
GSB-30KVA/50KV 交直流串级试验变压器的“串级"结构,并非简单的物理堆叠,而是通过“电磁耦合 + 电位叠加"的巧妙设计实现的。其核心在于利用励磁绕组为上一级变压器供电,并将各级高压绕组串联,使电压逐级累加。
针对 30kVA/50kV 这一规格,通常采用两台单级变压器进行串级连接。以下是其具体的实现原理与结构拆解:
级间供电:特殊的“励磁绕组"
除了常规的初级(低压)和次级(高压)绕组外,串级变压器的每级(除最后一级外)内部都多绕了一个励磁绕组(或称串激绕组)。
工作流程:电源(如 400V)接入第一级(底部)的初级绕组,它除了产生高压外,还通过励磁绕组感应出一个电压(如 10kV),这个电压直接供给第二级(顶部)的初级绕组作为其电源。
这样,第二级无需直接接地,其能量由第一级“输送"上来。
电压叠加:高压绕组串联
第一级的高压绕组尾端(X)接地,首端(A)连接到第二级的高压绕组尾端(X)。
第二级的高压绕组首端(A)作为最终的高压输出端。
由于第二级的箱体(外壳)电位已处于第一级的输出电压(如 25kV)上,因此第二级必须安装在绝缘支架上,与地绝缘。
总输出电压 = 第一级输出电压 + 第二级输出电压。
对于 50kV 的输出电压,通常采用两级串级方案,将两台 25kV 的变压器串联起来。
参数 | 第一级(底部) | 第二级 (顶部) | 备注 |
单级额定电压 | 25 kV | 25 kV | 单级绝缘等级降低,制造更容易 |
单级容量 | 30 kVA | 15 kVA | 串级容量比为 2:1 |
对地电位 | 0 kV (接地) | 25 kV (悬浮) | 第二级需绝缘支撑 |
功能 | 提供能量 + 为上级供电 | 仅进行电压叠加 | 第一级负担更重 |
容量关系说明:
第一级(30kVA)不仅要向负载输出功率,还要为第二级提供励磁功率(15kVA),因此其容量为 30kVA。
第二级仅需提供自身的输出功率(15kVA)。
总装置容量为 30kVA,输出电流 = 30kVA / 50kV = 600mA。
绝缘支撑:第二级变压器必须放置在绝缘支柱上,其外壳带有高电位,操作时需保持安全距离。
GSB 系列采用环氧树脂浇注干式绝缘,相比油浸式,更适合串级结构,避免了油介质的泄漏和污染问题,且重量更轻,便于现场组装。
连接方式:级间通过高压屏蔽电缆和专用连接器连接励磁绕组与高压绕组,确保在高电位下的连接可靠性。
总结:GSB-30KVA/50KV 的串级实现,本质上是将两台 25kV 变压器通过内部励磁绕组耦合供电和外部高压绕组串联的方式,实现了 50kV 的高压输出,同时解决了单台大容量变压器笨重、绝缘难的问题。
