三倍频发生器

三倍频发生器　　英译：Third-harmonic generator

三倍频变压器用于电力变压器、电压互感器等被试品，除了要对全绝缘变压器的主绝缘进行外施工频高压试验外，而且还要对变压器的纵绝缘以及半绝缘变压器的主绝缘进行感应高压试验。

根据国家试验标准，对电力变压器及电压互感器感应试验电压大致2-3倍大工作相电压考虑。众所周知，变压器在额定频率，额定电压下，铁芯接近饱和，若用工频电源在被试变压器绕组两端施加大于额定电压的试验电压，则空载励磁电流会急剧增加，达到不可允许的程度，从感应电势的关系式可以看出，为了施加大于额定电压的试验电压，而又不使铁芯饱和，可采用增加电源频率的办法，必须用大于倍频电源发生器。

三倍频发生器

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1、SBF三倍频变压器操作简单、性能可靠

2、能很好地满足变压器、互感器感应耐压的需要

变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同的要求。变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。

一、变压器的基本原理

当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。

如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。

二、变压器的损耗

当变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流，好象一个旋涡所以称为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损耗增加，并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。另外要绕制变压器需要用大量的铜线，这些铜导线存在着电阻，电流流过时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”。所以变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。

由于变压器存在着铁损与铜损，所以它的输出功率永远小于输入功率，为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述，η=输出功率/输入功率。

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1、电源条件：三相380V/50Hz

2、环境温度：-25℃ - 55℃

3、海拔高度：不超过4000米

4、 用于电压互感器、电机、变压器的交流感应耐压试验，以考核主从绝缘强度，也可作短时运行的150Hz电源用。

5、输入电压：AC380V50Hz

6、输出电压：300V-500V(可根据要求0-5kV)电压>300V需外接升压设备

7、波形失真：<5%

8、输出容量：3kVA-150kVA

1、工作电源：三相交流380V ±10％50Hz

2、额定容量：3KVA-30KVA（供选择）

三台单相变压器一次侧接成星形，二次侧接成开口三角形，在一次侧加上对称的三相正弦波电源时，并升高电压让铁芯磁路饱和，使铁芯中磁通所含三次谐波的成分增多,相应在铁芯线圈上感应三次谐波电压也增高.

由开口三角形的发生器二次侧输出的这个150赫兹（三倍工频）感应电压即作为三倍频试验电源电压。

当三倍频发生器带上（例如SD——220型高压串级式电压互感器）负载时，其电流由感性变为容性，由于功率因数低的影响，使发生器的效率较低，一般只有20%左右。因此，可在被试品某一空绕组上接入电抗器进行电流补偿。来提高整个试验回路的功率因数。

KD：三相输入电源开关?K：控制电源开关?????????????????????????????D1：回零指示灯?D2：停止指示灯?

BK：控制电源变压器?AK：调压器零限位开关????????????????????????D3：起动指示灯?

TY：自藕调压器?AQ：起动按钮

JC：交流接触器?AT：停止按钮

LJ：过流继电器?JS：时间继电器

FM：时间报警器?K1：时间继电器电源开关

1、试验

(1)在对被试品进行倍频感应耐压试验前，应先对本装置进行空载试验，检查三倍频变压器是否完好。

空载试验接线示意图：

操作步骤：

确认接线无误后输入三相电压；打开控制箱电源开关，绿色信号灯亮（如不亮，请将调压器手柄回至零位）；然后按下启动按钮，红色工作灯亮，此时可开始旋转调压器手柄进行升压，观察电压表，直到电压表达到满刻度为止。在此过程中无异常情况说明该装置正常，应立即将调压器手柄回至零位，并断开电源，空载试验完毕。

2、试验

（1）按下图将三倍频电源发生器，控制箱、电抗器（需要时接入）和被试品连接好；

（2）仔细检查所接线路，确认被试品与本装置接线正确无误后输入三相电压。操作步骤与空载试验步骤基本相同；当升压至被试品所需电压值时，应停止升压，并持续40秒；如无异常情况出现，说明被试品此项试验合格，此时应立即将调压器手柄回至零位，并迅速断开三相电源，试验完毕。

1、海拔高度：≤3000M；

2、环境温度：-10℃- +40℃；

3、相对湿度：＜90%；

4、使用场地：无蒸汽、腐蚀性气体及易燃易爆性介质。

声音异常

变压器在正常运行时，会发出连续均匀的“嗡嗡”声。如果产生的声音不均匀或有其他特殊的响声，就应视为变压器运行不正常，并可根据声音的不同查找出故障，进行及时处理。主要有以下几方面故障：

电网发生过电压。电网发生单相接地或电磁共振时，变压器声音比平常尖锐。出现这种情况时，可结合电压表计的指示进行综合判断。

变压器过载运行。负荷变化大，又因谐波作用，变压器内瞬间发生“哇哇”声或“咯咯”的间歇声，监视测量仪表指针发生摆动，且音调高、音量大。

变压器夹件或螺丝钉松动。声音比平常大且有明显的杂音，但电流、电压又无明显异常时，则可能是内部夹件或压紧铁芯的螺丝钉松动，导致硅钢片振动增大。

变压器局部放电。若变压器的跌落式熔断器或分接开关接触不良时，有“吱吱”的放电声；若变压器的变压套管脏污，表面釉质脱落或有裂纹存在，可听到“嘶嘶”声；若变压器内部局部放电或电接不良，则会发出“吱吱”或“噼啪”声，而这种声音会随离故障的远近而变化，这时，应对变压器马上进行停用检测。

变压器绕组发生短路。声音中夹杂着水沸腾声，且温度急剧变化，油位升高，则应判断为变压器绕组发生短路故障，严重时会有巨大轰鸣声，随后可能起火。这时，应立即停用变压器进行检查。

变压器外壳闪络放电。当变压器绕组高压引起出线相互间或它们对外壳闪络放电时，会出现此声。这时，应对变压器进行停用检查。

气味，颜色异常

防爆管防爆膜破裂：防爆管防爆膜破裂会引起水和潮气进入变压器内，导致绝缘油乳化及变压器的绝缘强度降低。

套管闪络放电，套管闪络放电会造成发热导致老化，绝缘受损甚至此起爆炸。

引线（接线头）、线卡处过热引起异常；套管接线端部紧固部分松动或引线头线鼻子滑牙等，接触面发生氧化严重，使接触过热，颜色变暗失去光泽，表面镀层也遭破坏。

套管污损引起异常；套管污损产生电晕、闪络会发生臭氧味，冷却风扇，油泵烧毁会发出烧焦气味。

另外，吸潮过度、垫圈损坏、进入油室的水量太多等原因会造成吸湿剂变色。

油温异常

发现在正常条件下，油温比平时高出10摄氏度以上或负载不变而温度不断上升（在冷却装置运行正常的情况下），则可判断为变压器内部出现异常。主要为：

内部故障引起温度异常。其内部故障，如绕组砸间或层间短路，线圈对围屏放电、内部引线接头发热、铁芯多点接地使涡流增大过热，零序不平衡电流等漏磁通过与铁件油箱形成回路而发热等因素引起变压器温度异常。发生这些情况时，还将伴随着瓦斯或差动保护动作。故障严重时，还有可能使防爆管或压力释放阀喷油，这时应立即将变压器停用检修。

冷却器运行不正常所引起的温度异常。冷却器运行不正常或发生故障，如潜油泵停运、风扇损坏、散热器管道积垢、冷却效果不佳、散热器阀门没有打开、温度计指示失灵等诸多因素引起温度升高，应对冷却器系统进行维护和冲洗，以提高其冷却效果。

油位异常

变压器在运行过程中油位异常和渗漏油现象比较普遍，应不定期地进行巡视和检查，其中主要表现有以下两方面。

1、假油位：油标管堵塞；油枕吸管器堵塞；防爆管道气孔堵塞。

2、油面低：变压器严重漏油；工作人员因工作需要放油后未能及时补充；气温过低且油量不足，或是油枕容量偏小未能满足运行的需求。

案例:?今天上午，有客户来电询问：“我做完交流耐压试验后再用接地放电棒去接触被试品时，能听到“啪”的放电声。这是为什么？” 在与此客户韩小姐交流的过程中，工程师了解到：此前对方试验人员做过直流耐压试验，事后插入硅堆的短路杆时没有将其拧紧到位（即硅堆没被短接），小韩做交流耐压试验前没有对此作检查就升压（几千伏）。降压断电后，新手小韩出于小心，用接地放电棒去接触被试品时，听见了放电声，小韩庆幸自己“多此一举”而躲过一劫。后怕之余，小韩拨打来电话咨询。工程师强调指出：在使用有直流输出功能的试验变压器（BYSB或BYGB型）做交流耐压试验前，务必确认硅堆被短路杆短接，以免误升直流高压而在断电后又未做接地放电所引起触电事故。若在升压试验中听到高压套管内有放电声，应当引起警觉，这是短路杆没有拧紧到位（即硅堆没被短接），被试品充上直流电压，应在降压断电后，用接地放电棒充分释放掉可能残存在容性试品上的电荷，以免发生触电事故。事前可用万用表的电阻档测量高压头A与高压尾X间的电阻值（一般为几千欧至几十千欧，没有正向与反向的差别）。以确认高压硅堆被可靠短接。

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