《600KV高壓無局放試驗變壓器》解析和詳細介紹

LYYDW-600/400工頻無局放試驗變壓器成套裝置

一、 適用范圍（LYYDW《600KV高壓無局放試驗變壓器》解析和詳細介紹）

本套裝置主要用于31500kVA/220kV以下電壓等級電力變壓器、GIS 等試品進行工頻耐壓、局部放電試驗及其科學研究試驗。

二、使用條件（LYYDW《600KV高壓無局放試驗變壓器》解析和詳細介紹）

海拔高度：≤2000m

環境溫度：－20℃～＋40℃

空氣相對濕度：≤90％（25℃）

電源電壓的波形為實際正弦波，波形畸變率<3%

設有一可靠接地點，接地電阻＜0.5Ω

安裝地點：戶內

三、遵循技術標準（LYYDW《600KV高壓無局放試驗變壓器》解析和詳細介紹）

JB/T9641-1999           試驗變壓器

GB1094.1-1996           電力變壓器第1部分 總則

GB/T.311.1-1997         高壓輸變電設備的絕緣與配合

GB/T16927.1-1997      高電壓試驗技術第1部分 一般試驗要求

GB/T16927.2-1997      高電壓試驗技術第2部分    測量系統

GB/7354-87                局部放電測量

GB/T509-1991            電力變壓器試驗導則

GB2536-1990              變壓器油

GB7328-87                  變壓器和電抗器的聲級測量

JB8749-1998               調壓器的通用技術要求

四．LYYDW-600/400工頻試驗變壓器成套裝置組成（LYYDW《600KV高壓無局放試驗變壓器》解析和詳細介紹）

LYYDW－600/400 工頻無局部放電試驗變壓器                                1臺

LYTDGC-200/0.38/0～0.65柱式調壓器                                            1臺

LYFR-400/400電容分壓器兼耦合電容器                                           1套

LYGR400-1.5/5工頻保護電阻                                                           1根

LYKZ-3000控制裝置                                                                         1臺

LYDK-500/0.6 補償電抗器                                                                1臺

LYLB-600/0.6 電源濾波器                                                                 1套

LYPD9308B 局部放電儀                                                                  1臺

電纜及附件20米

五. 變壓器成套裝置及技術指標（LYYDW《600KV高壓無局放試驗變壓器》解析和詳細介紹）

變壓器成套試驗裝置原理電路如下圖所示，主要由無局部放電試驗變壓器（B1）、調壓器(TY)、保護電阻(R)和電容分壓器(C1、C2)組成。

1．LYYDW－600／400工頻無局部放電試驗變壓器

型號： LYYDW－600／400

結構型式：絕緣筒式

相數：單相

頻率： 50Hz

額定容量：600kVA

額定輸入電壓：0.6kV

額定輸入電流：1000A

額定輸出電壓：400kV

額定輸出電流   1.5A

輸出波形畸變率：≤3％

工頻耐壓水平：440kV/1min

運行時間：額定電壓、額定電流下可連續運行5min；2/3額定電壓、2/3額定電流下允許連續運行

局部放電量:在額定電壓下≤5pc, 在80%額定電壓下≤3pc

冷卻方式：油浸自冷

結構形式：絕緣外殼環氧玻璃絲繞制

溫升:＜45K

阻抗電壓: ＜7%

空載電流: ＜6%

變壓器設計、工藝及加工要點

1、變壓器為“口"字形鐵芯，水平放置, 上下為芯柱，左右為軛柱，上下芯柱均裝有兩只高壓線圈和低壓線圈。兩只高壓線圈、兩只低壓線圈及兩兩并聯，為了使線圈并聯的方便可靠，需控制線圈的直流電阻、電抗值、匝數、絕緣厚度等，為控制這一參數，對線圈制造提出了更高的要求。要求繞制時，對前、后線圈匝數、直徑、寬度、紙張等嚴格控制之間偏差，確保上、下級線圈的參數基本相等。

2、由于高電壓小電流變壓器屬于高電壓厚絕緣結構，線圈損耗產生的熱量不易傳導出來，故要降低繞組導線的電流密度到＜2.2/mm2，達到降低變壓器的負載損耗的目的。

3、高壓線圈為圓筒式寶塔結構，以防線圈因真空干燥或對地放電試驗后出現松動，采用我公司特殊繞制工藝，端部采用油道壓緊結構，以防線圈的滑動串動。

4、為確保變壓器輸出波形畸變小，變壓器的磁通密度設計在硅鋼片拐點以下，鐵心磁密＜1.5T，鐵芯采用很好的DQ130－30晶粒取向硅鋼片，疊裝45°全斜接縫，裁剪用縱橫喬格線，保證碾壓方向一致，疊裝后用環氧布帶壓纏緊烘干，無松動。

5、整體結構為絕緣外殼,絕緣筒采用無捻粗紗纏繞，恒溫帶壓繞制，密度高，泄漏電流小且不易吸潮。

6、主絕緣采用25＃變壓器油絕緣，密封膠墊采用航空技術生產氟橡膠，耐磨、耐溫、耐壓，硬度達70，拉伸強度1Mpa>12，拉斷伸長率3200，空氣壓縮長久變形￡35，浸25＃變壓器油長久變形￡50。

7、線圈所用原材料進廠嚴格把關，確保每盤銅線的直流電阻相等。繞制時，對線圈匝數、導線直徑、導線電導率、寬度、紙張以及線圈尺寸等都要嚴格控制。

2.  接觸式調壓器

型號：LYTDGC –200／0.38/0～0.65

相數：單相

頻率：50Hz

額定容量：200kVA

額定輸入電壓：0.38kV

額定輸入電流：526A

額定輸出電壓：0～0.65kV

額定輸出電流：307A

波形畸變率：＜3%

起始電壓：≤1％

運行時間：1.1倍額定電壓運行1分鐘，額定電壓和額定電流下可連續運行30分鐘    

3.電容分壓器 (兼耦合電容器)  

型號：LYFR－400/400

額定頻率：50Hz

標稱電容量：400pF

額定電壓：400kV  

標稱分壓比：2000:1

測量誤差：包含低壓臂、測量電纜、數字電壓表≤1％

局放水平：100%額定電壓≤5pC，80%額定電壓≤3pC

結構型式：絕緣外殼油紙電容結構。由頂罩、均壓環、電容器本體、移動底座、低壓臂等組成。分壓器同時可作為耦合電容器用于局部放電測量。

4.變壓器保護電阻

型號：LYGR400－1.5/5

額定電壓：400kV

額定電流： 1.5A

標稱阻值：5kΩ

局放水平：100%額定電壓≤5pC，80%額定電壓≤3pC

結構型式：采用漆包鎳鉻絲纏繞在環氧筒上， 兩端配置連接管與變壓器分壓器相連，兩端有屏蔽環，當被試品放電時，保護電阻不會發生絕緣損壞。

5.LYKZ-3000控制裝置    

型號：LYKZ-3000

5.1功能：

5.1.1表計精度：0.5級(高壓測量部分)

5.1.2設有過流過壓保護

5.1.3設有耐壓計時

5.1.4采用同步交流電機驅動調壓器調壓，并設有上下保護和零壓分閘保護功能。

5.1.5控制臺設有試驗室門保護.

5.1.6設有零壓合閘，試品擊穿自動回零功能

5.1.7設有耐壓記時元件，到耐壓時間調壓器自動降至零位

5.1.8指示：

(1)高壓輸出電壓表， 精度0.5級

（2）高壓輸出電流表， 精度1級

(3)調壓器輸出電壓表， 精度1級

(4)調壓器輸出電流表， 精度1級

(5)設有電源合閘指示

(6)設有調壓器復零指示

(7)配有控制測量線一套（長度由用戶定，但上限不得超過20米）    

6.LYDK-500/0.6補償電抗器

型號：LYDK-500/0.6

相數：單相

額定頻率：50Hz

額定電壓：0.6kV

容量：200KVA   500KVA

結構形式：油浸自冷

運行時間:同變壓器

7. LYLB-600/0.6電源濾波器

型號 ：LYLB-600/0.6  

額定容量：600kVA

額定電壓：0.6kV

線路數：2路

工作頻率50Hz

衰減特性：

40kHz～100kHz≥40dB  

100kHz～1MHz≥50dB

運行時間：同變壓器

8． 局部放電測試儀

型號:LYPD-9308B

檢測試品的電容范圍:6pF～250μf

檢測靈敏度＜0.02PC(電容50 pF)

采用大屏幕示波管,屏幕有效工作面100*80mm,可清晰地觀測放電波形。

采用雙表頭顯示放電量，

機內噪音小，檢測靈敏度高，電容覆蓋范圍大，使用試品范圍廣。

放大器頻帶：

①低端：10KHZ、20KHZ、40KHZ任選

②頂端：80KHZ、200KHZ、300KHZ任選

放大器增益調節：

粗調六檔，檔間增益20±1 db;細調范圍>20db。

時間窗：

①窗寬：可調范圍15°～150°;

②窗位置：每一窗可旋轉0°～170°；

③兩個時間窗可分別開或同時開。

放電量表：

指針式表頭：

對數刻度1-10-100 偏差<±5%(以滿刻度計)

線性刻度0-1000   偏差<±5%(以滿刻度計)

數字表頭：以3?LED數字表顯示

0-100.0    偏差<±5%(以滿刻度計)

橢圓時基：

①頻率50HZ、100HZ、150HZ、200HZ、400HZ。

②橢圓旋轉：以30°為一檔，可作120°旋轉。

③顯示方式：橢圓——直線。

④高頻時基橢圓可按輸入電壓（13∽275V）調節至正常大小，其攝取功率<1伏安。

試驗電壓表：

① 量程：400KV（可擴展）

② 顯示：3?數字電壓表指示，精度：優于±5%（以滿刻度計），內、外零標功能

一、概述

LYPD-9308B型局部放電檢測儀是我公司針對傳統的局部放電檢測儀示波管亮度低、壽命短的問題，新研制的數字式液晶顯示局部放電檢測儀。

本儀器保持了成熟型號產品檢測靈敏度高，試樣電容覆蓋范圍大，適用試品范圍廣，輸入單元（檢測阻抗）配備齊全，頻帶組合多（九種）的優點。操作、及結構安裝形式與以往型號全部兼容，便于已有系統設備的升級改造。

產品特點

局部放電信號經數字化處理后，采用液晶顯示器替代傳統的示波管顯示。

操作與傳統的模擬式局部放電測試儀器全部相同，簡單易學。

自由選擇橢圓、直線、正弦顯示方式

采用數字開窗技術，可避免干擾對測量的影響。

任意相位開窗，單窗、雙窗任選，橢圓150度旋轉。

可對當前放電圖譜作定格保存處理，靜態對局部放電脈沖進行觀測、分析。

可對當前放電圖譜進行保存，實現測試結果的可追溯性。

可通過標準RS485接口，采用MODBUS協議上傳局放量、試驗電壓值（選配）。

臺式

機柜式

二、主要技術指標

1．可測試品的電容量范圍6PF--250μF

2．檢測靈敏度（見表一）

表一

3、放大器頻帶：

①低端：10KHZ、20KHZ、40KHZ任選

②頂端：80KHZ、200KHZ、300KHZ任選

4、放大器增益調節：

粗調六檔，檔間增益20±1 db;細調范圍≥20db。

5、時間窗：

①窗寬：可調范圍15°～150°;

②窗位置：每一窗可旋轉0°～170°；

③兩個時間窗可分別開或同時開。

6、放電量表：

數字表頭：以3?LED數字表顯示

0-100.0偏差<±5%(以滿刻度計)

7、橢圓時基：

①頻率50HZ、100HZ、150HZ、200HZ、400HZ。

②橢圓旋轉：以30°為一檔，可作150°旋轉。

③顯示方式：橢圓—直線－正弦。

8、試驗電壓表：

① 量程：100KV（可擴展）

② 顯示：3?數字電壓表指示

精度：優于±5%（以滿刻度計）

9、具有零標功能，有利于局部放電的識別

10、體積：500*500*210（寬*深*高）mm3    

11、重量：約16kg。

三、系統工作原理

本機的局部放電測試原理是高頻脈沖電流測量法（即ERA法）。

試品在試驗電壓下產生局部放電時，放電脈沖信號經耦合電容Ck送入輸入單元，由輸入單元拾取得脈沖信號，經低噪聲前置放大器放大、濾波放大器選擇所需頻帶及主放大器放大（達到所需幅值）后，送至采集卡由微處理器采集并顯示。

試驗電壓分壓后輸出至數字電壓表顯示。

整個系統的工作原理可參看方框圖（圖1）

四、結構說明

1、面板說明

本儀器為標準機箱結構，儀器分前、后面板兩部分，各調節元件的位置及功能見下圖說明。

1、示波屏                              2、3位半數字表，顯示放電量讀數

3、USB接口                           4、3位半數字表，顯示試驗電壓讀數。

5、電源開關                           6、放大器增益粗調

7、放大器增益細調                 8、頻帶頂端選擇

9、頻帶低端選擇                    10、窗位置調節

11、窗寬調節                          12、右窗通斷

13、左窗通斷                          14、時基選擇

15、時標開關                          16、信號輸入插座A  

17、信號輸入插座B                 18、信號輸入插座C

19、試驗電壓輸入插座（通過分壓器！） 20、試驗電壓調節電位器

21、接地螺栓                          22、高頻時基電壓輸入插座

23、電源保險絲                        24、電源保險絲  

25、主電源插座                        26、485接口     （選配，注1）

注1：485接口說明

1: 485-A

2：485-A

2、界面說明

顯示方式、觸發周期（即高頻方式）、0相位標識、圖譜保存、橢圓旋轉角度、定格、網格、垂直刻度系數等功能通過鼠標選擇，操作界面如下圖：

橢圓方式：

直線方式：

正弦方式：

3、鼠標選項說明

顯示方式：橢圓（默認）、直線、正弦

觸發脈沖周期：50Hz（默認）、100Hz、150Hz、200Hz、400 Hz

0°相位標識：在顯示圖形上標出0°相位的位置

起始相位選擇： 0°、30°、60°、90°、120°、150°

圖譜保存：將當前圖譜保存為圖片格式

定格：圖形靜止顯示一個觸發周期，不動態刷新

網格：開、關

垂直刻度系數：0.25v/格、0.5v/格、1v/格

4、圖譜保存、讀取

首先將U盤、鼠標插入前面板usb接口，可靠連接后，打開局放儀電源開關。

進入局放測試界面后，屏幕右下角“保存"按鈕處于增亮狀態，說明U盤連接正常

鼠標指向“保存"按鈕，單擊左鍵，“保存"按鈕變暗執行保存功能，重新變亮說明保存完成。

讀取時將鼠標移動至屏幕下方，出現“開始"菜單，在“開始"欄右邊為正在運行的程序，將鼠標指向圖標后，點右鍵選擇“關閉"，即可顯示“桌面"菜單。

雙擊桌面的“我的設備"圖標，進入下一菜單，雙擊 “U Disk"圖標，打開U盤，即可查看保存的圖譜文件。

5、RS485通信

詳見附件2

五、操作說明

1、試驗準備

檢查試驗場地的接地情況，將本儀器后部的接地螺栓用粗銅線（用編織銅帶）與試驗場地的接地線妥善相接，輸入單元的接地短路片也要妥善接地。

根據試驗電容Ca、耦合電容Ck的大小，選取合適序號的輸入單元（見表一），表一中調諧電容量系指從輸入單元初級繞組兩端看到的電容（按Ca與Ck的串聯粗略估算）。

輸入單元應盡量靠近被測試品，輸入單元插座，經8米長電纜與后面板上放大器輸入插座相接。

試品接入單元的方法主要有以下幾種：

在高壓端接上電壓表電阻或電容分壓器，其輸出經測量電纜接到后面板試驗電壓輸入插座。

在未加試驗電壓的情況下，將校正脈沖發生器的輸出接試品兩端。

2、使用步驟

開機準備：儀器良好接地，接入~220V電源，將顯示方式置于“橢圓"（默認）。

放電量校正：按圖接好線后，在未加試驗電壓前用校正脈沖發生器予以校正。

注意：測量盒應盡量靠近試品高壓端。

然后，調節放大器增益旋鈕，使該注入脈沖高度適當（示波屏上高度約2 cm），使數字電壓表讀數值與注入已知電量相符。調定后，放大器細調旋扭的位置不能再改變，需保持與校正時相同。

去掉校正脈沖發生器與試驗回路的連接。

測試操作：接通高壓試驗回路電源，緩緩升高試驗電壓，注意第1次出現持續放電，當放電量超過規定的很低值時電壓即為局部放電起始電壓。通過操作“起始相位選擇"（橢圓旋轉）按鈕開關，使放電信號處于橢圓很有利于觀察之處。

在規定的試驗電壓下，觀察到放電脈沖后，調節放大器粗調旋鈕（注意細調旋鈕不可變動！）。使屏幕顯示放電脈沖高度在0.2~2cm之間（數字表的PC讀數有效數字不能超過120.0），則數字表頭的讀數乘以或除以10（粗調開關換檔倍率）即為放電量值讀數。

注意：本儀器使用數字表頭顯示放電量，其滿度值定為100.0超過該值即為過載，不能保證精度，超過該值需撥動增益粗調開關轉換到低增益檔。

測試中會出現各種干擾，對于固定相位的干擾，可通過時間窗設置避開。合上開關左、右窗控制開關，用一個或兩個時間窗并通過改變橢圓上加亮區域的位置與寬度，使其避開干擾脈沖，用時間窗設置可以分別測量兩個半波內的放電量。

六、附件

七、保管及使用期限

儀器存放、使用在環境溫度為0∽40℃，相對濕度80℅以下，在空氣中不含有足以引起腐蝕性的氣體或有害雜質。本儀器使用壹年就必須校正一次。

附1：局部放電試驗中的局放和干擾圖例

局部放電的波形和識別圖譜

A1前言

局部放電電氣檢測的基本原理是在一定的電壓下測定試品絕緣結構中局部放電所產生的高頻電流脈沖。在實際試驗時，應區分并剔除由外界干擾引起的高頻脈沖信號，否則，這種假信號將導致檢測靈敏度下降和很小可測水平的增加，甚至造成誤判斷的嚴重后果。

在某一既定的試驗環境下，如何區別干擾信號，采取若干必要的措施，以保證測試的正確性，就成為一個較重要的問題。目前行之有效的辦法是提高試驗人員識別干擾波形的能力，正確掌握試品放電的特征、與施加電壓及時間的規律。經驗表明：判斷正確與否在很大程度上取決于測試者的經驗。掌握的波形圖譜越多，則識別和解決的方法也越快越正確。目前，有用計算機進行頻譜分析幫助識別，但應用計算機的先決條件同樣需要預知各種干擾波和試品放電波形的特征。現根據我國多年來的實際經驗和國外曾經發表過的一些圖譜，匯編成文，供參考。應該指出，所介紹的放電波形，多屬處理成典型化的圖形，不可能包含全部可能發生的內容。

A2局部放電的干擾、抑制及識別的方法

Tr—試驗變壓器；Cx—被試品；Ck—耦合電容器；Zm—測量阻抗；

DD—檢測儀；M—鄰近試驗回路的金屬物件；UA—電源干擾；

UB—接地干擾；UC—經試驗回路雜散電容C耦合產生的干擾；

UD—懸浮電位放電產生的干擾；UE—高壓各端部電暈放電的干擾；

IA—試驗變壓器的放電干擾；IB—經試驗回路雜散電感M耦合產生的輻射干擾；IC—耦合電容器放電的干擾

A2.1干擾類型和途徑

干擾將會降低局部放電試驗的檢測靈敏度，試驗時，應使干擾水平抑制到很低水平。干擾類型通常有：電源干擾、接地系統干擾、電磁輻射干擾、試驗設備各元件的放電干擾及各類接觸干擾。這些干擾及其進入試驗回路的途徑見圖A1。

a.電源干擾。檢測儀及試驗變壓器所用的電源是與低壓配電網相連的，配電網內的各種高頻信號均能直接產生干擾。因此，通常采用屏蔽式電源隔離變壓器及低通濾波器抑制，效果甚好。

b.接地干擾。試驗回路接地方式不當，例如兩點及以上接地的接地網系統中，各種高頻信號會經接地線耦合到試驗回路產生干擾。這種干擾一般與試驗電壓高低無關。試驗回路采用一點接地，可降低這種干擾。

c.電磁輻射干擾。鄰近高壓帶電設備或高壓輸電線路，無線電發射器及其它諸如可控硅、電刷等試驗回路以外的高頻信號，均會以電磁感應、電磁輻射的形式經雜散電容或雜散電感耦合到試驗回路，它的波形往往與試品內部放電不易區分，對現場測量影響較大。其特點是與試驗電壓無關。消除這種干擾的根本對策是將試品置于屏蔽良好的試驗室。采用平衡法、對稱法和模擬天線法的測試回路，也能抑制輻射干擾。

d.懸浮電位放電干擾。鄰近試驗回路的不接地金屬物產生的感應懸浮電位放電，也是常見的一種干擾。其特點是隨試驗電壓升高而增大，但其波形一般較易識別。消除的對策1是搬離，2是接地。

e.電暈放電和各連接處接觸放電的干擾。電暈放電產生于試驗回路處于高電位的導電部分，例如試品的法蘭、金屬蓋帽、試驗變壓器、耦合電容器端部及高壓引線等頂端部分。試驗回路中由于各連接處接觸不好也會產生接觸放電干擾。這兩種干擾的特性是隨試驗電壓的升高而增大。消除這種干擾是在高壓端部采用防暈措施(如防暈環等)，高壓引線采用無暈的導電圓管，以及保證各連接部位的良 好接觸等。

f.試驗變壓器和耦合電容器內部放電干擾。這種放電容易和試品內部放電相混淆。因此，使用的試驗變壓器和耦合電容器的局部放電水平應控制在一定的允許量以下。

A2.2識別干擾的基本依據局部放電試驗的干擾是隨機而雜亂無章的，因此難以建立全面的識別方法，但掌握各類放電時的時間、位置、掃描方向以及電壓與時間關系曲線等特性，有助于提高識別能力。

a.掌握局部放電的電壓效應和時間效應。局部放電脈沖波形與各種干擾信號隨電壓高低、加壓時間的變化具有某種固有的特性，有些放電源(干擾源)隨電壓高低(或時間的延長)突變、緩變，而有些放電源卻是不變的，觀察和分析這類固有特性是識別干擾的主要依據。

b.掌握試驗電壓的零位。試品內部局部放電的典型波形，通常是對稱的位于正弦波的正向上升段，對稱地疊加于橢圓基線上，而有些干擾(如高電位、地電位的頂端電暈放電)信號是處于正弦波的峰值，認定橢圓基線上試驗電壓的零位。也有助于波形識別。但須指出，試驗電壓的零位是指施加于試品兩端電壓的零位，而不是指低壓勵磁側電壓的零位。目前所采用的檢測儀中，零位指示是根據高壓電阻分壓器的低壓輸出來定的，電阻分壓器的電壓等級一般上限為50kV。根據高電位、地電位頂端電暈放電發生在電壓峰值的特性，也可推算到試驗電壓 的零位，只要人為在高壓端設置一個頂端電暈放電即可認定。高壓端頂端電暈放電的脈沖都嚴格地疊加于正弦波的負峰值。

c.根據橢圓基線掃描方向。放電脈沖與各種干擾信號均在時基上占有相應的位置(即反映正弦波的電角度)，如前所述，試品內部放電脈沖總是疊加于正向(或反向)的上升段，根據橢圓基線的掃描方向，可確定放電脈沖和干擾信號的位置。方法是注入一脈沖(可用機內方波)，觀察橢圓基線上顯示的脈沖振蕩方向(必要時可用X軸擴展)即為橢圓基線的掃描方向，從而就能確定橢圓基線的相應電角度，如圖A2所示。

d.整個橢圓波形的識別。局部放電測試，特別是現場測試，將各種干擾抑制到很低的水平通常較困難。經驗表明，在示波屏上所顯示的波形，即使有各種干擾信號，只要不影響識別與判斷，就不必花很大的精力將干擾信號全部抑制。

A3局部放電的基本圖譜

A3.1基本圖譜，見表A1。

表A1  局部放電的基本圖譜

續表

A3.2基本圖譜說明，見表A2。

表A2  局部放電的基本圖譜說明

A4干擾波的基本圖譜      

A4.1基本圖譜，見表A3。

表A3  干擾波的基本圖譜

續表

A4.2基本圖譜說明，見表A4。

表A4干擾波的基本圖譜說明

附件2：

三、命令詳解：