1000kv超高变电站主变快速测试的方法.docx

1、1000kV 超高变电站主变快速测试 的方法 一、 概述 随着电力 行业的 需 求， 送变电特 高压在 电力运行 中是必 然 趋势， 1000kV 特高压 的甚而 设施 与验收 示范工 程制 定标准 形成日 趋完 善。 为了满足 该工程 电 气设备现 场的交 接 与例行试 验需要， 根据 1000kV 特高压交 流试验 示 范工程电 气设备 交 接试验标 准 中 的相 应试验项 目， 试验方法 和判断 标 准， 设计 了一次 性 接线， 智 能化测 量 ， 判断及 分析 的试验装 置进行 设 计， 解决 了常规 传统 试验方法 中的不 足 与费时工 的 问题，提 高生产 效 率与质量 。 二、

2、 特 高 压 变 压 器 特点 1000kV 变 压器与 常规 500kV 变压 器的区别 ： 从基本设 计原理 上 来说，1000kV 主变 压器与常规 500kV 主变压 器并无差 别， 都是 利用电磁 耦合原 理 进行电能 传输 4 。 但 由于特高 压 工程所采 用的 1000kV 主变压器的 工作 和试验电 压极高 ， 容量超大 ， 同时基于 1000kV 特 高压工程 的重要 影 响和意义， 1000kV 主变压器 与 常规 500kV 自耦变 压器在一 些主要 技 术参数和 结构上 还 是有一定 的 差别的。 结构区别： 在 结构 上区别 比较大 ，特 高压变 压器都 是带 有调

3、压 补偿变 压器 ， 而且由于 电压等 级 高，都是 采用单 体 设计， 其 结构图 如 图一 ： 图一 而 500KV 以下 的变 压器基本 上三相 一 体变压器 ：不带 补 偿装置 ， 电气结构 图如图二 ： 200KV 及以下变压 器 500KV 自耦一体变 压器 图二 绝缘耐受强度 1000kV 变压器的工 作和试验 电压比 常 规 500kV 自耦变压器都提 高了接近 一倍， 因 此必须采 用加强 的 绝缘覆盖 和更大 的 绝缘距离， 同 时采用优 质的绝 缘 材料，保 证产品 的 电气性能 和安全 运 行。 1000kV 与常规 500kV 变压器的工作和试验电压 的对 比 100

4、0kV 变压器 常规 500kV 自耦变压器 高压最高工作电压，kV 1100 550 中压最高工作电压，kV 550 252 低压最高工作电压，kV 126 40.5 或 72.5 高压工频试验电压，kV 1100 680 高压雷电冲击试验电 压，kV 2250 1550 高压操作冲击试验电 压，kV 1800 1175 调 压 方 式 及 范 围的 选 择 常规 500kV 自耦变压器大都 采取中 压 线端调压 ，调压 引 线和开关 的电压水 平为 220kV 。1000kV 变压器的中压线端为 500kV ， 如果采用 中压线端 调压 ， 调 压和开关 的电压 水 平将为 500kV ，

5、 这 样 不仅给产 品 的设计 、 制造 造成极 大困难 ， 更对 产品的 安全运行 不利 。 因此 ， 1000kV 主变压器 采用了 中 压末端， 也 即中性 点调压的 调压方 式 。 但自耦变 压 器的高、 中压为 公 用中性点 ， 采用 中 性点调压 时， 各 分 接位置的 匝电 势和铁心 磁通密 度 将发生变 化， 也就 是 变磁通调 压。 如果 不 采取措施 ， 其低压输 出电压 也 将随分接 位置的 变 化而变化。 所以， 国 内自耦变 压 器一般不 采用中 性 点调压的 方式。 常规 500kV 自耦无 载调压变 压器的 分 接范围一 般为: 23022.5% 。 1000kV

6、 变压器调压 范围采用 52541.25% ， 是 为了降 低调 压各级间 的 电压差， 保证调 压 线圈和开 关的安 全 。 低压补偿 1000kV 变压器采取 了中性点 变磁通 调 压的调压 方式， 如 果不采 取措施， 其低压 输 出电压将 随分接 位 置的变化 而变化 。 经计算， 其变1000kV 变压器 500kV 常规自耦变压器 调压方式 中性点变磁通调压 中压线端恒磁通调压 调压范围 525 4 1.25% 230 2 2.5% 调压开关型式 正反调 线性调 化 率 最 大 将 超 过 5% ， 这 是 系 统 运 行 所 不 允 许 的 ， 为 了 控 制 这 种 变 化 ，

7、 设 计 了 补 偿 绕 组 来 补 偿 低 压 电 压 ， 使 低 压 输 出 电 压 偏 差 控 制 在 0.5% 以 内。 分箱结构及大小 常规 500kV 自耦变 压器都为 一体式 结 构， 高压 侧套管 的地 面高度 在 12 米。 1000kV 变压器采用 了主体和调压变分 箱的结构，主体高 度约 18 米。采用 主体和 调 压变分箱 的结构 一 方面是为 了简化 1000kV 主体的 结构， 提高 1000kV 主体的安 全性， 另 一 方面是为 了系统 的 长远考虑 ， 在需要将 无载调 压 改造为有 载调压 时 ， 可仅对调 压变进 行改造， 而 主 体可以在 改造过 程 中

8、单独继 续运行 ， 提高改造 的灵活 性 。 主 体 铁 心 及 器 身结 构 常规 500kV 自耦变压器采用 单相三 柱 铁心，单 柱或两 柱 套线圈的 结构。 1000kV 变压器由于 容量超大， 如果采 用单柱套 线圈的 结 构， 其温 升和 过热问题都 难以解 决。因此，1000kV 变 压器的主体变压 器采用 单相四柱 或单相 五 柱铁心， 两柱或 三 柱套线圈 的结构 。 三、 特高压变 压器试 验 项目 主 要的 常规试 验项 目： 表一 序 号 主 变本 体 调 压补 偿变 变 压器 本体连 同调 压 补 偿变 压器 1 测 量绕 组连同 套管 的直 流 电阻 测 量绕 组连

9、同 套管 的直 流 电阻 测 量绕 组连同 套管 的 直 流电 阻 2 测 量绕 组电压 比 测 量绕 组电压 比 测 量绕 组电压 比 3 检 查引 出线的 极性 检 查引 出线的 极性 检 查引 出线的 极性 4 测 量铁 心夹件 的绝 缘电 阻 测 量铁 心夹件 的绝 缘电 阻 5 测 量绕 组连同 套管 的绝 缘 电阻 、吸收 比和 极化 指数 测 量绕 组连同 套管 的绝 缘 电阻 、吸收 比和 极化 指数 测 量绕 组连同 套管 的 绝 缘电 阻、 吸收 比和极 化 指数 6 测 量绕 组连同 套管 的介 质 损耗 角正切 值 tan 和 电 容量 测 量绕 组连同 套管 的介 质

10、 损耗 角正切 值 tan 和 电 容量 测 量绕 组连同 套管 的 介 质损 耗角正 切值 tan 和 电容 量 7 套 管试 验 套 管试 验 8 低 压短 路阻抗 低 压短 路阻抗 详 细的 试验清 单如 下表 二 ： 表二 整体 主体 调压补 偿 直流电 阻 HV ：A-Am A-A0：（ 1.2.3不同 档位） MV ：Am-A0：（ 1.2.3 不 同档位 ） LV ：a1-x HV ：A-Am MV ：Am-A01 LV ：a1-x1 AO2AO：（ 1 到 9 档位） a-x a-x2 x2-x 变比 HV/MV ：A-AO/Am-AO HV/LV ：A-AO/a1-x MV/

11、LV ：Am-AO/a1-x H.V./M.V. H.V./L.V. M.V./L.V. a-x/AO2-AO：（ 1 到 9 档位） a-x/a-x2：（ 1 到 9 档 位） a-x2/AO2-AO：（ 1 和 9 两档位 ） AO2-AO/x2-x：（ 1 和 9 两档位 ） 本体绝 缘电 阻 H.V. M.V. L.V.+G H.V. M.V. L.V. L.V. H.V. M.V.+G H.V. M.V. L.V. G H.V. M.V. L.V.+G H.V. M.V. L.V. L.V. H.V. M.V.+G H.V. M.V. L.V. G CL G CC G CL CC A

12、O2 AO a x2 x G a x2 x AO2 AO G AO2 AO a x2 x G 调压 变 CC CL G 调压 变 CL CC G 调压 变 CL CC G 补偿 变 CC CL G 补偿 变 CL CC G 补偿 变 CL CC G 本体介损： 绕组连 同套管的 电容量 H.V. M.V. L.V.+G L.V. H.V. M.V.+G H.V. M.V. L.V.+G L.V. H.V. M.V.+G AO2 AO a x2 x G 及 介损值 （有不同绕组组 合， 只能用超宽行 程切换） H.V. M.V. L.V. G H.V. M.V. L.V H.V. M.V. L.

13、V. G a x2 x AO2 AO G AO2 AO a x2 x G 套管绝 缘电 阻 不做 一次 末屏 ： Am ；AO1 ；a1 ；x 1 ；A 末屏 法兰 ： Am ；AO1 ；a1 ；x 1 ；A 抽压 法兰 ：A 一次 末屏 ： x2 ，x ，a ，AO,AO2 末屏 法兰 ： x2 ，x ，a ，AO,AO2 抽压 法兰 ：无 套管电 容介 损 不做 一次 末屏 （正 接） ： Am ；AO1 ；a1 ；x 1 ；A 末屏 地（ 反接 ） ： Am ；AO1 ；a1 ；x 1 ；A 抽压 地（ 正接 ） ： A 一次 末屏 （正 接） ： x2 ，x ，a ，AO,AO2 末屏

14、 地（ 反接 ） ： x2 ，x ，a ，AO,AO2 低电压 短路 阻抗 不做 Am-AO1/a1-x1 A-AO1/a1-x1 A-AO1/Am-AO1 补偿变 ： AO-AO3/x-x2 调压变 ： a-x2/AO-AO2 试 验按 照设备 结构划 分， 依据 试验标 准 要求， 需要分 别 完 成主变本 体与调 压 补偿变的 常规试 验 后， 再对 联接之 后的 整体进行 几 项试验。 其目的 是 为了考 核主 体 与调压 补 偿 的联 接 与绝缘 是 否 可靠 。 变 压器 例行试 验过程 ，要 求对上 面的项 目都 进行试 验，因 此 通 过试验项 目他们 存 在着多次 接线等 过

15、 程。 鉴于 特变结 构复 杂和套管 较 高的高度 ， 通过斗 臂车接线 需要花 费 大量的人 工 ， 这样 不但会增 加试 验时间， 并且会 增 加人为导 致隐患 的 风险。这 些问题 对 于 1000kV 的 变电系统 都是无 法 容忍的。 研究一种 在 一次 性 接线 的情 况下满足1000kV 变 压器例 行试 验的 测量系统 显得十 分 必要与迫 切。 四、 一次性接 线 试验 存 在的难题 从其中 一相完整的 1000kV 主 变联接看 （ 如 1000kV 主变整体示意 图 ） ， 很明显的 发现其试验 的难度要比 500kV 主 变大的多。 若要 完成 主变本 体的试验和调压补

16、 偿变的试验， 需要拆 开 4 段联 接套管的 导体， 而做整 体的试验又需要 把 4 段套管 联接起来， 如此 在试验得时候 就增 加了两 次接线。 而这些工 作不但繁琐， 增加停电时间 ， 还有可能 导致 设备隐 患。 1. 不拆线 测量变压器 整体试 验项目， 同时又要 兼容拆线下主体和 调压补 偿变得试验项目 2. 电容型 套管数量多， 达到 11 个。 因此需要至 少 11 个 正接采样 通道。 3. 依据 试验标准 的要求 ， 直流电阻 高压侧 的测量时不宜使用 大电流， 需 要 采用低压侧 大电流 助磁法， 高低压 侧同时测量的 方法， 以节约测量时间 。 4. 由于 1000k

17、V 变 压器整体高 度达到 18 米， 相 比而言， 现场试验 需要使 用更长的测试线。 对于高压 屏蔽测试 线的性能提出了更 严格的 考验。 五、 一次性接 线测试 系 统原理 1 、 绕组测试 线设计 ： 绕组拖地 电缆测 试 线采用两 芯双屏 蔽 设计 ， 两芯 分别是 通 过电流和 电压， 满足 直流电阻 等功能 四 线制取样 原理，电 流线 2.5 平分、 电压 线 1 平分设计。 测 试线被试 品端采 用钳形夹子 设计。 电 流 线和电压 线分别 接 到钳形夹 子的两 侧。 防止接触 电阻引 起 测试误差。 两层屏 蔽 层分为内 屏蔽层 和 外屏蔽层。 连个屏 蔽 层之间的 材料采

18、 用 复合式硅 胶绝缘 材 料，耐压 设计高压 15KV 。 内屏蔽 接面 板输出口 的金属 屏 蔽外壳 （ 如图八 ） ， 外屏蔽接 面板 “ 高压 拖地屏蔽 线接口 ” ， “高压拖 地屏蔽 线 接口” 内 部通过 继 电器 SA 进 行大地 和 兆欧表 G 端 的切换 。 继电器 SA 在 测量 兆欧表的 时候切 换 到兆欧表 的 G 端 ， 测量其他 所有的 项 目都切换 到大地 。 这 样 设 计 的 原 因 是 因 为 变 压 器 本 体 绝 缘 电 阻 测 量 的 时 候 都是绕组 套管对 地 之间的绝 缘值， 而 拖 地线对地 会有泄 露 电流会被 兆欧表的 E 端测量检测 到

19、 ， 如 果外屏蔽 接兆欧 表 的 G 端就 可以 屏 蔽 这部分的 影响， 具 体测量原 理见后面 的（ 兆欧 表模块 原 理 ） 套管末屏 测试线 设 计： 套管末屏测试 线 采用单 芯、 双屏 蔽 层设计内、 外屏蔽 层 耐压 4KV ，套管末屏 反接介损 2kv ，绝缘电 阻测量 2KV 。面板接 口中两 两短接， 其中一个 触点跟 金 属屏蔽外 壳短接 。 如下图： 2 、首先一次 性接线 示意图 如 图三 ： 测 试系统 设置分 为变 压器绕 组及套 管测 试接口 、套管 末屏 测试接 口、 以及屏蔽 线接口 。 图三 一次性接 线面板 示 意图如 图 四： 图四 本套系统 采用向

20、 下 兼容模式 ， 即可以 兼容 500KV 以下的 变压器进行一次性接线测 量设计，所以面板 标识安装高、中、 低、平 衡 接 口 设 计 ， 在 面 板 上 标 注 了 各 种 变 压 器 的 接 线 方 法 。 其 中 1000KV 变压器套管 上端接线 如图五 图五 1000KV 变压器套管 末屏接线 如图六 图六 面板绝缘介绍： 第一绕组接口绝缘设计 如图七： 图七 每侧输出 口有四 个 接口 ， 分 别为 ABCO 。 每个接 口三个 触 点 （电 流两个、 电压一 个 ）和一个 屏蔽点 （ 既外 壳 ） 如图八 。 图八 图七中白 色的绝 缘 材料耐压 等级为 25KV ， 它采

21、 用嵌入 式 安装在 一块带过 孔铺铜 屏 蔽的 PCB 板， 本 铺 铜屏蔽层 与高压 拖 地屏蔽 线接口短 接，通 过 内部继电 器切换 到 大地或者 兆欧表的 G 端， 在兆欧表 和介损 测 量中启动 非常重 要 的作用， 如图九 。 图 九 第二、套 管末屏 接 口绝缘设 计如图 十 ： 每个套管输出口都 有一个独立的绝缘 材料，白色绝缘材 料耐压 4KV 以上 ， 图十 图十中接 口定义 如 下图十一 ， 其中 一 个触点和 金属外 壳 短接， 图十一 图十 中白 色的绝 缘 材料耐压 等级为 4KV ，它采用嵌 入式安 装在 一块带过 孔铺铜 屏 蔽的 PCB 板，本 铺 铜屏蔽层

22、 与高压 拖 地屏蔽 线接口短 接，通 过 内部继电 器切换 到 大地或者 兆欧表的 G 端， 在兆欧表 和介损 测 量中启动 非常重 要 的作用， 如图十 二 。 图十二 测试线与 设备端 连 接实物图 如图十 三 ： 图十三 智 能 装 换 装 置 的设 计 ： 根据表二 的试验 项 目可以看 出 ， 通 过变 压器 的 套 管上端 和 绕组构 成 的变压 器试验 的大 部分项 目 ：变 比、 有载、 直流电 阻、 短路阻 抗、 本体介损、 本体绝 缘电阻等。 也就是 说 “智能设 备绕组 接口” 的线 要 兼容这些 试验项 目 ； 而套管末 屏试验 中有正接 法的介 损 、 末屏对地 的

23、 绝缘电阻 和介损 ， 因此 “套 管末屏 接 口” 的输 出线要 同 时满足这 些试 验， 如何实 现不同 项目之间 的切换 是 本套智能 系统的 关 键之处 ； 为 了 实现一次 性接线、 全自动切 换完成 这 些试验项 目， 特设 计了两套 智能 切换系统 ：绕组 接 口输出智 能转换 器 和套管接 口输出 智 能转换器 ( 一) ：绕组接口 输出 智能转换 器的原 理 绕组接口输 出智能 转换器设 计示意 图 如图十四 图十四 转换一主 要是进 行 介损功能 和兆欧 表 功能的切 换 ， 主 要是 为了满足 介 损高压屏 蔽和兆 欧 表高压屏 蔽切换 以 及高压芯 线输出 。 电 气原

24、理图 如 图 十五 ： 转换一 输出 端通过 单芯双 屏蔽 线与转 换三的 静触 头一（ 也 就是高压 静触头 ） 相连接 。 左边 的静 触头 2 和 3 短接后 与金属屏 蔽外 壳相连接， 左边的 静触头 1 与介损 反 接芯线相 连接， 右 边的静触头 3 短接后与 金属屏 蔽 外壳相连 接， 右边 的 静触头 1 和 2 短接 后与兆欧 表 HV 相连接 。输出 触 头 1 与 输出线 的芯 线连接，2 与输 出 线的内屏 蔽 相连接，3 与 输出线 的外屏蔽 连接并 直 接叫与金 属外壳 相 连接。 图十五 说明： 转换 一部分 采用长行 程直线 电 机控制， 分 为两个 静触头和

25、一个 动触头， 每 个触头 都是用金 属外壳 进 行封闭式 包装， 而 金属外壳 有通 过短接线 与触头 3 进行连接 ， 目的 是为 了防止兆 欧表和 介 损测试仪 的 芯线对外 泄露电 流 ，起到屏 蔽作用 。 工作过程 ， 当 控制本 套转换装 置的 CPU 接到上位 机下传 的 命令： 一 、测量 介损时 候， 控制板 控制长 行程 直线电 机把动 触头 往 左移动， 控 制过程 中， 通过内 部的机 械定位自 动打开 经 左端静触 头的 活 动封闭 门，使 动触 头跟介 损测试 仪高 压信号 这端的 静触 头相连 接， 同时兆欧 表端的 静 触头活动 门自动 闭 合。 二 、 测量绝

26、 缘电阻 的时候， 控制板控 制长行程 直线电机 把动 触头往右 移动， 控 制过程中， 通过内 部的机械 定位自 动 打开右端 静触 头 的活动 封闭门 ，使 动触头 跟兆欧 表高 压信号 这端的 静触 头相连 接， 同时介损 仪高压 信 号端的静 触头活 动 门自动闭 合。 转换二 输 出端与 转 换三的静 触头二 （ 也就是低 压静触 头 ） 相连接 。 主 要是进行 直流电 阻 、 变比、 有 载、 以及 短路阻抗 功能的 切 换， 它采用 大电流 4 触点继 电 器和小电 流触点 继 电器相结 合使用 。 4 触点用法的 意义 ： 一个继电器 4 个 触 点， 是 CPU 控制 更

27、方便， 减少 了 cpu 的资源； 四个 触点满足 有载以 及 直流电阻 四线制 输 出的切换 要 求。让测 量过程中 ABCO 四路输 出 电流，同 时四路 电 压采集回 来。 其中大电 流的继 电 器用于电 流输出， 小电流继 电器用 于 电压采样。 一大一小配 合让整 个 电路板设 计更小 巧 ，布局更 严密。 具体设计电 路图如 下： 直流电阻 切换部 分： 一共有 4 个大电 流 继电器和 4 个小 电 流继电器 组 成。4 个大电流 继电 器分别切 换电流 到 变压器的 高 压侧、 中压侧、 低 压 侧、平 衡侧。4 个 小电流 继电器分别 把变压 器的高压侧 、中压 侧、 低压侧

28、、 平衡侧 的 电压切换 取回到 直 流测试模 块的测 量 通道。 图十六 图十七 图十八 图十九 有载开关过渡波形测试切换部分： 一共有2 个大电流继电器和2 个小电流继电器， 分别切换高压侧的电流和电压信号以及中压侧的电流和电压信号。 图二十 变比测试切换部分： 根据变比测试是电压型的， 测量过程输出 160VD 的电压， 电 流不超过0.2A，因此采用四个小电流继电器，分别切换高压侧、中压侧、低压 侧、 平衡侧到变比测试仪的高和低端。 完成变压器的高对低、 高对中、 中对低以 及平衡侧的变比值测量。 图二十一 图二十二 短 路阻 抗输出 切换功 能 ： 短路阻 抗采用 单相 低电压 法测

29、量 方式 。 通过设备 的自动 补 偿公式折 算到额 定 条件下变 压器参 数 值显示 。 测试电 源 采 用 介 损 功 能 的 逆 变 电 源 ， （400V 、5A ） ， 输 出 测 量 为 一 相 一 相 测量， 最 后折算 到 三相。 如 图二十 三 所示： 输 出电流 和 电压取样 两路 设计。继 电器采 用 同时控制 ，防止 出 错时造成 电压短 路 。 如二十三 转换三是 本套智能 测试系统 的核心 部 分 ， 必须 兼容介 损反 接测量时 芯 线无泄漏 电流 ， 以及 兆欧表对 地泄露 电 流能被自 身模块的 G 端吸收 和 直流电阻 测量大 电 流两种模 式。 转换 三电

30、气示 意图图 如 图二十四， 设 计的电气 框图如 图 二十五 ： 图二十四 图二十四 中 为转 换 三中高压 侧转换 模 块 ， 全封 闭金属 外壳 对地之间 耐 压要达到 15KV 以上 ， 因为介 损反接 时 候转换一 是直接 把 高压静触 头 （也就是 静触头 一 ） 的全封闭 金属外 壳定义为 反接屏 蔽 ， 介损测量 时 候反接泄 露太大， 造成介损 高压输 出 波形严重 变形引 起 测量不准。 全 封闭金属 外壳跟 内 部的触点 之间 耐 压 要达至少 10kv 以上 ， 因为兆 欧 表 测 量 时 候 为 防 止 对 地 泄 露 电 流 会 通 过 机 壳 直 接 到 兆 欧

31、表 模 块 的 E 端， 而造 成测量 误 差， 所以 当测量 变 压器绝缘 电阻时 候 ， 全封闭 金属 外壳是定 义到兆 欧 表模块的 G 端。 图二十五 如上图所 示 红色 框 为转换三 里面高 压 侧转换模 块的电 气 原理图， 图 二 十 五为转 换三的 其 中一个模 块， 共分 为四个相 同的模 块 （命名为高 压 侧 转换模 块、中 压侧 转换模 块、低 压侧 转换模 块、平 衡侧 转换模 块） 分 别控制 高压侧、 中压侧、 低 压侧、 平衡侧输 出。 图十 中最右边 为是 测试线的 设备端 接 口， 连接高 压侧输 出端口， 也 就是本 套转换装 置的 面板输出 口。 转 换

32、 三切换到 下端 （ 命 名为低压 信号端 ） 时候是变 比有 载直阻测 量输出 ， 切换到上 端（高 压 信号端） 为介损 输 出。 每个模块分为上 端、 中间连 接杆、 输出端和 下端 （如 图十一 ） 。 上 端、 输出 端和下 端 采用九个 触点设 计 ， 上端的 触点分 别 接转换二 （直 流电阻测 量模块、 变 比测量模 块、 有载 开 关测量模 块） 的电 流 输出 （IA 、 IB 、IC 、IO ） 、 电压采用 （UA 、UB 、UC 、UO ） 以及信号屏 蔽端； 输出 端的触点 分别接 输 出面板， 分别是 A 输出口的 电流和 电 压、B 输 出口 的电流和 电压、C

33、 输出口的 电流和 电 压、O 输出口 的电 流和电压 （如 图十椭圆 里面 Ah 为 A 相输 出口 ， 接口 内部两个 接头短 接 的为电流 端， 小 一点单 个接头 的为 电压端 ，靠近 右侧 大一点 接头的 为屏 蔽端 ） ； 中 间连接端 采用九 个 槽设计， 它通过 高绝 缘材料和 直线运 动 电机相连 接，CPU 接受到测量指 令后，根 据不同 的 测量项目 控制电 机 的运动方 向， 如测量直 流电阻 、 变比、 有 载开关 时 转换三的 四个切 换 模块 （ 高 压侧 转换模块、 中压侧 转换模块、 低压侧 转换模块、 平衡侧 转换模块）的 电机全部 移动到 上 端， 使上端

34、 和中间 输出端的 对应触 点 相连接； 下 端 把所有的 电压和 电 流触点短 接后连 接 到转换一 的芯线 上， 屏蔽触点 则 与转换一 的屏蔽 线 相连接。 图十一 绕组接口 输出智 能 转换器所 有 的触 点 都采用金 属屏蔽 措 施， 防止 内部芯线 对外泄 露 电流， 以及 外部干 扰信号进 入采集 电 路上。 装置 会 根据变压 器测量 项 目不同自 动切换 输 出功能， 一次性 接线 完成对主 变 直流电阻、 变比、 有载开关 波形、 本 体介损等 常规项 目 的测量。 大 大缩减了试 验时间 。 总体来说绕组接口输出智能转换器是为了实现主变中绕组相关 的所有例 行试验， 并且

35、配合 套管接 口 智能转换 使 用， 在 测量套管 本体 介损正接 法的时 候 ， 根据测量 套管的 位置自动 切换高 压 输出， 实现 套 管上端加 高压功 能 ， 通过绕组 接口输 出 智能转换 器的自 动 切换， 满足 变压器 的 一次性 接线 （如 图五 ） ， 全自 动测量 功能， 加快 的测量 速度， 同时 减少接 线 次数，减 少的工 作 危险系数 。 ( 二) ：套管接口 输出 智能转换 器的原 理 套 管接 口输出 智能转 换器 是为了 实现 兆 欧表 、介损 正接、 介 损 反接测量 接线集 中 转换 作用 ， 套管 接口 输出智能 转换器 根 据不同的 测 试项目自 动切

36、换 输 出。 套管接 口输出 智能转换 器 分为 两 部分， 第一 部 分为高压 信号转 换 ， 即介损和 兆欧表 高压转换； 第二部 分为高低 信 号 转换， 即 高压信 号 和介损正 接信号 转 换， 采用 转盘式 多 层设计， 每个 转盘分为 四层， 分 别转接变 压器的 A 套管末屏 、B 套管 末屏、C 套管 末屏、O 套管 末屏 。 高压信号转换 部分电气 原理如 下 ： 说明 ： 高 压信号 转换 部分 和 绕 组接口 输 出智能转 换器中 的 转换一装 置 是一模一 样的设 计 ， 采用长行 程直线 电机控制， 分为两 个静触头 和一 个动触头， 每个触 头都是用 金属外 壳

37、进行封闭 式包装， 而金属外 壳有 通过短接 线与触头 3 进行连接， 目的是 为了防止 兆欧表 和 介损测试 仪 的芯线对 外泄露 电 流，起到 屏蔽作 用 。 工作过程 ， 当 控制本 套转换装 置的 CPU 接到上位 机下传 的 命令： 一、 测量套 管末屏 反接介损 时候， 控 制板控制 长行程 直 线电机把 动触头往 左移动， 控制过程 中， 通过 内部的机 械定位 自 动打开经 左端 静触头的 活动封 闭 门， 使动 触头跟 介损 测试仪高 压信号 这 端的静触 头 相连接， 同时兆 欧 表端的静 触头活 动 门自动闭 合。 二 、 测量套 管末屏 绝缘电阻 的时候， 控制板控 制

38、长行程 直线 电机把动 触头往 右 移动， 控制 过程中， 通过内部 的机械 定 位自动打 开 右端静触 头的活 动 封闭门， 使动触 头跟 兆欧表高 压信号 这 端的静触 头 相连接， 同时介 损 仪高压信 号端的 静 触头活动 门自动 闭 合。 高低信号转换部 分电气 原 理如下： 说明 ：高 低信号 切换 部分采 用步进 电机 进行控 制 ，外 形采 用圆盘 式 ， 分为高压 端和低 压 端。 分 为四层 ， 每层 分别接面 板输出的 ABCO 端 口。 转轴分 为五个 档 位 （也就是 通过步 进 电机控制 所需的 转 动角度 ） ： 第一档为 四层输 出 部分都和 低压信 号 端连接

39、； 此时可 测量 套管末屏 正 接法介损， 它需要 绕组绕组 接口输 出 智能转换 器配合 进 行施压， 智 能 测 试 系 统 会 根 据 测 量 套 管 的 位 置 自 动 控 制 绕 组 接 口 输 出 智 能 转 换 器 的工作位 置，使 介 损高压从 对应端 口 输出。 第二档为 A 层输出 端连接到 高压端 ， 其他层还 是和低 压 信号端连 接 ，此时可以 进行 A 相 套管末屏的反接介损测量或者末屏对地的绝缘电 阻测量 ； 第三档为 B 层输出 端连接到 高压端 ， 其 他层还是 和低压 信 号端连接 此 时可 以进行 B 相套管末 屏的反接介损测量 或者末屏对地的绝 缘电阻

40、测量； 第四档为 C 层输 出 端连接到 高压端 ， 其 他层还是 和低压 信 号端连接 此 时可 以进行 C 相套管末 屏的反接 介损测量 或者末屏 对地的绝 缘电 阻 测量 ； 第五档为 O 层输 出 端连接到 高压端 ， 其 他层还是 和低压 信 号端连接 此 时可以进行 O 相套 管末屏的 反接介 损 测量或者 末屏对 地 的绝缘电 阻 测量 ； 六、 新方法的 优势 第一、 传统 测量方 法下设备 的接线 方 式非常 麻 烦。 由于 设备厂家 不一样和 测量性 质 不一样， 导 致测试 线不能通 用， 使每 个测量项 目都 要进行换 测试线 ， 具体如下 ： 直 流 电 阻 测 量

41、目前比 较先 进的 直流 电阻 对 YN 型 接线 都可 以三 相同 时测量 ，测 量原 理是 内部 恒流电 路正 极 从变压 器 的B 项 注入 一个 电流， 通过A 恒 流电 路和C 恒流 电路 同时 回到 负极， 所以 B 相电 流 是A 和C 相电流 之和 ；而A 和C 恒流电 路中 各有 一 个分流 器（ 也就 是标 准电 阻） ， 内部 采集 电路通 过这 个分 流器 取样 到的电 压进 行得 出A 和C 的电流 值 。 绕 组的O 点 则定 于为外 取样 电 路 电 压 信 号 地 ， 就 分 别 取 样 到 UAO,UBO,UCO 的 电 压 值 ， 最 后 CPU 根据欧 姆

42、 定 律 得 出 绕 组 AO,BO,CO 的电 阻值 。 对于Y 和 接法 绕组 就只 能进行 单相 测量 ， 测量 原理 跟上面 才不 多 ， 只 是全 部变 成单相 采 集 。 传统测 量方 式分 为至 少三 次接线 1、 高压侧 接线 方式 2、中 压侧 接线 方式 3 、低压 侧测 量接 线 三通道测量接线： （YN 绕 组的同时测量） 接 线 见图 二 IA IB IC(I+) I0(I-) 仪器接线柱 YND11 变压器 V0(V-) VC(V+) VB VA Ia Ib Ic Vc Vb Va A B C O a b c 图二 YN 绕组的逐项测量： （YN 绕组各相的分别测量

43、 ） 接 线见图 二 D 绕组逐项测量： （D 绕组 各相的分别测量）D 绕 组 接线见 图三 图三 单通道直接测量接线： （YND11 变压器 CO 相测量） 见 图四。 图四 Y 绕组逐项测量： （Y 绕组 各相的分别测量）Y 绕 组 接线见 图五 图五 IA IB IC(I+) I0(I-) 仪器接线柱 YND11 变压器 V0(V-) VC(V+) VB VA Ia Ib Ic Vc Vb Va A B C O a b c O C B A 细线 细线 Va Vb Vc Ic Ib Ia VA VB VC(V+) V0(V-) YND11 变压器 仪器接线柱 I0(I-) IC(I+)

44、IB IA a b c IA IB IC(I+) I0(I-) 仪器接线柱 V0(V-) VC(V+) VB VA Ia Ib Ic Vc Vb Va a b c铁芯五柱YND11 变压器助 磁测量接线： （可选项 和逐 项助磁测量低压绕组 ） 见图六（I） 图六（I） 对于 铁芯五柱YND11 变 压器 助磁测量手动接 线： 可以依 照图 六（II） 的外 接线方 法接 线采 用单 通道 方法进 行测 量。 (ac相） (bc相） (ab相) I+ V- B b V+ a A V- I- V+ I- c a o C A I+ V- c b a o B C A V+ I- c b o B C

45、+I电 压 比 检 查 第一、 变比 IA IB IC(I+) I0(I-) 仪器接线柱 铁芯五 柱 YND11 变压器 V0(V-) VC(V+) VB VA Ia Ib Ic Vc Vb Va A B C O a b c变比测 量主 机原 理一 般是 由高压 侧输 出一 个 100V-160V/50HZ 之 间的 电压 注入 到被试 品（ 主 变 ） 的 高 电 压端 口 ， 同 时这 个 电 压 经 过内 部 降 压 电路 ， 进 入 标 准测 量 通 道 处理 ， 然 后 进入 AD 转 换器 量化 读值( 这里 简称 Vn) ） ； 而低 压侧 采集 经过主 变降 压后 的电 压值

46、（即低 电压 端口 的电压 值） ，内 部经 过一 些 前级取 样电 路、 滤波 电路 进入高 精度 、高 速转 换 AD 进行读 值( 这 里简 称Vx) ，最 终CPU 通 过计 算Vn 和 Vx 的大 小得 出当前 所测 量的 电压 比值 。 变比测 量传 统方 法得 分三 次以上 的接 线： 1、测量 主变的 高压 侧对中 压侧的 变比接 线图如 下： 测量过 程中把 变比测 量主 机的高 压侧跟 被测主 变的 高压 侧 （ 高电 压端） 相连 接； 把变 比测 量主机 的低 压侧 跟被 测主 变的中 压侧 （低 电压端 ）相 连接 。 2、测量 主变的 高压 侧对低 压侧的 变比接

47、线图如 下： 测量过 程中把 变比测 量主 机的高 压侧跟 被测主 变的 高压 侧 （ 高电 压端） 相连 接； 把变 比测 量主机 的低 压侧 跟被 测主 变的低 压侧 （低 电压端 ）相 连接 。 3、测量 主变的 中压 侧对低 压侧的 变比接 线图如 下： 测量过 程中把 变比测 量主 机的高 压侧跟 被测主 变的 中压 侧 （ 高电 压端） 相连 接； 把变 比测 量主机 的低 压侧 跟被 测主 变的低 压侧 （低 电压端 ）相 连接 。 传 统短 路阻 抗按 测量 不同 组别 分为 三种 接线 方式 1、 高对中 2、 高对低 3、 中对低 有 载开 关过 渡波 形测 试 传 统接 线方 式如 下： 测量过 程中 为了 是干 扰减 少， 一 般情 况下 会把 低压 侧进行 短接 ， 有 时候 还得 进行中 压侧 短接 如下图 ： 变 压器 绝缘 电阻 传统 测试 接线 方式 需要 进行 多次 接线 HV/MV LV E MV/HV LV E LV/MV HV E HV MV/LV E