電氣試驗中電力變壓器繞組錯誤接線探討

王鵬　古燁

摘 要：在進行電氣試驗過程中，電力變壓器的繞組接線是非常關(guān)鍵的部分，如果繞組接線發(fā)生錯誤，就會引發(fā)電流相間短路，造成電氣試驗的失敗，嚴重情況下會造成整個電力變壓器繞組的損毀。該文主要簡要分析了電氣試驗和電力變壓器錯誤接線的原理，在此基礎(chǔ)上探討了電氣試驗中電力變壓器繞組錯誤接線的分析方法，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)專業(yè)人士有所幫助。

關(guān)鍵詞：電氣試驗;電力變壓器;錯誤接線

中圖分類號：TM41 ? 文獻標志碼：A

0 引言

近些年我國電力行業(yè)有了快速發(fā)展，各種全新理論、材料以及設備的出現(xiàn)決定了需要通過電氣試驗來驗證其可行性。在電氣試驗中，需要通過電力變壓器來獲得所需要的電壓和電流，所以電力變壓器是最為關(guān)鍵的部分之一。在進行電氣試驗時，一旦電力變壓器繞組發(fā)生了接線錯誤就會直接影響到試驗結(jié)果，嚴重情況下會帶來危險，所以對錯誤接線分析并提出完善的檢測方法，對于電氣試驗的順利進行是非常必要的[1]。

1 電氣試驗及電力變壓器繞組錯誤接線的基本概述

1.1 電氣試驗

一般情況下按照完整程度可以將電氣試驗分為“破壞性試驗”以及“非破壞性試驗”，非破壞性試驗就是指在較低電壓情況下所進行的試驗，并不會對電氣設備性能產(chǎn)生較為嚴重的影響，同時試驗的危險程度也較低，不會對人員造成傷害，例如“泄露電流試驗”以及“開關(guān)動作特性試驗”等都屬于此種試驗;破壞性試驗就是指會對電氣設備性能、質(zhì)量造成損壞的試驗，包括“交流耐壓試驗”、“直流耐壓試驗”等。這些試驗需要通過較高電壓進行，這也在一定程度上增加了試驗的風險性，因此做此種試驗時一定要做好必要的防護。

1.2 電氣試驗中電力變壓器繞組錯誤接線危害

在電氣試驗中，通過電力變壓器能夠提升試驗的可控性以及安全性，一旦繞組發(fā)生問題就會影響到試驗的準確性，嚴重情況下會造成試驗完全失敗。一般情況下，電力變壓器繞組錯誤接線情況較多，例如在進行電氣設備耗電量試驗過程中，如果變壓器繞組發(fā)生了錯誤接線，那么試驗中的耗電量和實際耗電量會發(fā)生偏差，試驗得不到準確結(jié)果。

1.3 電氣試驗中電力變壓器繞組錯誤接線的基本情況

該文主要以頻率響應法的電氣試驗為例分析錯誤接線情況，試驗的基本操作為：首先在變壓器繞組一側(cè)施加掃頻信號，然后會輸出相應頻率的正弦波電壓。利用數(shù)字化裝置能夠測出不同掃描頻率下對地電壓信號的Ui（n以及Uo（n）的值，并且對其進行記錄。因為這2組信號分別位于繞組兩側(cè)，對其進行相應處理后能夠得到變壓器的傳遞函數(shù)：

H（n）=20lg [Uo（n）/Ui（n）]

該試驗主要應用掃頻測量技術(shù)，在獲得相應結(jié)果后，還要對其進行比較和分析，明確不同繞組頻率響應情況、結(jié)構(gòu)特性以及實際性能等。如果某處繞組發(fā)生接線錯誤，就會對響應情況以及頻譜分析等造成影響。此試驗的錯誤接線方式如圖1所示，此種接線方式下得到的電感值以及諧振峰頻率都會出現(xiàn)較大的提升，直接影響到試驗的最終結(jié)果[2]。

2 電氣試驗中電力變壓器繞組錯誤接線的檢測方法

2.1 單相電源法

變壓器單相電源接入法一般包括2種類型。

2.1.1 Y接變壓器單相電源法

此種方法就是將對側(cè)繞組全部端子實施短接，然后將單相電源電壓分別施加到不同端子上（A—B、B—C、C—A），最終對每兩相繞組復合參數(shù)進行測定。通過此種方式進行檢測時一定要注意：一定要確保非被測繞組開路之后才可以進行端子的短接。

2.1.2 D接變壓器單相電源法

此種單相電源法主要包括2種方式。

一種方式為：首先，將對側(cè)繞組全部端子實施短接，然后分別對于本側(cè)繞組的B—C、C—A、A—B端子實施短接。其次，將相應的單相電源施加在A—B、B—C、C—A端子處，并且分別測定不同兩相繞組復合參數(shù)。

另一種方式為：首先，分別對一側(cè)繞組實施a—O、b—O、c—O的短接，之后將相應的單相電源施加在A—B、B—C、C—A端子處，并且分別測定不同兩相繞組復合參數(shù)。

2.2 YN接變壓器三相法或者單相法

2.2.1 三相四線法

三相四線法就是將所有側(cè)繞組端子進行短接，在此基礎(chǔ)上對三相電源進行連接，能夠?qū)θ坷@組符合參數(shù)實施測量。此種檢測方法具有比較高的工作效率，YN接變壓器三相法的實施接線方式如圖2所示。

采用此種方法進行檢測一定要注意的是：要確保非被測繞組處于開路狀態(tài)后才可以實施端子的短接。

2.2.2 單相電源法

此種方法就是先將對側(cè)繞組全部端子實施短接，然后將相應的單相電源施加在A—O、B—O、C—O端子處，并且分別測定不同兩相繞組復合參數(shù)。采用此種方法進行檢測時一定要注意的是：一定要確保非被測繞組處在開路狀態(tài)后才可以實施端子的短接。

2.3 低壓電抗法

通過此種方法進行電力變壓器繞組錯誤接線檢測的基本原理在于：將測量所得短路阻抗和變壓器標準額定短路阻抗實施對比分析，以此來判定電力變壓器繞組是否存在錯誤接線的問題，一般情況下可以分為橫比以及縱比2種方式。1）所謂的橫比就是指對于同個參數(shù)3個單相值互差實施比對，正常情況下在電壓值<220kV時對于容量≤100MVA的變壓器進行測量，3個單相參數(shù)差要≤2.5%;在電壓值≥220kV時對容量>100MVA的變壓器進行測量，3個單相參數(shù)差要≤2%。如果是數(shù)值發(fā)生比較大的變化，就表明發(fā)生了變壓器繞組的錯誤接線情況。2） 所謂的縱比就是對同個參數(shù)下所測數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)實施比對，以兩者之間的差值情況就能夠判定電力變壓器繞組是否存在著錯誤接線的情況。例如在電壓值<220kV時對于容量≤100MVA的變壓器進行測量，所得測量值和原始值的差≤2%的情況下屬于正常狀態(tài)，如果是在2%以上則表明存在電力變壓器繞組的錯誤接線;在電壓值≥220kV時對容量>100MVA的變壓器進行測量，所得測量值和原始值的差≤1.6%的情況下屬于正常狀態(tài)，如果是在1.6%以上則表明存在電力變壓器繞組的錯誤接線[3]。

3 檢測方法的驗證分析

為了明確以上檢測方法的實用性，該文選擇2018年5月生產(chǎn)的某220 kV高壓變電站的主變壓器（電壓標準值設定為220±8×1.25%/117/10.5kV）進行分析研究。

3.1 具體驗證方式

該驗證由專業(yè)技術(shù)人員進行，分別采用上述3種檢測方法（每種方法進行2次）進行檢測。因為所測變壓器連接著較高母線電壓，為了防止驗證過程中出現(xiàn)人員傷亡的情況，在驗證過程中增設了相應的防護設備以及輔助變壓器，以便發(fā)生安全事故時可以有效降低主變壓器電壓，能夠防止人員以及主變的損壞。但是通過專業(yè)的操作，驗證過程中并沒有發(fā)生意外事故，主變壓器始終處于完好狀態(tài)。

3.2 驗證結(jié)果分析

經(jīng)過上述電氣試驗中電力變壓器繞組錯誤接線檢測不同方法，對每一種的檢測方法進行試驗分析，采取適當?shù)尿炞C方式，總結(jié)出以下3點。1）通過單相電源法進行試驗時，得到的參數(shù)值存在比較大的波動，要遠超正常值。兩次驗證所得到的參數(shù)值變化幅值分別為：10.3%、9.2%，從此變化幅值就能夠判定該變壓器存在著繞組錯誤接線的情況。2）通過三相四線法進行試驗時，得到的參數(shù)值存在比較大的變化，兩次驗證所得到的參數(shù)值變化幅值分別為：13.2%、14.1%，從此變化幅值就能夠判定該變壓器存在著繞組錯誤接線的情況。3）通過低壓電抗法進行試驗時，橫比情況下所得到的3個單相值測量數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)差異分別為5.8%、4.9%，縱比情況下所得到的3個單相值測量數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)差異分別為5.8%、6.1%，從此差異值就能夠判定該變壓器存在著繞組錯誤接線的情況[4]。

4 結(jié)語

一旦電力變壓器繞組出現(xiàn)錯誤接線就會直接影響到電氣試驗結(jié)果，嚴重情況下會造成變壓器的損毀，所以需要加強其錯誤接線的檢測，保證電氣試驗的順利進行。該文主要闡述了幾種電氣試驗中電力變壓器繞組錯誤接線的檢測方法，并通過實驗驗證了這些方法的可行性，能夠?qū)ψ儔浩骼@組錯誤接線檢測提供一定的參考和幫助。

參考文獻

[1]段次祎，田甜，葉超凡.電力變壓器繞組錯誤接線的診斷與分析[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2019（1）：15-17.

[2]范新清，桑彥來，尹向奎.電氣試驗中電力變壓器繞組錯誤接線分析[J].黑龍江科學，2018（7）：18-19.

[3]甘露.關(guān)于電氣試驗中電力變壓器繞組錯誤接線的探討[J].低碳世界， 2017（10）：88-91.

[4]田甜，李偉力.電氣試驗中電力變壓器繞組錯誤接線分析[J].通信電源技術(shù)， 2017（3）：18-19.