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電力變壓器線端交流耐壓試驗(LTAC)的標準解讀及計算方法文章來源于“變壓器設(shè)計與仿真” 根據(jù)國家標準GB/T 1094.3-2017中的規(guī)定,電力變壓器實施線端交流耐壓試驗(LTAC)的主要目的在于考核高壓繞組首端對地的交流耐壓強度,并不承擔考核匝間絕緣及相間絕緣的任務(wù)。 相比于絕緣試驗項目(如雷電全波LI/操作沖擊SI等),由于該項絕緣試驗持續(xù)時間較長(50Hz變壓器一般為30s,60Hz變壓器一般為36s),其考核高壓繞組首端、高壓引線首端到夾件、升高座、油箱等接地金屬部件的主絕緣強度是相對最為嚴格的。 大量絕緣試驗擊穿案例表明,很多電力變壓器主絕緣能承受雷電全波沖擊試驗(LI)和操作沖擊耐壓試驗(SI)的考核,卻在線端交流耐壓試驗(LTAC)這一環(huán)節(jié)發(fā)生了擊穿,且擊穿的時間點往往發(fā)生在最后幾秒內(nèi),這充分說明試驗持續(xù)時間對于主絕緣考核的重要性以及LTAC試驗對主絕緣考核的嚴格性。 因此,變壓器設(shè)計工程師非常有必要在設(shè)計階段即準確計算出線端交流耐壓試驗(LTAC)時的繞組電位分布,以便據(jù)此實施科學(xué)合理的主絕緣設(shè)計,設(shè)計源頭確保主絕緣設(shè)計裕度。 電力變壓器的線端交流耐壓試驗(LTAC)是新版國家標準GB/T 1094.3-2017中新增的高電壓絕緣試驗項目,它是從舊版國家標準GB/T 1094.3-2003中短時感應(yīng)耐壓試驗(ACSD)演變分離而來。關(guān)于LTAC試驗的相關(guān)規(guī)定如下表:
標準中對電力變壓器線端交流耐壓試驗LTAC相關(guān)內(nèi)容解讀如下: 1)對于Um≤72.5kV的電力變壓器,均為全絕緣,其高壓繞組及高壓引線首端對地的主絕緣強度完全可以由外施耐壓試驗(AV)考核,不必再另行實施LTAC試驗; 2)對于72.5<Um≤170kV的電力變壓器,若為全絕緣,盡管其高壓繞組及高壓引線首端對地的主絕緣強度完全可以由外施耐壓試驗(AV)考核,但此時LTAC試驗被規(guī)定為特殊試驗,意味著一般情形下該試驗項目不必實施,但用戶有強制要求時也應(yīng)實施;若為分級絕緣,此時被規(guī)定為例行試驗,每臺變壓器出廠試驗都應(yīng)實施,但若用戶同意,可以由線端操作沖擊試驗(SI)替代; 3)對于Um>170V的電力變壓器,無論為全絕緣變壓器還是分級絕緣,此時LTAC試驗均被規(guī)定為特殊試驗,意味著一般情形下該試驗項目不必實施,但用戶有強制要求時也應(yīng)實施但不可由線端操作沖擊試驗(SI)替代。 實際中,對于全絕緣電力變壓器,無論電壓等級,線端交流耐壓試驗(LTAC)均不會實施,因為此時高壓繞組及高壓引線首端對地的主絕緣強度完全可由例行試驗項目—1min外施耐壓試驗(AV)更加嚴格地考核。 需注意,對于Um>170kV的電力變壓器,線端交流耐壓試驗(LTAC)不可由線端操作沖擊試驗(SI)替代,因為無論理論計算還是歷史實踐都表明:對于170kV以上電力變壓器線端對地主絕緣考核來說,LTAC試驗比SI試驗更加嚴格,其嚴格程度約增加10%。
數(shù)控階梯鋸用于變壓器鐵芯階梯墊塊加工。操作系統(tǒng)為自行開發(fā),無需編程,操作簡單,為國內(nèi)獨創(chuàng),直接輸入階梯尺寸即可。 實施電力變壓器線端交流耐壓試驗(LTAC)的目的是使得其高壓側(cè)首端感應(yīng)出規(guī)定的試驗電壓,較低電壓側(cè)首端盡可能接近規(guī)定電壓值。至于具體的試驗方法,則并無強制的規(guī)定,最常見的LTAC試驗方法是異相短接接地支撐法,本文以SZ18-100000/220電力變壓器為例對此該方法進行簡介。 3.1變壓器參數(shù) 電壓比:230±8×1.25%/37kV 容量比:100/100MVA 額定頻率:50Hz 聯(lián)結(jié)組別:YNd11 絕緣水平:LI950AC395-LI400AC200/LI200AC85 3.2試驗接線 該電力變壓器線端交流耐壓試驗(LTAC)接線原理接線如下:
LTAC試驗接線要點如下: 1)LTAC試驗需逐相實施,即進行單相感應(yīng)耐壓試驗,感應(yīng)倍數(shù)約2倍,有時感應(yīng)倍數(shù)嚴格地為2倍無法滿足,允許有一定的偏差; 2)以高壓A相LTAC試驗為例,ax兩端加一定的電壓Uax,且x端接地,低壓b/c端子懸空;高壓B/C端子短接并接地,高壓A端子、高壓0相端子懸空; 3)高壓繞組需要位于某一設(shè)計規(guī)定的分接位置,以確保高壓首端A感應(yīng)出所需的試驗電壓395kV【允許偏差±3%】。 3.3計算過程 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律以及磁通連續(xù)性原理,可知,基于上述試驗接線時,B相、C相的鐵心柱磁通均為A相鐵心柱磁通的一半,且方向相反。因此,B相、C相線圈的感應(yīng)電壓為A相線圈的感應(yīng)電壓幅值的一半。
3.4電壓分布 按上述計算方法,可計算出高壓A相實施LTAC絕緣試驗時,各繞組的電位分布如下:
從上述感應(yīng)耐壓分布圖可以看出,變壓器進行單相LTAC試驗時,線圈之間的感應(yīng)電位差較小。因此, LTAC試驗對繞組之間的主絕緣強度考核并不嚴格或者說起不到充分的考核作用,但此時高壓電氣首端對地的主絕緣考核則是最嚴格的(該結(jié)論針對分級絕緣變壓器),設(shè)計時需特別注意校核LTAC絕緣試驗時高壓線圈電氣首端、高壓引線電氣首端對夾件、對箱壁以及對高壓升高座的主絕緣強度。
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