电力系统及其自动化实验报告高电压[全文]_高电压技术实验报告

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电力系统及其自动化实验

电力系统及其自动化实验报告3

一、实验目的1.介质损耗角正切的测量。通过本试验了解现场设备预试的基本过程，并巩固所学知识。具体内容如下：学习使用预防性试验规程；掌握Q S-l电桥正、反接线测量方法；掌握用摇表测绝缘的方法；了解高压试验时基本的安全技术、注意事项；

2.工频高压演示实验。掌握工频高压的几种测量方法：用测量球隙进行测量、用高压静电电压表进行测量和用工频分压器(电容式分压器)配合低压仪表进行测量。

二、实验内容

1.介质损耗角正切的测量 1.1西林电桥基本原理

图1西林电桥原理接线图

西林电桥原理接线图如图1所示。图中Cx，Rx为被测试样的等效并联电容与电阻，R3、R4表示电阻比例臂，Cn为平衡试样电容Cx的标准，C4为平衡损耗角正切的可变电容。

根据电容平衡原理，当：ZxZ4ZnZ3

式中Zx、Zn、Z3、Z4分别是电桥的试样阻抗，标准电容器阻抗以及桥臂Z3和Z4的阻抗。

11111jCxZnjC4ZRZRjCZR3，4xn，34其中：x。解所得方程式，得：

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R41 Cn2R31tanxCxtanxC4R4

电桥的平衡是通过R3和C4来改变桥臂电压的大小和相位来实现的。在实际操作中，由于R3和C4相互之间也有影响，故需反复调节R3和C4，才能达到电桥的平衡。

由于绝大多数电气设备的金属外壳是直接放在接地底座上的，换言之，被试品的一极往往是固定接地的。这时就不能用上述正接线来测量它们的tan，而应改用图2所示的反接线法进行测量。

图2西林电桥反接线原理图

1.2tan测量的影响因素 1)外界电磁场的干扰影响

在现场进行测量时，试品和桥体往往处在周围带电部分的电场作用范围之内，虽然电桥本体及连接线都如前所述采取了屏蔽，但对试品通常无法做到全部屏蔽。这时等值干扰电源电压就会通过对试品高压电极的杂散电容产生干扰电流，影响测量。

消除或减小由于电场干扰引起的误差，可以采取下列措施 ：

①加设屏蔽，用金属屏蔽罩或网把试品与干扰源隔开。②采用移相电源

③倒相法

2)温度的影响

温度对tan值的影响很大，具体的影响程度随绝缘材料和结构的不同而

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异。一般来说，tan随温度的增高而增大。现场试验时的绝缘温度是不一定的，所以为了便于比较，应将在各种温度下测得的tan值换算到20℃时的值。

3)试验电压的影响 4)试品电容量的影响

对于电容量较小的试品(例如套管、互感器等)，测量tan能有效地发现局部集中性缺陷和整体分布性缺陷。但对电容量较大的试品(例如大中型发电机、变压器、电力电缆、电力电容器等)测量tan只能发现整体分布性缺陷。

5)试品表面泄漏的影响

试品表面泄漏电阻总是与试品等值电阻Rx并联，显然会影响所测得的tan值，这在试品的Cx较小时尤需注意。

2.工频高压演示试验

2.1实验装置及线路图

工频实验装置如图3所示。

T1调压器T2Vl测量绕组K~R1=V2Z1R2CxZ2V3G

图3 工频高压试验线路图

T1——调压器T2——高压试验变压器 Vl——交流电压表 V2——静电电压表

V3——交流电压表或示波器 R1——变压器保护电阻，10~20K R2——球隙保护电 Cx——试品

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2.2实验说明

工频高电压试验装置通常由调压器、试验变压器、保护电阻、分压器和静电电压表以及球隙等组成。

试验变压器的工作原理与电力变压器相同，但由于工作条件和工作任务的不同，试验变压器具有工作电压高、变比大、漏抗大、绝缘裕度小、容量小、工作时间短等特点。其主要类型有单套管金属外壳型试验变压器、双套管金属外壳型试验变压器、绝缘外壳型试验变压器和串级试验变压器。

进行工频高电压试验时，要求试验电压从零开始，均匀升压，因此必须使用调压设备。调压设备主要有四种：自藕调压器、感应调压器、移卷调压器和电动发电机组。

保护电阻用固体电阻或水电阻。R1的阻值一般按每伏0.1选取，R2的阻值可按每伏0.1~0.5选取，并应校验R1、R2的外表面绝缘强度。在试验电压下，当试品发生击穿、闪络或球隙放电时，R1、R2不应发生沿面闪络，且具有相应的热容量，其长度可按每米150~200kV(有效值)选取。

静电电压表是测量工频高电压的常用电压表，它是一种测量静电力大小的表计。根据测量原理的不同，可分为绝对静电电压表和相对静电电压表，后者被广泛用于工程测量。由于静电电压表的输入阻抗及固有振荡频率都很高，所以常被用于直流电压及宽频带范围的交流电压的测量。

三、心得体会

通过这次参观学习实验和实际试验，我对高电压这门课程有了更深入的了认识，之前本科学习过高电压技术这门课程，但从没接触过高电压试验。这次的试验是对过去的巩固和复习，收获颇多。特别的，这次试验要求我们在安全意识方面要保持高度的重视，保证人身和设备的安全是进行高压试验特别强调的问题。

通过对高压电气设备的试验学习，对电气设备绝缘、电力变压器、高压开关等高压设备试验原理有了基础的理论知识，帮助我们对试验的具体操作方法和试验目的有了形象的认识，这对今后开展试验工作具有指导性的作用。

最后，我们还进行了工频高压试验的实际测量，但测量的结果与理论分

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析有出入。估计是高压试验的对象放电还未完成，我们就急着试验的原因。

在此，非常感谢老师提供我们这样的机会，将理论知识与实际系统的认识相结合，开拓了我们的视野，这让我们在以后的学习中能够更加注重理论联系实际，让我们的思路更加开阔，让我们对所学知识有全面的掌握。