连接。

1、隔离变压器参数：

1）额定容量3150kVA；

2）额定电压132/6kV；

3）额定电流13.8/303.1A；

4）额定频率50Hz；

5）相数三相；

6）联结组标号Dyn11；

7）冷却方式ONAN；

8）局放放电量（pC）小于10；

2、试验电源：

1）试验电压0～120000V；

2）额定频率200Hz；

3）相数三相；

3、试验程序和结果：

1）测试背景噪声水平为9Pc；

2）在隔离变压器的输入端输入频率为200Hz电源，试验加压及时间按图6。输出端感应出200Hz电压施加到被试变压器低压侧。

——在不大于U₂/3的电压下接通电源；

——上升到1.1Um/√3，保持5min；

——上升到U₂保持5min；

——上升到U₁其持续试验时间30S

——试验后立刻不间断地降低到U₂，并保持至少5min，测量局部放电；

——降低到1.1Um/√3，保持5min；

——当电压降低到U₂/3以下时，切断电源。

3）试验结果：测得被试变压器局部放电量为49pC。

第一种试验，电源电压直接施加到被试变压器上，其背景噪声水平为75pC，被试变压器局部放电量为89pC；第二种试验，电源电压经过隔离变压器施加到被试变压器上，其背景噪声水平为9pC。由可以看出，第一种试验，电源电压直接施加到被试变压器上，其背景噪声水平为75pC，比第二种试验方法测得的变压器局部放电量49pC还高26pC，不符合试验要求。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.油浸式变压器局部放电试验用抑制电源干扰的隔离变压器，包括变压器油箱（12）和出线端子，油箱（12）内设有变压器器身，变压器器身位于充满变压器油的变压器油箱（12）内，变压器器身包括铁芯（11）、三相低压绕组（14）和三相高压绕组（13），所述铁芯（11）周向由内向外设置有相互对应的低压绕组（14）和高压绕组（13），其特征在于：低压绕组（14）和铁芯（11）之间的圆周上设有内屏蔽层（15），低压绕组（14）和高压绕组（13）之间的圆周上设有外屏蔽层（16），内屏蔽层（14）和外屏蔽层（16）为金属箔，内屏蔽层（14）和外屏蔽层（16）形状为开口环状筒形内屏蔽层（14）和外屏蔽层（16）的高度与低压绕组（14）和高压绕组（13）高度一致，内屏蔽层（14）和外屏蔽层（16）均接地，低压绕组（14）和高压绕组（13）中的其中一个绕组为三角形连接，另外一个绕组为星形连接，设定低压绕组（14）的额定电压为被试油浸式变压器（2）试验电源输入端额定电压的2-2.5倍。

2.根据权利要求1所述的油浸式变压器局部放电试验用抑制电源干扰的隔离油浸式变压器，其特征是铁芯（11）的磁通密度设计值在其饱和点以下。

3.根据权利要求1或2所述的油浸式变压器局部放电试验用抑制电源干扰的隔离油浸式变压器，其特征是S₁≥S₂*I₀%，被试油浸式变压器（2）的额定容量为S2，隔离油浸式变压器（1）的额定容量为S₁，被试油浸式变压器（2）的空载电流百分数为I₀%。