华北电力大学：《高电压技术》课程教学资源（课件讲稿）第11讲 高电压试验设备

第11讲 高电压试验设备 交流高电压试验设备 直流高电压试验设备 冲击电压试验设备 冲击电流实验设备 2

2 第 11 讲 高电压试验设备 高电压试验设备 „ 交流高电压试验设备 交流高电压试验设备 „ 直流高电压试验设备 直流高电压试验设备 „ 冲击电压试验设备 冲击电压试验设备 „ 冲击电流实验设备 冲击电流实验设备

交流高电压试验设备 试验变压器与电力变压器区别与联系 试验变压器与电力变压器的运行条件不同： 试验变压器 电力变压器 负荷性质 容性 感性 容量 小 大 时间 短 长 温度 低 高 安全系数 小(1.1) 大（绝缘配合） 3

3 试验变压器与电力变压器区别与联系 试验变压器与电力变压器区别与联系 试验变压器与电力变压器的运行条件不同： 试验变压器与电力变压器的运行条件不同： 试验变压器 电力变压器 负荷性质 容性 感性 容 量 小 大 时 间 短 长 温 度 低 高 安全系数 小（1.1) 1.1) 大（绝缘配合） 大（绝缘配合） 一、 交流高电压试验设备 交流高电压试验设备

交流高电压试验逾设备 工频高电压试验变压器 高压串联谐振试验设备 串级高压试验变压器 4

4 ¾ 工频高电压试验变压器 工频高电压试验变压器 ¾ 高压串联谐振试验设备 高压串联谐振试验设备 ¾ 串级高压试验变压器 串级高压试验变压器 一、 交流高电压试验设备 交流高电压试验设备

工频高电压试验变压器 工频高电压试验的基本线路 5 试验电流： R2 Is=OCU×109A(有效值) 8 所需的试验容量： Ps=@CU2x10-kVA 1-电源开关；2-调压器；3-电压表； U:试验电压kV(有效值) 4试验变压器；5变压器保护电阻； C:试品的电容量pF 6-试品；7-测量铜球保护电阻； 8测量铜球

5 工频高电压试验变压器 工频高电压试验变压器 1 -电源开关； 2 -调压器； 3 -电压表； 4 -试验变压器； 5 -变压器保护电阻； 变压器保护电阻； 6 -试品； 7 -测量铜球保护电阻； 测量铜球保护电阻； 8 -测量铜球 工频高电压试验的基本线路 工频高电压试验的基本线路 试验电流： Is= ωCU ×10-9 A (有效值 ) 所需的试验容量： 所需的试验容量： Ps= ωCU 2 ×10 - 9 kVA U：试验电压kV(有效值 ) C：试品的电容量 ：试品的电容量 pF

国产试验变压器的额定电压和额定容量 额定 电压 5 10 25 35 50 100 150 250 300 500 750100015002250 kV 3 3 3 3 5 10 25 250 300 300 7501000750 2250 5 5 5 5 10 25 50 500 1200 500 1500200015009000 10 10 10 10 25 50 100 1000 10003000 额定 25 25 25 50 100 150 1500 容量 50 50 100 200 300 kVA 100 250 250 150 500 400 200 750 6

6 国产试验变压器的额定电压和额定容量 国产试验变压器的额定电压和额定容量 200 750 150 500 400 100 250 250 50 50 100 200 300 25 25 25 50 100 150 1500 10 10 10 10 25 50 100 1000 1000 3000 5 5 5 5 10 25 50 500 1200 500 1500 2000 1500 9000 额定 容量 kVA 3 3 3 3 5 10 25 250 300 300 750 1000 750 2250 5 10 25 35 50 100 150 250 300 500 750 1000 1500 2250 额定 电压 kV

常见的试品电容量 试品名称 电容值(pF) 线路绝缘子 <50 高压套管 5~600 高压断路器 电流互感器 100~1000 电磁式电压互感器 电容式电压互感器 3000~5000 电力变压器 1000≈15000 电力电缆（每米） 150~400 SF绝缘的GIS 1000~10000

7 常见的试品电容量 常见的试品电容量 SF 1000 ~ 10000 1000 ~ 10000 6绝缘的GIS 电力电缆（每米） 电力电缆（每米） 150 ~ 400 150 ~ 400 电力变压器 1000 ~ 15000 1000 ~ 15000 电容式电压互感器 电容式电压互感器 3000 ~ 5000 3000 ~ 5000 100 ~ 1000 100 ~ 1000 高压断路器 电流互感器 电磁式电压互感器 电磁式电压互感器 高压套管 5 ~ 600 5 ~ 600 线路绝缘子 <50 试品名称 电容值（pF ）

选用试验变压器额突定电压及容量实例 某二次变电所需对大修后的一台35kV/10kV/3200kVA 的电力变压器进行高压绕组对低压绕组和铁芯、铁外壳 (后两者良好接地)进行工频耐压试验，已用电桥溯测出其 高压绕组对低压绕组和地之间的电容量为5870，请选择 一台合适的高压试验变压器 试验：工频耐压试验 试品：35kV/10kV3200kVA的电力变压器 试品电容：5870p 8

8 某二次变电所需对大修后的一台 某二次变电所需对大修后的一台35 kV/10 kV / 3200 35 kV/10 kV / 3200 kVA 的电力变压器进行高压绕组对低压绕组和铁芯、铁外壳 的电力变压器进行高压绕组对低压绕组和铁芯、铁外壳 （后两者良好接地）进行工频耐压试验，已用电桥 （后两者良好接地）进行工频耐压试验，已用电桥测出其 高压绕组对低压绕组 高压绕组对低压绕组和地之间的电容量为 和地之间的电容量为5870pF，请选择 一台合适的高压试验变压器 一台合适的高压试验变压器 试验：工频耐压试验 试品：35kV/10kV/3200kVA 35kV/10kV/3200kVA的电力变压器 试品电容：5870 pF 选用试验变压器额定电压及容量实例 选用试验变压器额定电压及容量实例

原则：所需的试验变压器额定 电压U、,应不低于试验电压U。 所需的试验容量： 试验变压器的额定容量P、应这 P、=IU kVA 样来选择： =0.133A×72kV PN>IUN =9.58kVA 题解：查阅有关规程（见第5章 据前表所示，试验变压器 的交流耐压试验)可知，此时 的额定电压选100kV 变压器应施加的试验电压应为 注意：试验变压器的额定 72 kV 容量不能选择10kVA的， 加压时，试验变压器高压绕组 因为此容量的变压器高压 流过的电流有效值为： 绕组最大只能流过0.1A, I=0CUx10-A 应选择100kV25kVA的试 验变压器以满足左边原则。 =2πfCU×10-9 即 =314×5870×72×10-9 25 kVA>13.3 kVA =0.133A

9 加压时，试验变压器高压绕组 加压时，试验变压器高压绕组 流过的电流有效值为： 电流有效值为： I s = ωCU ×10 - 9 A =2 π fCU × 10 - 9 =314 × 5870 × 72 × 10 - 9 =0.133 A =0.133 A 注意：试验变压器的 注意：试验变压器的额定 容量不能选择10kVA 的， 因为此容量的变压器高压 因为此容量的变压器高压 绕组最大只能流过 绕组最大只能流过0.1A， 应选择100kV/25kVA 100kV/25kVA的试 验变压器以满足左边原则。 验变压器以满足左边原则。 即 25 kVA >13.3 kVA 原则：所需的试验变压器额定 所需的试验变压器额定 电压 U N，应不低于试验电压 ，应不低于试验电压 U 。 试验变压器的额定容量 试验变压器的额定容量 P N应这 样来选择： P N ≥ I s U N 题解：查阅有关规程（见第 查阅有关规程（见第 5 章 的交流耐压试验）可知，此时 的交流耐压试验）可知，此时 变压器应施加的 变压器应施加的试验电压应为 72 kV 所需的试验容量： 所需的试验容量： P s = I s U kVA =0.133A =0.133A ×72kV =9.58 kVA 据前表所示，试验变压器 据前表所示，试验变压器 的额定电压选100 kV

高压串联谐振试验设备 对于特大的电容的试品，如电缆厂中的成卷高压 电缆的耐压试验，以及特大容量发电机的耐压试 验等，常用串联谐振装置来满足试验的要求 10

10 高压串联谐振试验设备 高压串联谐振试验设备 对于特大的电容的试品 对于特大的电容的试品，如电缆厂中的成卷高压 ，如电缆厂中的成卷高压 电缆的耐压试验，以及特大容量发电机的耐压试 电缆的耐压试验，以及特大容量发电机的耐压试 验等，常用串联谐振装置来满足试验的要求 常用串联谐振装置来满足试验的要求

谐振条件：oL=1/oC,其中o=2πf,f=50Hz 谐振时：电流达到最大值IUs L及C上获得比电源电压高（通常高20倍）的电压 U.=UL=QUs,Q=@L/R=L/C/R R Us C 串联谐振的原理图 串联谐振装置的等值电路 11

11 谐振条件：ωL=1/ωC，其中ω=2πf，f=50 Hz f=50 Hz 谐振时：电流达到最大值 电流达到最大值 IM=Us/R L及C上获得比电源电压高（通常高 上获得比电源电压高（通常高20倍）的电压 Uc=UL=QUs， 串联谐振的原理图 串联谐振的原理图 串联谐振装置的等值电路 串联谐振装置的等值电路 Q = ωL / R = L /C / R