牵引变压器感应耐压试验电流分析推导及验证

李飞谷训波张辰婕

（江苏常牵庞巴迪牵引系统有限公司主变工艺工程师）

摘要：从理论角度，从理论角度，分析动车组牵引变压器试验过程中绕组电压分布，电容排布，计算试验电流。然后按照试验方案的参数测量值来验证理论计算值。通过该方法，提高了工作效率，得到大量试验数据，并增加主变压器和试验设备的安全性。

关键词：分级绝缘；对地电容量；感应耐压试验

0引言

在动车组变压器制造和试验的过程中，以AC-DC-AC双逆变的变频电源，进行变压器感应耐压试验。避免变频电源在使用中出现低电压大电流，或者带纯感性，纯容性负载，较小变频电源的输出电流，大部分变压器厂家在试验回路中增加电抗器补偿这个环节。补偿匹配的电抗器，必须对试品的试验电流进行预估算。

动车组变压器感应耐压试验时，试验电流由有功功率和无功功率（容性功率）两部分产生。其中无功电流（容性电流）所占的比例较大，约占整个试验电流的95%。同时电抗器所能补偿的电流也为无功电流。所以只要估算出容性电流的大小，就可以得到电抗器的补偿方案，从而完成整个感应耐压试验。

1动车组变压器感应耐压试验电流理论估算过程

容性无功电流产生的原因：

a．动车组变压器各相绕组间具有相间（组间）电容。

（2）绕组与大地也均存在对地电容。

两种电容在各绕组产生的感应电压，使得绕组之间以及绕组对地之间产生电容性电流。

以CRH5A动车组变压器为例进行感应耐压试验电流进行分析与推导。在分析和推导前做以下假设：

（1）绕组间的电容及绕组对地电容都与绕组高度油管，在绕组中呈线性分布。

（2）各绕组的试验电压也以绕组的高度呈现平均分布的状态。

（3）感应电压耐压试验时，试验电源频率为150HZ。

1.2绕组之间与绕组对地的容性电流分析

1.2.1容性电流公式的推导

因为绕组的间的电容与绕组对地电容均在绕组中线型分布。且由于感应试验时实际流过绕组各部位的电容电流并不均匀，故从绕组首端流入的总电容电流可以使用积分计算得出。以BCP研发的CRH5A主变高压端的对地电容为例，计算高压端的容性电流。

以数学的模型进行分析，建立直角坐标系。以0电位为X轴，高压线圈高度方向为Y轴。高压线圈的N端为0点。设高压线圈高度为H，单位高度为dh，某点高度为h。

3.4小结

CRH380D主变感应耐压的估算值与实测值十分相近。

4结论

（1）通过变压器介损测试仪测量到各绕组的对地电容量，建立数学模型，以数学的方法来估算实际各类型主变的感应耐压试验电流有很高的精度，可以值得在动车组变压器设计，试验的领域推广。

（2）BCP生产的主变压器为分裂式结构，低压侧（牵引侧）绕组较多（CRH5A主变低压为6组，CRH380D主变低压为8组），由于每组低压的排部位置呈现几何对称，各个低压线圈匝数，绝缘等特性完全一致。可将低压绕组看作一个整体估算。估算时，将高压电缆电容值在数据分离出来，提高了估算结果的准确性。

（3）对于以后研发的新项目型式试验前，可以对相关数据进行估算，以提高试验的安全性。同时试验时，可以将计算出来的试验电流作为一个标准，当试验电流大于计算电流较大时，可以做出判断，避免出现线圈烧损等情况。

参考文献：

[1]慕世友，赵阳德，大型变压器现场局部饭店试验容性功率的计算[J]．变压器，1996，33（8）：11-16.

[2]江苏省电力工业局.江苏省电力试验研究所编电气试验技能培训教材[M]．北京：中国电力出版社，1998.

[3]白国兴，吴国良，大型变压器相对地感应耐压时容性功率的估算[J]．变压器，2008，45（1）：57-61.