變壓器雷電沖擊試驗標準及試驗波形分析
變壓器雷電沖擊試驗主要用于考核變壓器耐受雷電沖擊波絕緣水平,是變壓器絕緣試驗中的主要項目。變壓器雷電沖擊試驗時,國家標準(CB1094.3-2017)《電力變壓器第3部分:絕緣水平、絕緣試驗和外絕緣空氣間隙》規(guī)定了變壓器雷電全波沖擊和標準雷電截波沖擊試驗標準。
試驗標準波形標準:
在大型電力變壓器和電抗器的沖擊試驗中,采用沖擊電壓發(fā)生器進行試驗,由于其繞組電感小和/或沖擊電容大,往往不可能得到規(guī)定的波形,此時應允許波形有較大的偏差。
由于被試變壓器的沖擊電容是一個常數(shù),故為得到符合要求的波前時間Ti或上升率,只能減少串聯(lián)電阻值,但又不能過分減少,以免電壓波形峰值處的振蕩過大。如果為了得到更小的波前時間(最好仍是在規(guī)定的范圍內(nèi)),可允許其振蕩峰值和/或過沖值比GB/T16927.1規(guī)定的5%的電壓波形峰值大一些。此時,必須對振蕩峰值和波前時間同時兼顧。通常,即使將波前時間延長到制造單位與用戶協(xié)商的極限值時,亦應盡量使振蕩峰值不大于10%。試驗電壓值的測量按GB/T16927.1規(guī)定的原則進行。
對于大型電力變壓器,尤其是其中的中壓和低壓繞組,視在半峰值時間T,可能達不到所規(guī)定的偏差值。這些繞組的電感可能小到使波形出現(xiàn)振蕩。對于此問題,可用下述一些辦法以得到某種程度上的解決,如增大沖擊發(fā)生器電容、采用并聯(lián)級運行方式、調(diào)節(jié)串聯(lián)電阻或者對非被試繞組的端子或?qū)Ρ辉嚴@組的非被試端子采用特殊的試驗接線。
當非被試繞組的端子通過阻抗接地而不是直接接地時,會使繞組的等效電感明顯地增加。對于直接接地的端子,只含有漏電感(由短路阻抗確定)。對于通過阻抗接地的端子,主電感是占主要的,它可使等效電感比直接接地時高100倍~200倍。
當任何非被試端子通過阻抗接地時,必須確保任何非被試端子上的對地電壓不超過:一對于星接繞組,端子額定雷電耐受電壓的75%;
對于角接繞組,端子額定雷電耐受電壓的50%,(由于角接端子上的反極性對地電壓)。
當電感太小和/或沖擊發(fā)生器電容太小而使波形出現(xiàn)振蕩時,反極性幅值不應超過第一個峰值的50%。根據(jù)這個限值,附錄給出了沖擊發(fā)生器電容選擇和波形調(diào)節(jié)的準則。
波前時間1.2±30%μs 半峰值時間50±20%μs。但是,在進行特高壓、大容量變壓器和換流變壓器雷電沖擊試驗時,由于電壓等級較高,試品入口電容較大,通常波前時間很難上述試驗標準要求;盡管標準上也允許在滿足過沖小于5%的情況下,有較長的波前時間,但是,試驗波形盡量接近標準雷電沖擊波形,對變壓器試品的絕緣水平考核越嚴格。
試驗回路分析,雷電沖擊試驗的主要設備是沖擊電壓發(fā)生器,電容分壓器和沖擊測量系統(tǒng),沖擊電壓發(fā)生器是利用電容器的并聯(lián)充電和串聯(lián)放電的方式,而得到的高電壓雷電沖擊波形。