試驗變壓器耐壓試驗并聯(lián)補償應用探討

杭州咸亨國際計量中心有限公司 祝玉紅

1　引言

在電力變壓器的交接試驗中，標準要求對變壓器進行交流耐壓試驗，現(xiàn)場試驗人員常會遇到使用便攜式試驗變壓器的輸出電流不夠，而采用大容量的試驗變壓器又有設備笨重、攜帶不便等問題；采用成套的變頻串聯(lián)諧振裝置，由于相關(guān)標準對變壓器外施耐壓試驗電壓的頻率要求較高，（應不低于80%額定頻率，最好在45～55Hz之間），變頻裝置的諧振頻率不容易滿足標準要求。因此，便攜式試驗變壓器對大容量變壓器進行交流耐壓試驗，用高壓電抗器作并聯(lián)補償?shù)膽锰接懞苡斜匾?/p>

2　原理

試驗變壓器配電抗器作并聯(lián)補償進行外施交流耐壓試驗的原理接線如圖1。

圖1　試驗變壓器配電抗器作交流耐壓試驗接線圖

TY—調(diào)壓器：T—試驗變壓器：R—限流電阻：r—球隙保護電阻：G—球間隙：

L—補償電抗器：CX—被試品電容： C1、C2—電容分壓器高、低壓臂：PV—電壓表

用高壓電抗器并聯(lián)補償作外施交流耐壓試驗的電路圖和相量圖如圖2。

圖2　用高壓電抗器補償作外施交流耐壓試驗的電路圖和相量圖

CX—被試品電容：L—補償電抗器： R—限流電阻：

U—電源電壓：IC—試品電容電流：IL—電抗器電感電流：I—補償后的總電流

3　應用

現(xiàn)場對電力變壓器的外施交流耐壓試驗，為攜帶方便常用的試驗變多為10kV/100kV，其高壓側(cè)電壓為100kV，容量為10kVA，高壓繞組額定電流0.1A。

該類規(guī)格的試驗變壓器及控制系統(tǒng)設備輕巧搬運方便，對35kV及以下的小電容量變壓器試驗非常實用，但對容量較大的35kV變壓器或110kV等級變壓器的耐壓試驗，雖然電壓能滿足要求，而電流往往不能滿足需要。

在高壓側(cè)用高壓電抗器對容性電流作補償，就能做到既方便又實用，可以方便地解決這一難題。

以下是常見電力變壓器在交流耐壓試驗時的電容量參考值及相關(guān)標準對變壓器交流耐壓試驗的試驗電壓值。

常見電力變壓器的電容量參考值如表1。

常見變壓器交流耐壓的試驗電壓值見表2。

注：試驗電壓值依據(jù)GB 50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》附錄D。

采用補償電抗器的技術(shù)參數(shù)為：7.6kVAr，38kV，0.2A，電感量為605 H。數(shù)量2臺，試驗電壓高于38kV時采用2臺電抗器串聯(lián)組合。

以表1電力變壓器交流耐壓時的參考電容量和表2的試驗電壓值為依據(jù)，電抗器的組合方式及對應的試驗電壓、電感量、補償電流見表3。

說明：表中允許試品最大電容量含分壓器電容。

以下用1套便攜式10kV/100kV試驗變壓器，對表1中序號1的110kV變壓器做交流耐壓為例，對高壓電抗器并聯(lián)補償前后的電流變化進行驗證。

例：表1中 序 號1的110kV的 變壓器做外施交流耐壓試驗，該變壓器容量為50000kVA，三側(cè)額定電壓為110kV/35kV/10kV，三側(cè)電容量分別為11000pF /12000pF /15000pF， 按交接試驗標準，試驗電壓分別為76kV/68kV/28kV，采用便攜式10kV/100kV試驗變壓器，配100kV（電容量1000pF）分壓器作高壓測量，試驗變壓器的額定電流0.1A，現(xiàn)對高壓電抗器補償前后的電流作如下計算分析：

表1　常見電力變壓器的電容量參考值 （pF）

表2　常見變壓器交接試驗的交流耐壓試驗電壓值

表3　電抗器的組合和對應的試驗電壓值、補償電流值和允許試品最大電容量

高壓電抗器補償前在試驗電壓下試品（含分壓器電容）的電容電流：

從以上計算結(jié)果可看出：耐壓時三側(cè)繞組的電容電流均超出試驗變壓器的額定電流0.1A，試驗無法進行。

試驗電壓下高壓電抗器補償?shù)碾姼须娏鳎?/p>

110kV側(cè)：電抗器76kV（2只串聯(lián)）：IL= U/ωL=76000/(2×3.14×50×1210)=0.200(A)

35kV側(cè)：電抗器68kV（2只串聯(lián)）：IL= U/ωL=68000/(2×3.14×50×1210)=0.179(A)

10kV側(cè)：電抗器28kV：IL= U/ωL=28000/(2×3.14×50×605)=0.147(A)

高壓電抗器補償后，試驗變壓器高壓側(cè)應輸出的電流為：

110kV側(cè)：I=IC-IL=0.286-0.200=0.086(A)

35kV側(cè)：I=IC-IL=0.278-0.179=0.099(A)

10kV側(cè)： I=IC-IL=0.141-0.147=-0.006(A)

經(jīng)高壓電抗器補償后，三側(cè)繞組試驗時的電流均小于試驗變壓器的額定電流0.1A，試驗能正常進行。

同理，可用上述方法對表1所列的常見變壓器交流耐壓試驗時，電抗器并聯(lián)補償前后的電流計算分析，結(jié)果見表4：

從表4中可以看出：對表1所列的常見變壓器交流耐壓試驗時，補償前電流除序號9、序號10較小容量的變壓器外，全都超出試驗變壓器0.1A的額定電流，但經(jīng)電抗器并聯(lián)補償后，所需電流值都降到了0.1A以下，都用能便攜式10kV/100kV小容量試驗變壓器完成上述常見變壓器的交流耐壓試驗。

4　結(jié)語

采用便攜式10kV/100kV小容量試驗變壓器，配高壓電抗器作并聯(lián)補償，設備輕巧，攜帶方便，能完成表1提供的常見電力變壓器的交流耐壓試驗若220kV及以下變壓器，試驗電壓和對應的允許試品最大電容量符合表3要求，都能用該套試驗裝置完成交流耐壓試驗。

表4　 對表1常見變壓器耐壓試驗時并聯(lián)補償前后的電流值 （A） 注：計算補償前電流值應加上分壓器的1000pF電容量。

參考文獻：

［1］電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準GB50150-2016中國計劃出版社2016年4月

［2］現(xiàn)場絕緣試驗實施導則 交流耐壓試驗DL/T 474.4-2006 中國電力出版社 2006年5月