串激式电压互感器感应耐压试验原理及方法

1．试验原理及方法

电压互感器进行交流感应耐压试验，也即是在互感器低压侧加上约为三倍额定电压。在一次侧感应出相应的高压来进行试验。为了防止铁芯过分饱和，应该提高电源电压的频率，采用150Hz电源进行试验。当频率超过100Hz时，为避免提高频率后对绝缘的考验加重，所以应相应地减少耐压时间，耐压时间t(s)由下式确定

t＝60×100／f

用于串级式互感器耐压的150Hz电压发生器，主要有以下几种方法。

2．单相变压器组二次侧开口输出电源

利用三台单相变压器，一次侧接成星形，二次侧接成开口三角形，如图1所示。

图1：由三台单相变压器构成三倍频发生器原理图

当在一次侧加压，使变压器的铁芯过励磁时，由于是星形接法，则一次侧没有三次谐波电流，此时中性点必须悬浮不能接地，否则一次侧有三次谐波电流，会使磁通波形的三次谐波分量减小。由于铁芯中有三次谐波磁通，每相绕组便感应出三次谐波电动势，当励磁电流为正弦波，在铁芯饱和情况下，主磁通的波形是平顶波，这样，在主磁通波中包含了较大的三次谐波，见图2所示。

图2：平顶波磁通产生电动势的波形

(a)电流波形与磁通波形关系；(b)磁通与电动势关系

3．利用三电感过励磁构成倍频电源

当铁芯电感线圈接成星形，并施以三相电压过励磁时，则在中性点感应出三倍频电动势，其三次谐波产生原理同上所述。因磁通为平顶波，所以可分解为1l、3、5、7次等谐波，当过励磁达1.5倍时，三次谐波分量可达基波的40%。各次谐波在三相电感线圈上产生自感电动势，而正序和负序谐波在中性点之和为零，所以在中性点仅感应出三次以上的零序分量。

三电感过励磁可利用一台15kVA三相自耦调压器反加压构成，原理如图三所示。

图3：由自耦调压器构成三倍频发生器原理图

接线时，380V三相电源加到调压器输出端，即可调触头端，开始，调压器输出端调到电压Zui大位置，输入端开路，合上电源后将输出触点向减小输出电压方向调节，直至铁芯饱和，在中性点产生出150Hz电压。调节时注意监视输入电流的大小。

4．组合变频电源

利用可控硅变频器组合电源进行倍频耐压更为方便，变频电源原理框图见图4。

图4：变频电源原理框图

变频电源的输出频率可从150 -200Hz由编程调节锁定，具有体积小、调压方便等优点。如使用2kW的变频电源，即可满足对110、220kV的互感器进行试验要求。

5.用三相自耦调压器构成倍频发生器进行110KV互感器试验

利用三相自耦调压器过励磁，由中性点输出三倍频电源，其试验接线如图5所示。

图5：自耦调压器倍频发生器原理图

图5中，试品TV为JCC-110型电压互感器，试验时考虑容升为5%。

试验记录：U1=154V，I1=16.5A，P=-840W，U2=270V。

在按图5进行试验时，TR1选用15kVA三相手动自耦调压器作为过励磁发生器TR2为3~5kVA单相自耦调压器。TR1合电源前，可调端子放置为高电压处，逐渐向低电压调，即增大励磁；TR2的调压端也放置在高电压处，当示波器观测到三次谐波电压时逐渐向低端调，使输出端电压上升。为了避免回路产生谐振，在adxd接2个220V、300W白炽灯，两个灯泡串联连接起阻尼作用，以防止电压过高突然烧坏灯丝使回路无阻尼。

由于过励磁产生的三倍频电源含有较大的5次、9次等高次谐波，因此测量电压的表计应采用峰值电压表。为了改善试验电压波形，有条件时可在三倍频发生器的输出端加接LC串联谐波回路，滤掉250Hz和450Hz谐波，LC值可按下式计算

f＝1／2π√LC

LC＝（1／2πf）²

选择滤波电容时，不应显著增加回路的无功电流，一般可进取电容值为4~8μF。