變壓器低電壓短路阻抗測(cè)試方法分析

徐敏

摘 要：作為重要的電力設(shè)備，變壓器運(yùn)行狀況直接影響著電力系統(tǒng)發(fā)電效益，對(duì)用電安全具有至關(guān)重要的作用。當(dāng)前變壓器運(yùn)行過(guò)程中非常容易受到短路電動(dòng)力的影響，在上述環(huán)境中形成繞組變形，嚴(yán)重?fù)p害了變壓器性能。為了防止上述繞組形變，文章從當(dāng)前火電設(shè)計(jì)中的變壓器負(fù)荷狀況出發(fā)，對(duì)低電壓短路阻抗的測(cè)試方法進(jìn)行研究，依照上述內(nèi)容形成了對(duì)應(yīng)變壓器繞組形變測(cè)試分析體系，對(duì)變壓器低電壓短路阻抗測(cè)試方法進(jìn)行了深入挖掘，望為今后電力系統(tǒng)變壓器設(shè)置提供一些參考。

關(guān)鍵詞：變壓器 繞組形變 短路阻抗 測(cè)試分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TM761 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（b）-0065-01

現(xiàn)代火電設(shè)計(jì)中廠用電系統(tǒng)越來(lái)越龐大，變壓器在火電廠扮演了不可或缺的角色。短路阻抗值作為變壓器并列運(yùn)行的三個(gè)必要條件之一，能夠在并列運(yùn)行的變壓器間起平衡負(fù)荷的作用。針對(duì)這種現(xiàn)狀出臺(tái)的繞組變形試驗(yàn)規(guī)定充分滿足了建設(shè)和運(yùn)行的需要，以前的標(biāo)準(zhǔn)一般要求在變壓器出現(xiàn)短路故障后再進(jìn)行繞組變形測(cè)試，但是隨著電力行業(yè)近年來(lái)運(yùn)行事故的實(shí)際情況，為考核變壓器的抗短路能力在2006版交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中就明確了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)。

1 低電壓短路阻抗測(cè)試主要方法

工程中主要采用阻抗電壓百分?jǐn)?shù)來(lái)對(duì)變壓器繞組變形程度進(jìn)行判斷。而現(xiàn)場(chǎng)短路阻抗百分?jǐn)?shù)測(cè)定又做為變壓器的原是指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，以用于變壓器故障或預(yù)防性試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

1.1 短路阻抗測(cè)試電源容量的選擇

對(duì)變壓器高壓側(cè)有電流互感器時(shí)，試驗(yàn)前電流互感器二次側(cè)必須短接?，F(xiàn)場(chǎng)一般將變壓器低壓側(cè)可靠短接，在高壓側(cè)加電流至額定值，測(cè)量其阻抗電壓。短路試驗(yàn)電源容量可按照下式選擇：

S≥Se·uk/100·（Ik/Ie）2

1.2 降低電流的短路阻抗測(cè)試

由于測(cè)試短路阻抗所需容量較大（可能占試品容量的5～20%），隨著試驗(yàn)電流的降低，所需容量成平方關(guān)系下降。故在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)多采用降低電流的試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試。試驗(yàn)電流下的阻抗電壓可按照下式換算成額定電流下的阻抗電壓：

Uk=Uk ·Ie/I

I為試驗(yàn)電流

Uk為在I試驗(yàn)電流下測(cè)得的阻抗電壓

1.3 單相電源的短路阻抗測(cè)試

其試驗(yàn)方法就是將低壓側(cè)三相用線進(jìn)行可靠短接，在高壓側(cè)加單相電源進(jìn)行三次測(cè)試，并逐相進(jìn)行比較以判斷故障相。高壓側(cè)為Y型連接的變壓器可按照下式換算成三相短路阻抗電壓：

uk=（√3（UKab+UKbc+UKac）/6Ue）×100

高壓側(cè)為△連接的變壓器可按照下式換算成三相短路阻抗電壓：

uk=（（UKab+UKbc+ UKac）/3Ue） ×100

1.4 專用短路阻抗測(cè)試儀進(jìn)行試驗(yàn)

四川某600MW機(jī)組工程中采用保定精益公司生產(chǎn)的BDZC-3218D型低電壓短路阻抗測(cè)試儀對(duì)部分廠用變壓器進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

UAB=32.8 UBC=33 UAC=32.8

IAB=8.144 IBC=8.23 IAC=8.036

儀器測(cè)試結(jié)果為阻抗uk=8.14%，額定銘牌阻抗電壓百分?jǐn)?shù)為8.19%誤差為-0.61%。能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的需求。測(cè)試結(jié)果與廠家出廠值相比有一定離散性，但一般不超過(guò)3%。

1.5 短路阻抗測(cè)試連接標(biāo)準(zhǔn)

短路阻抗在測(cè)試連接的過(guò)程中要通過(guò)伏安測(cè)試內(nèi)容完成，通過(guò)伏安法短路單相或三相變壓器，對(duì)變壓器運(yùn)行狀況進(jìn)行單獨(dú)分析，從而計(jì)算出變壓器短路阻抗值。測(cè)試過(guò)程中相關(guān)人員可以將變壓器一側(cè)短路連接，通過(guò)其他端電壓的加入，給予變壓器電壓。電壓加入后對(duì)變壓器繞組中的電流、變壓器阻抗上的電壓進(jìn)行測(cè)量和記錄，由兩者基波分量的比值計(jì)算出短路阻抗值。在實(shí)際操作的過(guò)程中人員要嚴(yán)格依照變壓器運(yùn)行安全標(biāo)準(zhǔn)，盡量在低壓繞組側(cè)進(jìn)行短路處理。

2 消除現(xiàn)場(chǎng)干擾對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響

采用低電壓短路阻抗法測(cè)試大容量變壓器時(shí)。由于測(cè)試回路的功率因數(shù)很低，有時(shí)低到0.02左右，加之現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)磁場(chǎng)、強(qiáng)電場(chǎng)干擾，試驗(yàn)電流波形嚴(yán)重畸變，因此在測(cè)試時(shí)應(yīng)注意消除以下幾個(gè)問(wèn)題的干擾。

2.1 諧波對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試狀況的干擾

諧波是導(dǎo)致系統(tǒng)中出現(xiàn)干擾的重要因素。在現(xiàn)場(chǎng)處理的過(guò)程中人員要控制要對(duì)諧波的濾波處理，要盡量選取濾波性能較高的短路阻抗測(cè)試儀，從而保證諧波控制的有效性和合理性。與此同時(shí)，在處理的過(guò)程中人員還要對(duì)軟硬件諧波控制進(jìn)行結(jié)合，要通過(guò)軟硬件參數(shù)的設(shè)置達(dá)到諧波抑制，提升測(cè)試效益。

2.2 電源電壓對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試狀況的干擾

電源電壓可以造成現(xiàn)場(chǎng)工作的過(guò)程中系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定性，導(dǎo)致短路測(cè)試誤差的可能性加大。因此在實(shí)際測(cè)量的過(guò)程中人員要控制好電源電壓穩(wěn)定性，要盡量選取較穩(wěn)定的電壓源。相關(guān)人員測(cè)量過(guò)程中可以通過(guò)平均法多次測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行處理，最大限度降低數(shù)據(jù)誤差。除此之外，人員還要盡量減少測(cè)試時(shí)間，盡量在測(cè)量周期內(nèi)完成信號(hào)的采集與分析。

2.3 50 Hz同頻對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試狀況的干擾

50 Hz同頻在控制的過(guò)程中需要從硬件著手，要能夠通過(guò)測(cè)試儀器的調(diào)整消除50 Hz同頻，從而提升測(cè)試的準(zhǔn)確性。該過(guò)程中人員要通過(guò)測(cè)試儀器極性轉(zhuǎn)換法或測(cè)試儀電壓提升法最大限度抑制220 V交流電源耦合產(chǎn)生的干擾。

3 變壓器繞組變形測(cè)試結(jié)果分析判斷

國(guó)標(biāo)GB1094.5-85《電力變壓器》中明確指出在對(duì)變壓器繞組形變進(jìn)行分析的過(guò)程中要依照電流沖擊狀況完成指標(biāo)分析，其具體分析依據(jù)為：“圓形同芯式變壓器的電抗法在短路電流沖擊前后的變化不大于2%”，作為判斷變壓器是否需要進(jìn)行芯體檢查的依據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，短路阻抗值的變化直接與變壓器繞組的結(jié)構(gòu)具有非常密切的關(guān)聯(lián)，在測(cè)試的過(guò)程中可以通過(guò)短路阻抗法完成對(duì)變壓器的測(cè)試，依照測(cè)試結(jié)果實(shí)施對(duì)應(yīng)控制，從而保證變壓器順利工作。在具體測(cè)試工作進(jìn)行的過(guò)程中人員要能夠控制好測(cè)試精度，對(duì)可能出現(xiàn)的干擾因素進(jìn)行排除，要能夠準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，對(duì)儀器進(jìn)行合理分析，從本質(zhì)上提升變壓器繞組的變形測(cè)試，為后續(xù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 四川電力試驗(yàn)研究院編.高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法[M].2版.中國(guó)電力出版社，2004.

[2] 《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》2006年11月1日實(shí)施中華人民共和國(guó)建設(shè)部及中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合發(fā)布[Z].

[3] 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1094.5-85《電力變壓器》[S].

[4] 變壓器試驗(yàn)技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.endprint