高压介损(讲课稿)

1、COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.目录COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.目前，在电气试验中主要都是通过目前，在电气试验中主要都是通过10kV10kV下的介损试验测量（下的介损试验测量（tantan）的大小）的大小来发现设备的缺陷。可是，来发现设备的缺陷。可是，10kV10kV的试验电压远低于设备的运行电压，不能真实的试验电压远低于设备的运行电压，不能真实反映设备运行时的状况。良好的绝缘在允许的电压范围内，无论电压上升或下反映设备运行时的状况。良好的绝缘在允许的电压范围内，无论

2、电压上升或下降，其介损值均无明显变化。但现场试验数据显示，不同绝缘介质设备的介质降，其介损值均无明显变化。但现场试验数据显示，不同绝缘介质设备的介质损耗（损耗（tantan）值会随着电压的升高而变大或变小。所以在设备运行电压下做介）值会随着电压的升高而变大或变小。所以在设备运行电压下做介质损耗测试才能真实反映设备的绝缘情况。质损耗测试才能真实反映设备的绝缘情况。 如进口如进口500kV500kV开关均压电容，在开关均压电容，在10kV10kV下测量的介损值通常都比额定电压下要下测量的介损值通常都比额定电压下要大，大，经调查研究确定介损试验受经调查研究确定介损试验受GartonGarton效应影

3、响出现超标情况。效应影响出现超标情况。GartonGarton效应是效应是M.GartonM.Garton教授发现在含有纸的绝缘介质（或塑料以及油的混合介质）中，在较教授发现在含有纸的绝缘介质（或塑料以及油的混合介质）中，在较低电压下介质损耗正切值的变化可以比较高电压下的值高低电压下介质损耗正切值的变化可以比较高电压下的值高1-101-10倍。倍。 所以高电压介损试验越来越受到重视，国家电网公司在所以高电压介损试验越来越受到重视，国家电网公司在国家电网生国家电网生20092009819819号号( (关于印发预防油浸式电流互感器、套管设备事故补充措施的通知关于印发预防油浸式电流互感器、套管设备

4、事故补充措施的通知) )上上也提出了对也提出了对110kV110kV以上电流互感器、套管等开展高电压试验的要求。另外国家电以上电流互感器、套管等开展高电压试验的要求。另外国家电网公司新颁布的企业标准网公司新颁布的企业标准Q/GDW168-2008Q/GDW168-2008输变电设备状态检修试验规程输变电设备状态检修试验规程中也中也要求对主变套管、互感器、断路器等运行设备开展额定电压的介损试验。要求对主变套管、互感器、断路器等运行设备开展额定电压的介损试验。高压介损试验的必要性COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.高压介损试验的必要性常见的

5、电压常见的电压- -介损曲线介损曲线 良好的绝缘电压良好的绝缘电压- -介损曲线应成一水平直介损曲线应成一水平直线，当施线，当施 加电压超过某一极限时出现向加电压超过某一极限时出现向上弯曲。上弯曲。 如果设备绝缘处理不好或含有气泡等则设如果设备绝缘处理不好或含有气泡等则设备介损会比良好绝缘大，备介损会比良好绝缘大，tantan会较早出会较早出现向上弯曲，且电压上升与下降曲线不重现向上弯曲，且电压上升与下降曲线不重合。合。 当绝缘老化时，低电压下的当绝缘老化时，低电压下的tantan时可能时可能会比良好绝缘小，会比良好绝缘小， tantan会在较低电压下会在较低电压下就出现向上弯曲。就出现向上弯

6、曲。 绝缘介质一旦受潮，介损就会随着电压的绝缘介质一旦受潮，介损就会随着电压的升高迅速增大，并且电压上升和下降的曲升高迅速增大，并且电压上升和下降的曲线不相重合。线不相重合。 当绝缘介质存在离子性缺陷时，当绝缘介质存在离子性缺陷时，tantan随随着电压的升高出现下降的趋势。着电压的升高出现下降的趋势。COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.高压介损试验需要解决的重点问题COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.高压介损测量系统的组成交流高压试验电源高压介损电桥高压标准电容器COPYRIG

7、HT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.高压介损测量系统的组成电源控制箱+试验变压器变频电源+试验变压器变频电源+谐振电抗器l 优点优点：技术成熟简单：技术成熟简单l 缺点：笨重，输出波形失真大，供缺点：笨重，输出波形失真大，供电电源容量大，不易实现自动升降电电源容量大，不易实现自动升降压及抗干扰功能，适合试验室使用压及抗干扰功能，适合试验室使用l 优点优点：技术较成熟，简单：技术较成熟，简单l 缺点：笨重，输出波形失真大，供缺点：笨重，输出波形失真大，供电电源容量大，可以实现自动升降电电源容量大，可以实现自动升降压及抗干扰功能，适合测量小容量压及抗干扰

8、功能，适合测量小容量试品试品l 优点：优点：新技术，电源效率高，对供新技术，电源效率高，对供电电源容量要求低，易于实现自动电电源容量要求低，易于实现自动测量及抗干扰功能。是测量大容量测量及抗干扰功能。是测量大容量试品时的最佳方案。试品时的最佳方案。l 缺点：需配置谐振参数，造价较高缺点：需配置谐振参数，造价较高COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.高压介损测量系统的组成频率跟踪及选频滤波算法接线方式l 需具备正接线和反接线方式需具备正接线和反接线方式l 反接线一般采用高压侧电流取样，采用光纤作反接线一般采用高压侧电流取样，采用光纤作为信号

9、传输和高压隔离。为信号传输和高压隔离。l 为了适应各种试验电源，电桥需具备频率跟踪为了适应各种试验电源，电桥需具备频率跟踪功能功能l 应具有数字选频滤波算法，能在非应具有数字选频滤波算法，能在非50Hz50Hz下实现下实现抗干扰功能。一般采用各种抗干扰功能。一般采用各种FFTFFT滤波算法，得到滤波算法，得到信号频率下的幅度及相位关系。信号频率下的幅度及相位关系。最大测试电流要求l 由于试验电压高，被试品容量大，所以试验电由于试验电压高，被试品容量大，所以试验电流较常规电桥大流较常规电桥大l 一般电桥测量电流需一般电桥测量电流需5A5A，如发电机等试验需，如发电机等试验需20A20ACOPYR

10、IGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.高压介损测量系统的组成l高压标准电容器是介损电高压标准电容器是介损电桥的测量标准，它的精度桥的测量标准，它的精度及稳定度直接影响测量结及稳定度直接影响测量结果的准确性。果的准确性。l一般都采用充有一般都采用充有SF6SF6气体气体的高压标准电容器。它具的高压标准电容器。它具有电容量稳定，介质损耗有电容量稳定，介质损耗小的优点。小的优点。COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.常用高压介损测试系统配置高压标准电容被试品谐振电抗器高压介损电桥（含大功率正弦波变频

11、电源）CnCx变频输出励磁变压器特点：1、采用积木式电抗器，便于组装，满足现场测量大容量试品的要求。2、谐振方式升压，降低对电源容量的要求，输出波形失真小。3、采用正弦波输出变频电源驱动，能实现全自动测量（自动找谐、自动升压、自动测量、自动降压等过程全自动完成）。4、适当选择谐振频率，可避开50Hz干扰，实现异频抗干扰。 COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.采用试验变升压的高压介损测量系统参数选择方法采用试验变升压的高压介损测量系统参数选择方法1 1、试验变压器、试验变压器l根据试验要求（一般为设备最高工作根据试验要求（一般为设备最高工

12、作Um/ 3）确定）确定试验变压器的最高输出电压试验变压器的最高输出电压l 根据试品电容量及试验电压确定试验变压器的功率。根据试品电容量及试验电压确定试验变压器的功率。P=U2C2 2、高压标准电容器、高压标准电容器l根据试验要求（一般为设备最高工作根据试验要求（一般为设备最高工作Um/ 3）确定高压标准电容器的额定工作）确定高压标准电容器的额定工作电压。电压。l 电容量一般选择电容量一般选择50pF或或100pF3 3、变频电源、变频电源l 根据试验变功率要求配置不小于试验变功率的变频电源。根据试验变功率要求配置不小于试验变功率的变频电源。l 变频电源的输出电压应与试验变初级电压匹配，通常使

13、用单相电源的变频电源变频电源的输出电压应与试验变初级电压匹配，通常使用单相电源的变频电源输出为输出为0180V，使用三相电源的变频电源输出一般为，使用三相电源的变频电源输出一般为0320Vl 变频电源输出频率范围应不小于变频电源输出频率范围应不小于4565Hz4 4、介损电桥、介损电桥l 根据最高试验电压及试品电容量确定试验电流根据最高试验电压及试品电容量确定试验电流: I=UC ，电桥测量范围应满足电桥测量范围应满足要求要求l 根据试品情况确定是否需要反接线测量功能根据试品情况确定是否需要反接线测量功能l 具有异频（双变频）抗干扰功能。具有异频（双变频）抗干扰功能。COPYRIGHT(C)

14、WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.采用串联谐振升压的高压介损测量系统参数选择方法采用串联谐振升压的高压介损测量系统参数选择方法1 1、高压标准电容器、高压标准电容器l配置方法跟试验变升压方式相同配置方法跟试验变升压方式相同2 2、变频电源、变频电源l根据系统总功率根据系统总功率 以及谐振以及谐振Q值（一般电气设备取值（一般电气设备取20）确定变频电源的）确定变频电源的功率。功率。l 变频电源的输出电压应与励磁变压器变频电源的输出电压应与励磁变压器 初级电压匹配。初级电压匹配。l 变频电源输出频率范围应不小于变频电源输出频率范围应不小于4565Hz，并连续可调，

15、调节细度不小于，并连续可调，调节细度不小于0.1Hz。3 3、介损电桥、介损电桥l 根据最高试验电压及试品电容量确定试验电流：根据最高试验电压及试品电容量确定试验电流：I=UCI=UC ，电桥测量范围应满足要求。，电桥测量范围应满足要求。l 根据试品情况确定是否需要反接线测量功能。根据试品情况确定是否需要反接线测量功能。l 具有频率跟踪功能，能在任意频率点实现选频测量。具有频率跟踪功能，能在任意频率点实现选频测量。4 4、谐振参数计算、谐振参数计算l 谐振频率：谐振频率： 其中其中L L为谐振电抗器的电感量，为谐振电抗器的电感量，C C为总电容量（包括试品电容、为总电容量（包括试品电容、标准电

16、容和补偿电容），通常根据被试品最大和最低谐振频率（可取标准电容和补偿电容），通常根据被试品最大和最低谐振频率（可取45 Hz45 Hz），来确定），来确定谐振电抗器的电感量。对于小容量试品可以通过并联补偿电容器的办法使得谐振频率谐振电抗器的电感量。对于小容量试品可以通过并联补偿电容器的办法使得谐振频率在工频范围内。在工频范围内。COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.采用串联谐振升压的高压介损测量系统参数选择方法采用串联谐振升压的高压介损测量系统参数选择方法5 5、电抗器参数选择、电抗器参数选择l由谐振频率确定电抗器的电感量由谐振频率确定电

17、抗器的电感量l由最高试验电压确定电抗器的额定工作电压由最高试验电压确定电抗器的额定工作电压l计算电抗器总功率计算电抗器总功率 =l工作频率范围一般不小于工作频率范围一般不小于4565Hz，Q值不小于值不小于20l综合总功率、额定工作电压、体积重量等参数来确定是否采用分节设计。综合总功率、额定工作电压、体积重量等参数来确定是否采用分节设计。6 6、励磁变压器参数选择、励磁变压器参数选择l 输入电压：应与变频电源输出电压匹配输入电压：应与变频电源输出电压匹配l 输出电压：根据测试系统最高试验电压和最小输出电压：根据测试系统最高试验电压和最小Q值来确定：值来确定：l 输出功率：输出功率：l 工作频率

18、范围不小于工作频率范围不小于4565Hz。COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.采用试验变升压的高压介损测量系统实样HV9003高压变频抗干扰介质损耗测试仪升压变压器标准电容器试品采用试验变升压的高压介损测量系统实样采用串联谐振升压的高压介损测量系统实样COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.采用串联谐振升压的高压介损测量系统实样HV9003高压变频抗干扰介质损耗测试仪励磁变压器电抗器组1标准电容器模拟试品电抗器组2COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGH

19、TS RESERVED.HV9003系列高压介损测试装置介绍COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.HV9003系列高压介损测试装置介绍COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.HV9003系列高压介损测试装置介绍COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.系统主界面测量过程界面参数设置界面（2）参数设置界面（1） 测量结果界面HV9003系列高压介损测试装置介绍正接线COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHT

20、S RESERVED.HV9003系列高压介损测试装置介绍反接线COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.HV9003系列高压介损测试装置介绍COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.典型高压介损测试系统配置方案试验变升压的高压介损测试系统配置方案序号设备名称规格型号单位数量备注1高压介质损耗测试仪HV9003F1-1/10台11通道正接，1通道反接，自动多点测量，画曲线，内置10kVA正弦波变频电源和测量控制部分2试验变压器（含上位变、下位变）KSYD/Q-10/160套1便于现场搬运采用

21、串级式励磁变，下位变10KVA，输入电压0-300V，输出电压0-80KV；上位变5KVA，输入0-300V，输出电压80KV。3高压充气式标准电容器SYL160/100F台1SF6气体绝缘，100pF/160kV，含高压电流取样单元COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.典型高压介损测试系统配置方案串联谐振升压的高压介损测试系统配置方案序号设备名称规格型号单位 数量备 注1高压介质损耗测试仪HV9003F1-1/5台11通道正接，1通道反接，自动多点测量，画曲线，内置5kVA正弦波变频电源和测量控制部分2励磁变压器KSLB-5台1输入16

22、0V，输出10kV，功率5kVA3谐振电抗器KSGL-F40/0.25台4电感量600H，额定电压40kV，额定电流0.25A4高压充气式标准电容器SYL160/100F台1SF6气体绝缘，100pF/160kV，含高压电流取样单元5高压补偿电容器KSFB-160/2500台12500pF/160kV特点：1、对供电电源容量要求低，只需单相220V供电即可 2、可以自动找谐振点、自动升降压、自动多点测量并绘制介损-电压曲线 3、可以异频抗干扰（选择合适的谐振参数，可将谐振点人为偏离50Hz，以达到异频抗干扰的目的） 4、单件设备都不超过50kg，可人力搬动，适用于现场试验 5、积木式电抗器设计

23、，通过串并联组合可适用于各种不同电压等级、不同容量的试品做高压介损试验COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.典型高压介损测试系统配置方案串联谐振升压的高压介损测试系统配置方案适用范围： 1、4个电抗器串联使用 最高试验电压160kV，最大可测量试品电容量约为5000pF 可以满足500kV开关均压电容、 220kV系统CVT、电流互感器、套管、开关均压电容等的 高压介损试验 2、2个电抗器串联使用 最高试验电压80kV，最大可测量试品电容量约为10000pF 可以满足110kV系统CVT、小容量变压器（套管）、电流互感器、套管等高压介损试

24、验 3、4个电抗器2组串联后再并联使用 最高试验电压80kV，最大可测量试品电容量约为20000pF 可以满足110kV大容量变压器（套管）、及220kV变压器低压侧套管的高压介损试验COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.典型高压介损测试系统配置方案500kV开关均压电容高压介损试验特色方案 通常500kV开关均压电容有一端有接地刀闸，不便于打开，此方案可以在不打开接地刀闸的情况下，一次升压同时测量两个均压电容的高压介损。 测量主机需配置1通道正接和1通道反接功能。反接线时可测得C1和C2并联的电容量及介损值，正接线时可测得C1的电容量及

25、介损值，通过以上结果可推算出C2的电容量及介损值。 此方案不仅提高了现场试验的效率，还避免了打开接地刀闸 的不安全因素。COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.典型高压介损测试系统配置方案变压器套管高压介损试验特色方案 HV9003型高压介损测试仪主机最多可同时测量4个正接通道，所以在测量变压器套管高压介损时，可以同时测量A、B、C、O四个套管的高压介损，一次接线，一个升压过程，就可以完成4个套管的高压介损测试工作。大大提高了现场试验的工作效率。COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.高

26、压介损现场试验注意事项试验前的准备工作 应先确定被试品的参数，如电压等级、电容量、是否是接地试品等 确定试验方案，选择是正接线、反接线或是多通道组合测量。 确定升压方式。根据试验电压及试品容量估计出试验容量，如果采用试验变升压，试验容量不能大于变频电源及试验变容量。如果是采用串联谐振升压，需确定试验容量及谐振频率，如果是小容量试品需估计补偿电容器的大小。 带齐必要的连接线及附件COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.高压介损现场试验注意事项现场试验时注意事项 试验时应将设备各个接地点可靠接地。 当试验电压较高时，高压引线应采用防晕电缆，高压

27、端应加防晕罩，电晕（特别在反接线方式）会影响测量结果的准确性。 设备应摆放稳当，应注意防止设备倾倒。 高压引线应悬空，挂钩、测试夹等应接触良好。必要时可用绝缘带固定高压引线。 接线完毕检查无误后，可开机试验。建议先尝试手动升压，以判断系统运行是否正常。 在有干扰的情况下，应使用异频方式抗干扰。一般频率需偏离工频2.5Hz以上为佳。 采用谐振方式升压时应使谐振频率在工频范围内。 现场测试应注意感应电伤人，连接高压引线时可先接地后连接。试验结束后将高压端接地，先撤高压引线再撤其他引线，最后撤接地线。COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.高压介

28、损测量装置现场试验照片COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.110kV变压器套管试品型号SFZL1-10000/110额定电流52.5/916.5A额定电压1103*2.5% /6.3k V厂 家沈阳变压器厂制造日期1977.11出厂编号8S249-1试验数据测试相别试验频率（Hz）试验方法 UntgCxCntg Cx仪器日期/kV/%/pF/pF/%/%09.11.19A自动调谐55.6正接升压10.23 0.846 166.2 0.687 0.839HV900309.11.1919.93 0.919 166.409.11.1929.9

29、5 1.076 166.609.11.1940.08 1.227 166.909.11.1950.14 1.359 959.93 1.453 167.409.11.1972.01 1.533 167.609.11.19正接降压72.07 1.532 167.609.11.1960.16 1.459 167.409.11.1950.09 1.361 940.04 1.236 166.909.11.1930.06 1.079 166.609.11.1920.16 0.928 166.409.11.1910.07 0.853 166.2一、110KV变

30、压器套管试验报告高压介损现场试验照片及试验报告COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.110kV变压器套管试品型号SFZL1-10000/110额定电流52.5/916.5A额定电压1103*2.5%/6.3kV厂家沈阳变压器厂制造日期1977.10出厂编号10S330-1试验数据测试相别试验频率（Hz）试验方法UntgCxCntgCx仪器日期/kV/%/pF/pF/%/%09.11.17C自动调谐55.1正接升压10.111.183181.00.2661.674HV900309.11.1720.031.159181.309.11.1730

31、.050.929178.509.11.1740.050.977178.409.11.1750.061.066178.409.11.1760.041.101178.509.11.1771.961.132178.509.11.17正接降压72.021.131178.509.11.1760.061.099178.509.11.1750.091.049178.409.11.1740.090.988178.509.11.1730.090.917178.609.11.1720.161.155181.409.11.1710.071.158181.1高压介损现场试验照片及试验报告COPYRIGHT(C) WW

32、W.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.二、二、220KV互感器现场试验报告互感器现场试验报告验设备名称松六2号220KV电流互感器A相试验方法倒置式CT用反接法，测电容本体及支架的介损多点电压测量，自动调谐升压及降压画出升压及降压曲线序 号电压Un（kV） 试验频率（Hz）介损tg（%）电容量（pF）升压过程110.2253.20.191984.5220.070.183984.2330.060.195983.6439.990.191983.8550.100.185984.1660.120.180984.2770.010.181984.5880.090.173983.5

33、989.980.176983.610100.000.187983.711110.100.201983.912120.000.213984.013129.800.235984.214146.000.274984.5降压过程15145.9053.20.275984.616130.000.238984.417120.000.210984.318110.100.194984.319100.100.184984.32090.080.172984.32180.160.166984.32270.120.169984.22360.070.181985.32450.080.186985.42540.140.18

34、2985.22630.100.192985.12720.190.194984.62810.190.179986.1最大介损变化量：0.101%最大电容变化量：0.101%高压介损现场试验照片及试验报告COPYRIGHT(C) WWW.SCEEC.COM ALL RIGHTS RESERVED.三、用反接法做发电机定子高压介损试验报告试验数据电压HV频率Fq电容量Cx介损值tg01 50.0Hz336.8nF+1.688%024.10kV50.0Hz337.2nF+1.744%036.19kV50.0Hz337.9nF+1.847%048.01kV50.0Hz338.5nF+1.948%059.97kV50.0Hz339.3nF+2.070%0611.58kV50.0Hz340.0nF+2.160%0712.00kV50.0Hz340.2nF+2.183%0814.01kV50.0Hz340.9nF+2.273%0914.62kV50.0Hz341.2nF+2.303%1015.95kV50.0Hz341.7nF+2.354%1118.02kV50.0Hz342.4nF+2.431%1220.00kV50.0Hz343.1nF+2.507%1317.95kV50.0Hz342.6nF+2.463%1416.01kV50.0Hz34