Z型變壓器變壓比測試研究

李麗君，陳風(fēng)航，潘瑰琦，劉 鵬

（國網(wǎng)丹東供電公司，遼寧 丹東 118000）

Z型變壓器變壓比測試研究

李麗君，陳風(fēng)航，潘瑰琦，劉 鵬

（國網(wǎng)丹東供電公司，遼寧 丹東 118000）

通過觀察在曲折型（簡稱Z型）變壓器變比測試中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，結(jié)合該變壓器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，進(jìn)行了全面的分析和總結(jié)，并依據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況提出了解決措施，為Z型變壓器試驗(yàn)提供了準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

Z型變壓器；變比測試；異?，F(xiàn)象；分析與處理

Z型變壓器具有優(yōu)越的抗雷擊能力，同時(shí)具有人為中性點(diǎn)等特點(diǎn)，作為接地變配合消弧線圈完成對配電網(wǎng)中電容電流的補(bǔ)償，還可帶二次負(fù)載，代替所用變，從而節(jié)省投資費(fèi)用，在電力系統(tǒng)中的地位越來越突出，目前已廣泛應(yīng)用于多雷地區(qū)的配電網(wǎng)。準(zhǔn)確掌握變壓器的參數(shù)，可以保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，變壓器變壓比的測試尤為重要。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

在變壓器變比測試中發(fā)現(xiàn)［1］，按照試驗(yàn)的步驟輸入變比、聯(lián)結(jié)組別及分接頭位置測量，變比誤差大，超標(biāo)嚴(yán)重（±0.5%）。廠家出廠報(bào)告中變比誤差絕對值均在0.3%以下（使用儀器為普通的SM63變比測試儀。變壓器型號：DKSC－550－100／10；變壓器額定電壓：10.5±2×2.5／0.4 kV；接線組別：ZNyn11）。采用Z型變壓器變比測試儀后，測試結(jié)果誤差仍在－1.20%。本文針對以上問題進(jìn)行了認(rèn)真分析和總結(jié)，并提出了正確的判斷方法。

2 原因分析

圖1 ZNyn11型變型變壓器原理圖及向量圖

a.從結(jié)構(gòu)原理上進(jìn)行分析，其結(jié)構(gòu)原理和向量圖如圖1所示。對于普通變壓器，一次（高壓）繞組和二次（低壓）繞組相對位置是固定的，同相的高低壓繞組都是纏繞在同一根鐵芯柱上，一、二次繞組匝數(shù)比也是固定的。采用曲折型接線（Z型接線）后，與普通變壓器的區(qū)別是把每一相繞組均分相等的兩段，分別纏繞在2根鐵芯柱上，再把其中1根鐵芯的一段繞組和另一鐵芯上的另一段繞組反向串聯(lián)起來，成為一個(gè)相繞組，然后再按星形連接法把三相繞組末端接在一起［2］。這種接線使一次繞組與二次繞組的對應(yīng)關(guān)系不同于普通常用電力變壓器，Z型接線繞組的匝數(shù)關(guān)系也不同于普通變壓器，由于曲折連接，使繞組匝數(shù)增加，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

b.從儀器原理上進(jìn)行分析。對于電阻比較式或普通變壓器變比的測量儀器，變壓比測量的是在1根鐵芯柱上2個(gè)繞組的的匝數(shù)比，它要求高低壓繞組必須在同一鐵芯柱上［3］，而且只能方便地測量聯(lián)結(jié)組別為Y或D接線并且是固定的幾種標(biāo)準(zhǔn)接線的變壓比，而對Z型變壓器變比的測試比較困難［4－5］。在Z型變壓器變比測量時(shí)，由于Z型變壓器的A相繞組同時(shí)關(guān)聯(lián)了A、C 2根鐵芯柱，如果直接采用傳統(tǒng)的變比電橋測量方法，不能保證被測繞組中的磁通與加壓繞組中的磁通一致，必須根據(jù)實(shí)際運(yùn)行中電壓的相位關(guān)系確定變壓比的測量對象［6］。因此，不能直接使用常規(guī)變壓比電橋來測量曲折型接線變壓比，否則就會出現(xiàn)百分之十幾的誤差。

3 改進(jìn)措施

3.1 采用普通SM63變比測試儀的單相測量方式

對Z型變壓器采用電流、電壓表法測量方式，由于電流電壓表法受到電源波形、電壓平衡率、儀表精度及人為誤差等因素的影響較多，方法較笨拙。建議采用普通SM63變比測試儀的單相測量方式。具體測量步驟方法如下。

a.根據(jù)儀器特點(diǎn)，把三相變壓器的變壓比測量變?yōu)閱蜗嘧儔浩髯儽葴y量，首先根據(jù)變壓器接線方式及組別，確定變壓器的高低壓測試相別。

b.由圖1可以看出：一次A相繞組（由AA1、A1O兩段組成）交聯(lián)的鐵芯有A、C 2根鐵芯柱，正好與二次繞組a、c兩相對應(yīng)，構(gòu)成一個(gè)單相變壓器，如圖2所示。因此，可以按照單相變壓器的測試方法，進(jìn)行變壓比測試。若先確定變壓器的一次繞組測試相為A相，并依據(jù)該測試相對應(yīng)的變壓器二次繞組有a、c兩相，即可以在OA相施加電壓，二次ac相為測量電壓［7］。為了避免非被試相的干擾，可把b相繞組bo短路［8］。同理，其它相測量順序如表1所示。

c.計(jì)算出單相額定電壓比［6，9］。以A相為例，其額定變比計(jì)算公式為

圖2 測量OA／ac變壓比接線

表1 Z型變壓器變比測量順序及方法

式中：U線為一次額定線電壓；u線為二次額定線電壓。

d.依據(jù)式（1），可精確地計(jì)算出變壓器一次繞組測試相與對應(yīng)的變壓器二次繞組的變比值，再依據(jù)表1的測量方法，某Z型變壓器變比測試誤差如表2所示。

3.2 采用新型感應(yīng)式智能型變比電橋

新型感應(yīng)式智能型變比電橋可直接測量Z型變壓器的變壓比。為避免測量錯誤，采用新型感應(yīng)式智能型變比電橋再次測量該變壓比數(shù)據(jù)，將被測變壓器高壓、低壓試驗(yàn)線正確對應(yīng)接入，并輸入變壓器各個(gè)參數(shù)指標(biāo)，儀器自動顯示變比誤差值，結(jié)果如表3所示。結(jié)果與表2測試結(jié)果的規(guī)律一致。

4 B相變壓比數(shù)據(jù)異常原因分析

從表3數(shù)據(jù)可以看出，測試數(shù)據(jù)A、C兩相與出廠數(shù)據(jù)吻合，符合標(biāo)準(zhǔn)。而B相與出廠報(bào)告中的測試數(shù)據(jù)相差在－1.2%以上，其原因與Z型變壓器的結(jié)構(gòu)和作用有一定關(guān)系。對三角形接線的配電系統(tǒng)，要形成系統(tǒng)的中性點(diǎn)，須接入接地變壓器。一般系統(tǒng)不平衡電壓較大時(shí)，Z型變壓器的三相繞組做成平衡式，可滿足測量需要。當(dāng)系統(tǒng)不平衡電壓較小時(shí)（如全電纜網(wǎng)絡(luò)），Z型變壓器的中性點(diǎn)要形成幾十伏不平衡電壓以滿足測量需要。有的廠家采取將接地變繞組不平衡方式運(yùn)行，即接地變?nèi)嗬@組不運(yùn)行在同一分接位置上，以滿足自動調(diào)諧消弧線圈裝置信號電壓的需要［10］；而有的廠家會把B相繞組變比減少1%，以滿足中性點(diǎn)不平衡電壓測量的需要。但在變比測試報(bào)告中，廠家按出廠條件計(jì)算變比誤差，不會超標(biāo)。本次試驗(yàn)與廠家進(jìn)行了聯(lián)系，如果沒有特殊標(biāo)注，一般都是平衡式，所測數(shù)據(jù)各相間沒有較大差別。

表2 Z型變壓器（額定電壓：10.5／0.4 kV）變比實(shí)測報(bào)告

表3 Z型變壓器變壓比誤差測試數(shù)據(jù)%

5 結(jié)論

a.在沒有先進(jìn)儀器的情況下，可采用電壓、電流表法進(jìn)行變比測試。此方法受各種因素的影響較大，判斷困難。

b.采用普通的變比測量儀，通過轉(zhuǎn)變變壓器變比的測量方式，可準(zhǔn)確測量Z型變壓器的變壓比，但要注意測量變比與額定變比的關(guān)系。此技術(shù)可靠，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用［7］。

c.新型感應(yīng)式智能型變比測試儀可直接測量Z型變壓器的變比誤差，方便實(shí)用。

d.變壓器廠家出廠報(bào)告中的變比誤差數(shù)據(jù)絕對值一般不會大于標(biāo)準(zhǔn)（±0.5%），對于有些不平衡型變壓器在結(jié)構(gòu)上需要變壓器B相變壓比減少1%的情況，要慎重對待，考慮周到，須與生產(chǎn)廠家聯(lián)系，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)正確、可靠。

［1］ 電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)規(guī)程：GB50150—2006［S］.

［2］ 趙文中.高電壓技術(shù)（第二版）［M］.北京：水利電力出版社，1985.

［3］ 保定天威保變電氣股份有限公司編著.變壓器試驗(yàn)技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

［4］ 趙意合，王學(xué)錦，蔡建輝，等.曲折型變壓器變比的測試［J］.變壓器，2009，46（7）：46－47.

［5］ 吳尊東，盧德銀.曲折型干式變壓器變壓比及接線組別的檢測［J］.高電壓技術(shù)，2005，31（3）：88－89.

［6］ 韓 挺，胡德飛.Znyn曲折接線接地變壓器的原理及試驗(yàn)方法［J］.水利電力機(jī)械，2004，26（6）：38.

［7］ 袁均翔，夏強(qiáng)峰，屠曄煒，等.試驗(yàn)接線方式對Z型接地變壓器變比測試的影響研究［J］.浙江電力，2014，36（4）：64－66.

［8］ 蔡建輝，王學(xué)錦，趙意合，等.測試Z型變壓器變比的方法［J］.農(nóng)村電氣化，2010，32（1）：51－52.

［9］ 李 勇.Z型變壓器的特點(diǎn)及其試驗(yàn)方法［J］.寧夏電力，2009，39（2）：17.

［10］ 曹小虎，曹小龍，王百順，等.接地變壓器原理及試驗(yàn)方法［J］.電工技術(shù)，2012，33（3）：19－20.

The Variable?voltage Ratio Test of Winding Transformer

LI Li?jun，CHEN Feng?hang，PAN Gui?qi，LIU Peng
（State Grid Dandong Power Electric Supply Company，Dandong，Liaoning 118000，China）

Combining with the structure and characteristics of zigzag type transformer，the abnormal phenomena appeared in ratio tes?ting are analyzed and summarized comprehensively.The solutions and judge ment methods are put forward according to the actual situa?tion.This test provides the accurate testing data and the correct conclusion.

Winding transformer；Ratio test；Abnormal phenomenon；Analysis and treatment

TM41

A

1004－7913（2016）01－0016－03

李麗君（1970—），女，高級工程師，從事高電壓試驗(yàn)工作。

2015－09－25）