變電站變壓器的短路測(cè)試分析

摘 要：變壓器是變電站的心臟，確保其安全、穩(wěn)定運(yùn)行，是提高變電站工作效率的重要基礎(chǔ)，也是最本質(zhì)的內(nèi)在要求。文章分析了變電站變壓器短路測(cè)試的基礎(chǔ)性工作，并在基礎(chǔ)之上，闡述了低電壓法測(cè)試變電站變壓器短路阻抗。

關(guān)鍵詞：變電站；變壓器；短路；測(cè)試；方法

前言

變壓器作為變電站的“心臟”，變壓器短路問(wèn)題的發(fā)生，直接影響變壓器的安全運(yùn)行，也會(huì)造成諸多的安全隱患。因此，強(qiáng)化變電站變壓器的短路測(cè)試，是一項(xiàng)十分重要的工作。文章立足于理論知識(shí)，結(jié)合實(shí)際案例，就變電站變壓器短路測(cè)試進(jìn)行了具體闡述。

1 變電站變壓器短路測(cè)試的基礎(chǔ)性工作

1.1 變壓器短路測(cè)試條件

在變壓器短路測(cè)試之前，應(yīng)確保各項(xiàng)測(cè)試條件的完備性。一般而言，變壓器短路測(cè)試應(yīng)具備以下幾點(diǎn)條件：（1）電流回路不能開(kāi)路，通常做法是在CT端子箱把二次繞組短接。（2）對(duì)于運(yùn)行變電站，應(yīng)注意不得使試驗(yàn)電流流進(jìn)運(yùn)行中的保護(hù)設(shè)備，導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)，所以在CT端子箱短接CT二次回路后，還要斷開(kāi)CT外部回路連接片，確保CT本體的二次接線與外部回路斷開(kāi)。（3）在進(jìn)行測(cè)試過(guò)程中，應(yīng)特別注意試驗(yàn)所用電源的質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 變壓器短路阻抗測(cè)試

1.2.1 變壓器短路阻抗測(cè)試的意義

對(duì)于變壓器而言，變壓器的阻抗電壓是變壓器的一個(gè)重要參數(shù)，是計(jì)算變壓器的短路電流和保護(hù)定值的重要依據(jù)；變壓器的阻抗電壓越大，則變壓器二次側(cè)發(fā)生短路時(shí)，流經(jīng)變壓器的短路電流越小，對(duì)變壓器的沖擊越輕，但是負(fù)荷變化時(shí)，引起變壓器負(fù)荷側(cè)電壓的變動(dòng)幅度也越大，電壓穩(wěn)定性差，而且運(yùn)行中同樣負(fù)荷下變壓器繞組消耗的無(wú)功功率也越大。通過(guò)對(duì)變壓器短路抗阻測(cè)試，能夠有效地檢測(cè)出受沖擊變壓器是否發(fā)生變形，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器缺陷，對(duì)變壓器檢修及安全維護(hù)，起到重要作用。

1.2.2 變壓器短路阻抗低電壓測(cè)試法

對(duì)雙繞組變壓器，其測(cè)量方法是將變壓器二次側(cè)短路，在一次側(cè)流過(guò)額定電流時(shí)所加的電壓，然后轉(zhuǎn)換成用額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。在短路抗阻測(cè)試法中，用單相電源法做三相變壓器短路阻抗測(cè)試最為常見(jiàn)。

測(cè)試時(shí)可以使用標(biāo)稱(chēng)為380V/220V，50Hz的交流電源，以單相法測(cè)試為例，測(cè)試前估算試驗(yàn)電流和視在功率：

（1）試驗(yàn)電流： ；

（2）視在功率：SS=UKs×IS。

IS為試驗(yàn)電流估算值；UKs為試驗(yàn)電壓值，通常單相用220V交流電；IN為變壓器被加壓繞組在額定分接位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的額定電流；UN為變壓器被加壓繞組在額定分接位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的額定電壓；ZKe為變壓器被加壓繞組在額定分接位置時(shí)，對(duì)應(yīng)的短路阻抗百分值；SS為額定視在功率估算值；試驗(yàn)電源額定容量應(yīng)滿(mǎn)足SH>2SS，額定電流應(yīng)滿(mǎn)足IH>2IS。

1.2.3 測(cè)試結(jié)果換算及分析

對(duì)于變壓器短路測(cè)試，測(cè)試結(jié)果應(yīng)進(jìn)行額定電流下的換算。為避免增大換算結(jié)果的誤差，測(cè)試工作所使用的測(cè)量工具有嚴(yán)格的要求：

（1）測(cè)量?jī)x表準(zhǔn)確級(jí)不應(yīng)大于0.2級(jí)；（2）應(yīng)同一瞬時(shí)讀取測(cè)試電壓電流值；（3）測(cè)試環(huán)境溫度-5℃～45℃，濕度10%～90%。

在實(shí)際測(cè)試的過(guò)程中，試驗(yàn)電流往往無(wú)法達(dá)到額定電流值，所以要在測(cè)試之后，將測(cè)試結(jié)果換算到額定電流。在進(jìn)行換算的過(guò)程中，換算公式為：

在上述式子中，I'S為實(shí)際測(cè)得電流值；ZKe'為換算后短路阻抗百分值。由于變壓繞組的直流電阻較小，測(cè)試阻抗時(shí)，相對(duì)于電抗分量，電阻分量可忽略不計(jì)，所以可以用上述公式直接進(jìn)行計(jì)算。

2 低電壓法測(cè)試變電站變壓器短路阻抗

為進(jìn)一步闡述變電站變壓器短路的測(cè)試分析。以深圳500kV現(xiàn)代電站為例，通過(guò)低電壓法測(cè)試變電站變壓器短路阻抗。其中，變壓器的部分參數(shù)主要見(jiàn)表1。

由表1該變壓器為三繞組自耦變壓器，從上表中可以看出，中壓側(cè)在額定分接位置短路時(shí)，高壓側(cè)對(duì)中壓側(cè)的短路阻抗為17.87%，額定電壓為525000/√3V，額定電流為1101.91A?，F(xiàn)就以該方式進(jìn)行短路阻抗測(cè)試，測(cè)試接線如圖1。

根據(jù)國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《DLT1093-2008變壓器繞組變形的電抗法檢測(cè)判斷導(dǎo)則》規(guī)定，容量100MVA以上或電壓220kV以上的電力變壓器繞組參數(shù)的相對(duì)變化不應(yīng)大于±1.6%，試驗(yàn)所得短路阻抗值與出廠值偏差僅為0.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于規(guī)定值，由此可見(jiàn)高壓側(cè)繞組未見(jiàn)明顯變形。

當(dāng)然，由表1可見(jiàn)，出廠試驗(yàn)還對(duì)其他分接位置以及高壓-低壓也進(jìn)行了短路阻抗測(cè)試，實(shí)際工作中也應(yīng)當(dāng)對(duì)進(jìn)行相應(yīng)測(cè)試，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，所測(cè)得數(shù)據(jù)也應(yīng)進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，即將A、B、C三相測(cè)得結(jié)果一一對(duì)應(yīng)進(jìn)行比對(duì)，確認(rèn)變壓器是否符合運(yùn)行要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

變電站變壓器短路測(cè)試是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)的工作，諸多基礎(chǔ)性工作的有效準(zhǔn)備，對(duì)于實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理的短路測(cè)試，起到至關(guān)重要的作用。在測(cè)試的過(guò)程中，一是要確保測(cè)試條件到位，為測(cè)試創(chuàng)造應(yīng)有的內(nèi)外環(huán)境；二是確保測(cè)試方法到位，通過(guò)低電壓法測(cè)試變壓器短路阻抗；三是測(cè)試中數(shù)據(jù)的換算、準(zhǔn)確分析判斷，對(duì)于提高測(cè)試的科學(xué)合理性。

參考文獻(xiàn)

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