Какие стандартные испытания проводятся для наружных трансформаторов напряжения?

1. Введение

Наружные трансформаторы напряжения являются ключевым оборудованием, обеспечивающим безопасность электрических устройств. Для предотвращения аварий и материальных потерь, вызванных неправильной эксплуатацией, требуется научный и всесторонний анализ испытаний. Анализ испытаний может направлять разработку стратегий эксплуатации и мер предосторожности, обеспечивая стабильную работу оборудования и максимизируя экономические и социальные выгоды.

2. Понятие наружных трансформаторов напряжения

Наружный трансформатор напряжения по сути является наружным понижающим трансформатором, основная функция которого заключается в изоляции высокого напряжения:

• Преобразование высокого напряжения в пропорциональное вторичное напряжение 100В или ниже для удовлетворения потребностей измерительных приборов и релейной защиты.

• Используется для контроля/надзора за выходными линиями на электростанциях и подстанциях, а также для расчетов электроэнергии между энергосетью и пользователями, а также между электростанциями и станциями.
  Он имеет высокую ценность и применимость и должен использоваться рационально, чтобы максимально использовать его ценность.

2.1 Методы испытаний и принципы работы

Для испытания наружных трансформаторов напряжения часто используется метод обратного подключения. Метод обратного подключения позволяет обнаружить тангенс угла диэлектрических потерь изоляции следующих трех частей:

• Изоляция между первичным электростатическим экраном (терминал X) и вторичными и третичными обмотками.

• Изоляция между первичной обмоткой и концами вторичных и третичных обмоток.

• Изоляция между изолирующей опорой и землей.

2.2 Анализ дефектов метода обратного подключения

Метод обратного подключения имеет три недостатка:

• Ограничение измерений: В основном отражает тангенс угла диэлектрических потерь изоляции между первичным электростатическим экраном и вторичными и третичными обмотками. Поскольку емкость этой части составляет 1000 пФ, что намного больше, чем у двух других частей (десятки пикофарад), трудно отразить изменения угла диэлектрических потерь последних двух частей.

• Низкое испытательное напряжение: Уровень изоляции заземленного конца высоковольтной обмотки каскадного трансформатора напряжения низкий. Испытательное напряжение, предусмотренное производителем, составляет 2000 В, и обычно в профилактических испытаниях можно применять только 1600 В (некоторые организации используют 2500-3000 В. Хотя это позволяет обнаружить попадание воды и влаги, общее напряжение относительно низкое, что влияет на чувствительность измерений моста).

• Загрязнение: Загрязнение терминальной панели и маленького фарфорового втулочного вывода с терминала X увеличивает погрешность измерений. Хотя можно использовать метод прямого подключения, чтобы снизить воздействие (метод прямого подключения также измеряет тангенс угла диэлектрических потерь между первичным электростатическим экраном и вторичными и третичными обмотками), сама погрешность измерений метода прямого подключения все еще велика.

Точнее говоря, трансформаторы напряжения и силовые трансформаторы имеют примерно одинаковый принцип работы. Их базовая структура состоит из трех частей: сердечника, первичной обмотки и вторичной обмотки. Основная функция силового трансформатора заключается в передаче электроэнергии, поэтому он обычно имеет большую мощность. Трансформатор напряжения в основном служит для преобразования напряжения, обеспечивая питание измерительных приборов и устройств релейной защиты, а также измерение напряжения, мощности и электроэнергии в цепях. Следует отметить, что трансформаторы напряжения также могут анализировать и контролировать неисправности линий. Эти факторы определяют, что наружные трансформаторы напряжения имеют относительно небольшую мощность. Обычно наружные трансформаторы напряжения работают в холостом режиме. Схема анализа принципа работы трансформатора напряжения показана на рисунке 1.

Как видно из схемы, высоковольтная обмотка трансформатора напряжения параллельно подключена к другим соответствующим цепям в первичной цепи. Вторичное напряжение пропорционально первичному напряжению и отражает его значение. Отношение номинальных напряжений первичной и вторичной обмоток является номинальным коэффициентом трансформации, обычно K_n = U₁/U₂. Кроме того, первичная обмотка подключена параллельно в первичной цепи, поэтому вторичная сторона не должна короткозамыкаться — короткое замыкание создаст сильный ток, повредив трансформатор и даже парализуя линию в тяжелых случаях. Аналогично, во время испытаний наружных трансформаторов напряжения, чтобы избежать чрезмерно высокого или низкого напряжения, заземляют вторичную обмотку, сердечник и корпус. Это обеспечивает безопасность трансформатора и наружного оборудования даже в случае аварий.

3. Классификация наружных трансформаторов напряжения

• По принципу работы трансформаторов напряжения: Электромагнитные трансформаторы напряжения и конденсаторные трансформаторы напряжения.

• По характеристикам конкретных условий работы на открытом воздухе: Обычные наружные трансформаторы напряжения и специальные наружные трансформаторы напряжения.

• По числу фаз трансформаторов напряжения: Однофазные и трехфазные. Обычно однофазный трансформатор напряжения означает, что он может быть изготовлен для любого уровня напряжения и может выполнять преобразование по требованию в различных условиях, чтобы обеспечить все необходимые изменения; в то время как трехфазный трансформатор напряжения ограничен уровнями напряжения 10 кВ и ниже. Хотя этот тип трансформатора напряжения имеет определенные ограничения, он относительно подходит для выполнения своей роли и значения в конкретных ситуациях.

• По числу обмоток трансформаторов напряжения: Двухобмоточные комбинированные и трехобмоточные комбинированные.

• По конструкции изоляции: Сухие, пластмассово-залитые, газонаполненные и маслонаполненные. Конечно, какой тип наружного трансформатора напряжения использовать, необходимо полностью учитывать рабочую среду и фактические характеристики всего трансформатора для конкретного анализа.

4. Анализ способов подключения наружных трансформаторов напряжения при обычных испытаниях

Во всем испытании наружных трансформаторов напряжения способ подключения является относительно ключевым и важным звеном во всем трансформаторе, и мы должны проанализировать его, чтобы обеспечить безопасность и стабильность всего испытания.

4.1 Однопроводное подключение

Это способ подключения, который использует однофазный трансформатор напряжения для измерения напряжения определенной фазы к земле или напряжения между фазами. Этот способ подключения трансформатора напряжения主要用于测量相对对称的三相电路中某一相到地或相间电压。这种电压互感器的接线方式主要用于相对对称的三相电路。 请允许我纠正翻译中的错误，并继续完成剩余部分的翻译： ```html

Это способ подключения, который использует однофазный трансформатор напряжения для измерения напряжения определенной фазы к земле или напряжения между фазами. Этот способ подключения трансформатора напряжения主要用于测量相对对称的三相电路中某一相到地或相间电压。这种电压互感器的接线方式主要用于相对对称的三相电路。 请允许我纠正翻译中的错误，并继续完成剩余部分的翻译： ```html

Это способ подключения, который использует однофазный трансформатор напряжения для измерения напряжения определенной фазы к земле или напряжения между фазами. Этот способ подключения трансформатора напряжения в основном используется для относительно симметричных трехфазных цепей.

4.2 V - V способ подключения

Так называемый V - V способ подключения означает соединение двух однофазных трансформаторов в неполную структуру. Этот способ подключения может быть использован для лучшего измерения напряжения между фазами, но у него есть недостаток, то есть он не может измерять напряжение к земле. Более заметно, он широко используется в сетях с напряжением 20 кВ и ниже, где нейтральная точка не заземлена или заземлена дугогасящей катушкой.

4.3 Y0 - Y0 способ подключения

Этот способ подключения в основном соединяет как первичную, так и вторичную стороны однофазного трансформатора одного трансформатора напряжения в тип Y0. Этот способ подключения имеет большое преимущество, то есть он может обеспечивать питание счетчиков и реле, требующих напряжения, а также счетчиков изоляционного мониторинга, требующих фазного напряжения. Обычно этот способ подключения используется только в системах до 35 кВ.

5 Анализ мер предосторожности при обычных испытаниях наружных трансформаторов напряжения

• В процессе испытаний, перед официальным испытанием трансформатора напряжения, требуется научная обработка и испытание полярности и измерение сопротивления изоляции трансформатора напряжения. Это необходимо, чтобы убедиться, что трансформатор напряжения не будет подвергаться ненужным потерям из-за внешних факторов во время испытаний.

• Подключение наружного трансформатора напряжения должно быть правильным. В частности, следует обратить внимание, что первичная обмотка и проверяемая цепь должны быть подключены параллельно, а вторичная обмотка и обмотки напряжения подключенных измерительных приборов и устройств релейной защиты также должны быть подключены параллельно. Также следует обратить внимание на обеспечение правильности полярности одновременно.

• Во время испытаний нагрузка на вторичной стороне трансформатора напряжения не должна превышать его указанную номинальную мощность в нормальных условиях. Если она превышает, это приведет к большой ошибке данных всего трансформатора, и не удастся получить требуемые нормальные значения.

• На вторичной стороне трансформатора напряжения не допускается короткое замыкание. Это связано с тем, что внутреннее сопротивление трансформатора напряжения очень мало. Если цепь будет замкнута, возникнет большой ток, который причинит значительный ущерб всему оборудованию трансформатора напряжения. В тяжелых случаях это может даже угрожать личной безопасности персонала, проводящего испытания. Кроме того, если возможно, на первичной стороне следует установить определенные устройства защиты и мониторинга, чтобы обеспечить стабильность всей системы испытаний и избежать ненужных ситуаций.

• Чтобы лучше обеспечить измерения соответствующих испытаний и безопасность соответствующего персонала, вторичная обмотка должна быть заземлена в одной точке во время эксперимента. Преимущество этого заключается в том, что даже при повреждении изоляции можно хорошо обеспечить безопасность имущества и персонала.

6 Заключение

Через анализ испытаний наружных трансформаторов напряжения разрабатываются относительно полные и научные методы испытаний и меры предосторожности. Это действительно обеспечивает нормальное течение всего испытания, защищает безопасность оборудования и персонала, и предоставляет надежную основу для применения наружных трансформаторов напряжения в области электроснабжения, чтобы максимально использовать их ценность.