一、概述
大电流试验变压器,在工程实践中通常被称为大电流发生器或升流器,是一种低电压、大电流输出的干式试验变压器。该设备主要应用于发电厂、变配电站、电器制造厂及科研试验室等单位,用于对频率50Hz的开关设备、电流互感器、母线导体及其他电气设备进行升流试验、连续负载试验和温升试验。
从设备命名角度看,大电流试验变压器侧重于其作为变压器的物理本质,大电流发生器则侧重于其产生大电流的功能定位,两者在工程语境下指向同一类设备,是学名与俗称的关系。
二、工作原理与结构特征
2.1 工作原理
大电流试验变压器的基本原理与普通变压器相同,但设计上侧重于降压增流。其内置微电子处理技术,接通电源后,通过操作台控制顺时针均匀旋转调压器,使升流器产生所需的大电流。
从变压器原理分析,升流器实际上是一种专用的单相变压器,其输出端多工作在接近短路状态。当作为二次绕组的单匝线圈短路时,其短路电流为:
I₂ = I₁ × (N₁ / N₂)
其中I₁为一次侧输入电流,N₁为一次绕组匝数,N₂为二次绕组匝数。由于二次绕组匝数极少,甚至仅一匝,从而在低电压下输出高达数千至数万安培的电流。
2.2 结构组成
大电流试验变压器通常采用一体化结构设计,操作和数据读取方便。对于4000A及以上的大容量型号,可采用分体式结构。设备主要由仪表指示灯板和操作板组成:仪表指示灯板包括大小量程的电流表、量程选择开关、电源信号灯和工作信号灯;操作板则包括启动按钮、停止按钮以及调压控制系统。
设备采用一次接线柱输入方式,下端设有二次输出大电流接线端,分为开门接线式和不开门接线式两种形式。大容量升流器在结构设计上还需考虑铁心选型、线圈损耗与温升、输出电流波形畸变率等关键因素。实际工程中,对于GIS设备导体施加电流的升流器,输出电流总谐波畸变率需控制在3%以内。
