交直流試驗變壓器容量怎么選？

選試驗變壓器的時候，很多人的第一反應是看電壓——能升到多少千伏。這當然很重要，但光盯電壓不管容量，遲早要吃虧。

選容量，本質(zhì)上是在算“夠不夠用”

試驗變壓器跟電力變壓器不一樣。電力變壓器長期滿載運行，容量不夠會燒；試驗變壓器只在耐壓試驗中短暫工作，容量不夠最直接的表現(xiàn)是：電壓升不上去，或者升到一半就被試品“吃掉了”。

問題的根源是被試品的電容效應。電纜、電容器、大型電機繞組這些東西，在工頻電壓下會呈現(xiàn)出明顯的電容特性。舉個簡單例子：一條長10kV電纜，電容量大約0.3μF，在50Hz頻率下，它的容抗約10kΩ。施加35kV試驗電壓時，電容電流大概在3.5A左右。如果試驗變壓器容量不足，輸出電壓就會被拉下來，試驗根本完不成。

怎么算夠不夠？有一個參考公式：Pn = K × Vn2 × ω × Ct × 10??
Pn是需要的容量(kVA)，Vn是試驗電壓有效值(kV)，ω是角頻率(314rad/s，對應50Hz)，Ct是被試品電容量(pF)，K是安全系數(shù)。

公式看著有點唬人，算起來其實不復雜。拿一臺電力變壓器來算：電壓等級220kV，電容量大約10000pF，工頻耐壓試驗電壓368kV。代入公式：Pn = 1.2 × 3682 × 314 × 10000 × 10?? ≈ 510kVA。安全系數(shù)K取1.2的話，需要一臺容量約500kVA的試驗變壓器才能完成試驗。

很多現(xiàn)場選型時直接套公式，但必須強調(diào)，這個公式是理論估算，實際工程中還應綜合考慮設備狀況、現(xiàn)場條件和安全冗余。具體參數(shù)最終應以設備銘牌標定值和現(xiàn)行有效標準為準。

不同類型的產(chǎn)品，容量選法不一樣

油浸式試驗變壓器是傳統(tǒng)選擇。上海滬陽達的YD-5kVA/50kV交直流油浸式試驗變壓器，容量5kVA，額定輸出50kV，高壓電流100mA（交流）/15mA（直流），輸入電壓200V。做一般10kV等級配電變壓器的出廠耐壓試驗，這種規(guī)格足夠了。油浸式的優(yōu)點是過載能力強，散熱好，適合實驗室和固定場所使用。但缺點也明顯：同樣5kVA，油浸式的重量比充氣式重不少，移動起來費勁。

交直流試驗變壓器需要兼顧交流和直流兩種輸出模式。滬陽達的5KVA/100KV交直流試驗變壓器，容量5kVA，交流輸出100kV、直流可達140kV，高壓電流50mA（交流）/14mA（直流），輸入電壓200V。選這類產(chǎn)品時要注意，直流模式下的輸出電流通常比交流小不少。想用直流模式測大電容設備，比如長電纜，得算清楚直流泄漏電流大概多大，別選小了。

輕型試驗變壓器的賣點是體積小、重量輕。YDQ-3KVA/50KV充氣式輕型試驗變壓器，容量3kVA，輸入電壓200V，高壓側(cè)50kV，輸出電流60mA，配套的調(diào)壓器額定容量15A，整套設備重量比同規(guī)格油浸式輕了不少?，F(xiàn)場搬運不用靜止就能做試驗，特別適合移動頻繁的野外作業(yè)。缺點是在額定容量下的連續(xù)運行時間一般限制在半小時左右，長時試驗要注意控制。同系列還有6kVA、10kVA、15kVA、20kVA、30kVA、40kVA、50kVA等更大容量的型號，可適配更高電壓等級和更大電容量的被試品。

不同場景下的容量匹配建議

單純靠公式算出來的數(shù)字，在實操中往往還需要結(jié)合實際條件做取舍。以下場景搭配建議供參考，具體選型還需以設備說明書和現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)為準。

做配電變壓器出廠試驗，試驗電壓一般在35kV以內(nèi)，被試品電容量幾百pF到幾千pF不等。按公式估算，3kVA到5kVA的容量夠用了。上海滬陽達的YD-5kVA/50kV油浸式或YDQ-3KVA/50KV充氣式都能滿足，充氣式更方便搬運。

檢測高壓電纜，情況不同。10kV電纜每公里電容量大約0.3μF，即30萬pF。做35kV直流耐壓時，試驗電流達到I=2πfCU，代入數(shù)值后電流不小，需要的試驗變壓器容量遠大于算變壓器的值。10kV等級電纜推薦選10kVA以上，最好帶直流輸出功能，用直流模式避免電容電流消耗大量容量。

做GIS或大型發(fā)電機的絕緣試驗，被試品電容量在幾千到上萬pF之間，但試驗電壓動輒上百千伏。公式里的Vn2項增長很快，容量需求會急劇放大。做110kV GIS的工頻耐壓，試驗電壓230kV，電容量就算保守估計5000pF，需要的容量也超過了50kVA。滬陽達10KVA/100KV超輕型試驗變壓器可通過多臺串激方式獲得更高輸出電壓，每臺單臺試驗變壓器體積小、重量輕，既可串接組合使用也可分開單獨使用，靈活性相當好。