電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)承受大氣過(guò)電壓、操作過(guò)電壓和持續(xù)工頻過(guò)電壓的作用，因此需用這三種高電壓來(lái)檢驗(yàn)電氣設(shè)備的絕緣性能。這三種高電壓均需利用高壓試驗(yàn)變壓器來(lái)產(chǎn)生。
試驗(yàn)變壓器在原理上與電力變壓器并無(wú)區(qū)別，但在性能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、主要技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)型式等方面又與電力變壓器有所不同。
一、性能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1、試驗(yàn)變壓器電壓高而容量小。其二次額定電壓根據(jù)被試品所要求的試驗(yàn)電壓而定。單臺(tái)試驗(yàn)變壓器的電壓等級(jí)可達(dá)750kV及以上；電壓超過(guò)750kV的試驗(yàn)變壓器，通常采用多臺(tái)串級(jí)式結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)變壓器的二次電流根據(jù)通過(guò)被試品的電流來(lái)確定，一般為0.1～1A。但用于電纜和大型電動(dòng)機(jī)絕緣試驗(yàn)的試驗(yàn)變壓器，其二次電流可達(dá)數(shù)安。試驗(yàn)變壓器由于電壓高，高壓繞組要采用較厚的絕緣及較寬的油間隙距離，因而試驗(yàn)變壓器的漏抗較大。
2、試驗(yàn)變壓器一般制成單相、戶(hù)內(nèi)裝置、油浸自冷式，高壓繞組有一端接地。
3、試驗(yàn)變壓器不會(huì)受到大氣過(guò)電壓及操作過(guò)電壓的侵襲，因此，其絕緣可采取較小的安全系數(shù)。例如500～750kV的試驗(yàn)變壓器，其5min試驗(yàn)電壓僅比額定電壓高10～15%。
4、試驗(yàn)變壓器的持續(xù)工作時(shí)間較短，不會(huì)過(guò)熱，不必采用復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)。試驗(yàn)變壓器除用于對(duì)外絕緣污穢試驗(yàn)、線路電暈試驗(yàn)以及進(jìn)行電纜試驗(yàn)外，一般多為30min 或1h短時(shí)工作制。
5、試驗(yàn)變壓器的短路電流較小，不必考慮繞組的短路機(jī)械強(qiáng)度。
6、由于電壓波形影響試驗(yàn)結(jié)果，故而要求試驗(yàn)變壓器的波形畸變盡可能小，因此試驗(yàn)變壓器必須選用優(yōu)質(zhì)鐵芯和較低的磁通密度。
7、為了減少對(duì)局部放電試驗(yàn)的干擾。試驗(yàn)變壓器本身的局部放電電壓應(yīng)足夠高，因此需采用合理的絕緣結(jié)構(gòu)和完善的絕緣處理工藝。
試驗(yàn)變壓器輸出電壓波形應(yīng)盡量接近正弦波。為了減少由于空載電流的諧波分量通過(guò)調(diào)壓器和變壓器的阻抗后，產(chǎn)生諧波電壓而引起電壓波形畸變。磁通密度應(yīng)選在鐵芯磁化曲線的直線段；同時(shí)要選用波形畸變小的調(diào)壓設(shè)備、必要時(shí)可加設(shè)濾波裝置。
試驗(yàn)變壓器的二次電流一般為容性電流、當(dāng)二次電流流經(jīng)調(diào)壓器和試驗(yàn)變壓器的阻抗時(shí)，將導(dǎo)致輸出電壓超過(guò)由電壓比所確定的數(shù)值、所以試驗(yàn)變壓器的阻抗電壓不宜太大，否則可能影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)還會(huì)降低試驗(yàn)設(shè)備的短路容量。但如阻抗電壓太小，被試品擊穿或閃絡(luò)時(shí)，短路電流可能增大。單臺(tái)試驗(yàn)變壓器的阻抗電壓一般為4.5～10%，組成多臺(tái)串級(jí)時(shí)，則可達(dá)30～40%。
試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)，根據(jù)其內(nèi)、外絕緣的處理方式不同有以下三種型式:
這種型式是將二次繞組的一端用高壓套管引出，另一端接地或用低壓套管引出。鐵芯為單相單柱旁軛式。高壓繞組為分段式(或圓筒式)、低壓繞組為圓筒式、高壓繞組在外，低壓繞組在內(nèi)。高壓繞組對(duì)地是按全電壓絕緣的。這種型式多適用于200～300kV 以下的試驗(yàn)變壓器。
這種型式的高壓繞組兩端都用高壓套管引出。鐵芯是單相雙柱式。低壓繞組僅繞套在一個(gè)柱上，而高壓繞組分成兩部分繞套在兩個(gè)柱上，進(jìn)行串聯(lián)結(jié)線、高壓繞組的中點(diǎn)與鐵芯相連，其兩端點(diǎn)(A，X)各經(jīng)一個(gè)高壓套管引出。X端接地，高壓繞組對(duì)地是按全電壓的一半來(lái)考慮絕緣的。這種結(jié)構(gòu)可減輕變壓器內(nèi)絕緣的負(fù)擔(dān)。故適用于500～750kV以上的串級(jí)試驗(yàn)變壓器。
這種結(jié)構(gòu)型式是用絕緣筒(通常為酚醛紙筒或環(huán)氧玻璃纖維筒)代替油箱和兩個(gè)高壓套管。絕緣筒既作為容器又作為外絕緣。其鐵芯也帶二分之一高壓電壓，需用絕緣支柱對(duì)地絕緣。但其鐵芯結(jié)構(gòu)與雙套管式不同、兩個(gè)柱不是左右排列、而是上下排列。高壓繞組的高壓端A與金屬上蓋連在一起、接地端X以及低壓繞組的兩端a、x均從底座引出。這種結(jié)構(gòu)型式體積小、重量輕，常用于250kV及以下的試驗(yàn)變壓器。 |
