干式試驗變壓器怎么選型

選擇干式試驗變壓器需要綜合考慮多個關鍵因素，以確保其滿足特定的測試需求、安全可靠且經濟實用。以下是詳細的選型步驟和考慮要點：

核心選型步驟與考慮因素

明確測試對象和測試標準：

被測設備類型： 是電力變壓器、高壓開關柜（GIS/AIS）、電纜、避雷器、絕緣子、互感器還是其他設備？不同設備所需的試驗電壓類型（交流、直流、雷電沖擊、操作沖擊）和波形要求不同。

測試項目： 是工頻耐壓試驗、局部放電試驗、感應耐壓試驗、直流耐壓試驗還是沖擊電壓試驗？不同的試驗項目對變壓器的要求差異巨大。

遵循標準： 明確測試需要遵循的國家或國際標準（如IEC 60060, GB/T 16927, IEEE Std 4, DL/T 474等），標準規(guī)定了試驗電壓值、波形、持續(xù)時間、測量精度等具體要求。

確定關鍵電氣參數：

最高輸出電壓 (Umax)： 這是最核心的參數。根據被測設備的最高試驗電壓（需考慮容升效應）和標準要求確定。必須留有裕量！ 通常選擇比最高試驗電壓高10%-20%的變壓器額定電壓。例如，最高試驗電壓為150kV，應選擇額定電壓為165kV或180kV的變壓器。

額定容量 (Prated)： 容量必須足夠提供被測設備在最高試驗電壓下的電容電流和可能的泄漏電流，并維持電壓穩(wěn)定。

計算依據： Prated (kVA) ≥ 2πf * Cx * Umax2 * 10??

f: 電源頻率 (Hz)，通常50Hz或60Hz。

Cx: 被測設備的最大對地電容量 (μF)。這是最難準確獲取但最關鍵的數據！需查閱設備資料、經驗估算或實測。

Umax: 變壓器最高輸出電壓 (kV, 有效值)。

考慮因素：

容升效應： 容性負載會使實際施加到試品上的電壓高于變壓器輸出電壓，選型時必須考慮此效應的影響（通常通過高壓側直接測量電壓解決，但變壓器容量需足夠支撐）。

泄漏電流： 對污穢設備或潮濕環(huán)境下的測試，泄漏電流可能顯著，需額外容量。

波形畸變： 容量不足會導致輸出電壓波形畸變（特別是頂部跌落），影響試驗有效性（尤其是局放試驗對波形要求高）。

裕量： 建議在計算值基礎上增加20%-50%的裕量，以應對估算誤差、未來需求變化及保證良好的電壓穩(wěn)定性。

電壓波形： 工頻耐壓要求接近正弦波，總諧波畸變率(THD)通常要求≤5%，局部放電試驗要求更高(≤3%甚至更低)。確保所選變壓器的設計和制造工藝能滿足波形要求。

阻抗電壓： 較高的阻抗有利于限制短路電流，但會導致負載下電壓調整率變大（電壓降大）。需要根據系統(tǒng)保護要求和電壓穩(wěn)定性需求權衡。對于需要精確電壓控制的場合（如局放），阻抗不宜過高。

過載能力： 試驗變壓器通常是短時工作制（如5分鐘、15分鐘、30分鐘、60分鐘）。確認變壓器的額定容量是在哪個時間等級下標定的（如100kVA/30min），并確保其能滿足實際試驗所需的最長持續(xù)時間。超過額定時間運行會過熱損壞絕緣。干式變壓器散熱能力相對油浸式差，過載能力要特別關注。

確定使用條件和環(huán)境：

電源輸入電壓： 現(xiàn)場可提供的低壓電源電壓（如220V, 380V, 400V, 415V, 480V）和相數（單相/三相）。這決定了控制臺（調壓器、控制箱）的輸入規(guī)格。

海拔高度： 海拔超過1000米時，空氣稀薄，絕緣強度下降。變壓器需要高原型設計或進行降容使用（根據制造商提供的修正系數）。

環(huán)境溫度： 最高/低環(huán)境溫度會影響變壓器的散熱能力和低溫啟動性能。確保其在標稱的環(huán)境溫度范圍內運行。

相對濕度： 高濕度環(huán)境可能影響絕緣和外部爬電距離設計。

安裝空間： 變壓器的外形尺寸（長寬高）和重量，確?，F(xiàn)場有足夠的空間進行搬運、安裝和操作，并滿足安全距離要求。

移動性： 是否需要頻繁搬運？考慮重量、是否有輪子、吊裝點設計等。

選擇結構形式和附加功能：

繞組形式：

單級： 結構簡單，成本低。適用于電壓≤150kV的場合。體積和重量相對較大。

串級： 由多個單元串聯(lián)而成。可獲得更高電壓（如300kV, 500kV, 750kV），單個單元體積小重量輕，便于運輸。但效率稍低，總損耗和總重量可能大于同容量單級。

冷卻方式： 干式試驗變壓器主要靠空氣自然對流冷卻（AN）。確保試驗間隔時間足夠讓變壓器冷卻至安全溫度。對于大容量或高占空比應用，可考慮強迫風冷（AF），但會增加噪音和復雜性。

外殼與絕緣：

開放式： 結構簡單，散熱好，便于觀察和維護。但對環(huán)境潔凈度要求高，需防止異物進入和人員誤碰。

環(huán)氧樹脂澆注/浸漬： 整體性好，防潮、防污、防塵性能優(yōu)異，機械強度高，適合惡劣環(huán)境或移動頻繁場合。散熱能力相對開放式稍差。

高壓套管： 根據連接方式（垂直/水平）和連接器類型（如球頭桿）選擇合適的套管方向和接口。

測量抽頭/分壓器接口： 高壓側通常有測量繞組（低壓輸出）或預留接口，用于連接分壓器進行高壓測量。確認其電壓比和精度。

保護功能： 內置過流繼電器（常串接在高壓尾或接地線中）提供基本短路保護。更完善的保護（過壓、閃絡、門連鎖等）通常在控制臺中實現(xiàn)。

配套設備選型：

控制臺/調壓器：

類型： 電動感應調壓器（常用，波形好，調壓平穩(wěn)）、電動柱式調壓器、晶閘管調壓（體積小重量輕，但可能引入諧波）。

容量： ≥ 試驗變壓器額定容量。

輸入電壓/頻率： 匹配現(xiàn)場電源。

輸出電壓范圍： 通常0~變壓器輸入額定電壓。

功能： 電壓/電流表計（數字/指針）、過壓/過流保護設定和跳閘、計時器、急停按鈕、零位連鎖、聲光報警等。對于局放試驗，要求控制臺自身局放水平很低。

高壓分壓器：

類型： 阻容分壓器（常用，精度高，帶寬適中）、電容分壓器（主要用于沖擊或高頻測量）。

額定電壓： ≥ 變壓器最高輸出電壓。

精度： 滿足標準要求（通常交流測量系統(tǒng)精度需優(yōu)于1級或3%，局放要求更高）。

分壓比： 與測量儀表匹配。

測量儀表：

高壓表： 數字萬用表或峰值電壓表（需與分壓器配合使用）。

局放儀： 如果進行局部放電測量。

保護電阻： 通常串接在高壓輸出端，用于限制試品閃絡時的短路電流和阻尼振蕩，保護變壓器、分壓器和控制臺。阻值選擇需計算（幾十到幾百千歐不等）。

接地線： 足夠粗的銅線，確保所有設備可靠接地。

安全性與認證：

安全標準： 確保設備符合相關的電氣安全標準（如IEC, GB等）。

質量認證： 查看制造商是否具備ISO9001等質量管理體系認證。

出廠試驗報告： 索取并審查變壓器的出廠試驗報告（包括空載、負載、感應耐壓、局部放電等關鍵測試數據）。

防護等級： 外殼的IP防護等級是否能滿足環(huán)境要求（如IP20, IP23）。

供應商選擇與服務：

技術實力與經驗： 選擇在高壓試驗設備領域有豐富經驗和良好聲譽的制造商。

技術支持： 能否提供詳細的技術咨詢、選型指導和安裝調試服務？

售后服務： 保修期、備件供應、維修響應速度等。

案例參考： 了解供應商在類似項目上的成功案例。

選型總結要點（務必牢記）

電壓裕量： U變壓器 > U試驗 (最高值) + 容升裕量 (通常選額定電壓比最高試驗電壓高10-20%)。

容量充足： 嚴格估算Cx，P變壓器 ≥ 2πf Cx U2 * 10?? + 裕量 (20-50%)。容量不足是選型中最常見、后果最嚴重的問題！

波形要求： 特別關注局放試驗對THD的嚴格要求。

工作制匹配： 確認變壓器的額定容量對應的持續(xù)時間滿足測試要求。

環(huán)境適應性： 海拔、溫度、濕度必須滿足。

安全第一： 確保系統(tǒng)有完善的保護措施（過流、過壓、接地、安全距離）。

配套完整： 控制臺、分壓器、保護電阻等必須與變壓器匹配。

建議流程

詳細列出所有被測設備的類型、最大試驗電壓、最大電容量（或查找/估算方法）、測試項目及遵循標準。

計算所需最高輸出電壓和額定容量（重點?。?/p>

明確現(xiàn)場電源條件、環(huán)境條件（海拔、溫濕度）和空間限制。

根據電壓等級和移動性需求，考慮單級還是串級結構。

選擇外殼/絕緣形式（開放式或環(huán)氧封裝）。

基于以上信息，向多家有資質的供應商詢價和技術溝通，提供詳細需求清單。

仔細比較供應商的方案、技術規(guī)格、配置清單、價格、服務和信譽。

要求提供關鍵參數（尤其是空載電流、負載損耗、阻抗、局放水平）的出廠試驗報告。

確認配套設備（控制臺、分壓器等）的完整性和匹配性。

簽訂技術協(xié)議，明確所有技術要求和驗收標準。

選型干式試驗變壓器是一項需要嚴謹計算和綜合考慮的工作。務必重視電容量估算和容量裕量，這是系統(tǒng)能否正常運行的關鍵。與經驗豐富的供應商深入溝通，提供盡可能詳細的需求信息，是獲得合適設備的最佳途徑。