試驗(yàn)變壓器和電力變壓器的主要區(qū)別
電力變壓器:
目的:是電網(wǎng)的核心設(shè)備,用于升高或降低電壓,實(shí)現(xiàn)電能的經(jīng)濟(jì)、高效、遠(yuǎn)距離傳輸和安全分配。
工作方式:7x24小時連續(xù)運(yùn)行在額定電壓和額定容量附近,要求極高的可靠性和效率。它的負(fù)載是不斷變化的。
試驗(yàn)變壓器:
目的:用于對電力設(shè)備(如電纜、GIS、互感器、變壓器本體等)進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn),以檢驗(yàn)其絕緣強(qiáng)度和制造/安裝/檢修質(zhì)量。
工作方式:短時工作制。每次試驗(yàn)通常只持續(xù)1分鐘(標(biāo)準(zhǔn)耐壓時間)或稍長。它大部分時間處于空閑狀態(tài),只在需要測試時才運(yùn)行。
2. 負(fù)載特性
這是兩者一個關(guān)鍵的技術(shù)區(qū)別。
電力變壓器:負(fù)載通常是感性或阻性的,功率因數(shù)可能較低,但電流和電壓相位差是固定的。
試驗(yàn)變壓器:其負(fù)載是被試品的對地電容(例如長電纜的電容很大),因此是純?nèi)菪载?fù)載。這會導(dǎo)致兩個問題:
容升效應(yīng):由于電容電流在容抗上的壓降,使得被試品實(shí)際承受的電壓會高于試驗(yàn)變壓器施加的電壓。這對試驗(yàn)準(zhǔn)確性至關(guān)重要,必須考慮。
無功功率大:試驗(yàn)變壓器輸出的容量大部分是給電容充電的無功功率,所以其所需容量主要取決于試驗(yàn)電壓和試品的電容值,而不是有功功率。
3. 輸出電壓調(diào)節(jié)
電力變壓器:輸出電壓需要通過分接開關(guān)在有限的幾個檔位進(jìn)行調(diào)節(jié),以維持輸出電壓的穩(wěn)定。調(diào)節(jié)不頻繁。
試驗(yàn)變壓器:輸出電壓必須從零開始,平滑、連續(xù)、精確地升高到規(guī)定的試驗(yàn)電壓值(例如55kV、80kV、150kV等)。這通常通過一個配套的調(diào)壓器(如自耦調(diào)壓器、感應(yīng)調(diào)壓器或電子式調(diào)壓器)來實(shí)現(xiàn),以防止突然的高電壓損壞試品。
4. 結(jié)構(gòu)與冷卻
電力變壓器:容量巨大,發(fā)熱嚴(yán)重,需要復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)(油、風(fēng)扇、水泵、散熱器等),結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。
試驗(yàn)變壓器:容量小,且為短時工作,發(fā)熱量不大,通常采用簡單的油浸自冷式或環(huán)氧樹脂澆注的干式結(jié)構(gòu),體積相對小巧輕便。
特征維度 | 電力變壓器 | 試驗(yàn)變壓器 |
核心目的 | 傳輸和分配電能 | 進(jìn)行高壓絕緣試驗(yàn) |
工作狀態(tài) | 長期連續(xù)額定運(yùn)行 | 短時或間歇運(yùn)行 |
設(shè)計(jì)重點(diǎn) | 高效率、低損耗、高穩(wěn)定性 | 高輸出電壓、純凈的波形、低短路電流 |
負(fù)載特性 | 負(fù)載通常是感性的(如電機(jī))或阻性的(如電燈) | 負(fù)載是容性的(如試品的電容) |
輸出電壓 | 電壓等級固定(如10kV/400V),穩(wěn)定性要求高 | 電壓需要從零平滑地調(diào)節(jié)到很高(遠(yuǎn)高于額定電壓) |
容量 (kVA/MVA) | 很大 (從幾十kVA到上百M(fèi)VA) | 相對很小 (通常幾kVA到幾百kVA,極少數(shù)大型的達(dá)幾千kVA) |
絕緣水平 | 按系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓和過電壓水平設(shè)計(jì) | 絕緣裕度極大,能承受遠(yuǎn)高于額定電壓的試驗(yàn)電壓 |
冷卻方式 | 復(fù)雜(油浸自冷/風(fēng)冷/水冷、強(qiáng)迫油循環(huán)等) | 簡單(多為油浸自冷或干式自冷) |
運(yùn)行成本 | 極高(考慮空載和負(fù)載損耗) | 較低(僅在試驗(yàn)時短時運(yùn)行) |