關(guān)于電氣試驗(yàn)中電力變壓器繞組錯(cuò)誤接線的探討

許文強(qiáng) 吳昊

摘要：電力行業(yè)的不斷發(fā)展，使我國(guó)電力行業(yè)開始重點(diǎn)研究作為供電線路中的核心部件的變壓器，電力變壓器的核心部件繞組更是研究的重中之重。在供電線路中，變壓器的主要作用是傳遞交流電能，它是利用一二次繞組數(shù)的不同和電磁感應(yīng)作用來不斷改變交流電能的電壓和電流數(shù)值，但實(shí)際上它的頻率沒有發(fā)生變化。文中主要對(duì)電氣試驗(yàn)和電力變壓器錯(cuò)誤接線的原理進(jìn)行概況分析，探討了電氣實(shí)驗(yàn)中電力變壓器錯(cuò)誤接線的分析方法。

關(guān)鍵詞：電氣試驗(yàn);電力變壓器;繞組錯(cuò)誤接線;分析方法

引言

電氣試驗(yàn)隨著現(xiàn)代社會(huì)電力設(shè)備和系統(tǒng)不斷發(fā)展，各類新式理論和材料、設(shè)備不斷涌現(xiàn)，也在不斷進(jìn)行。各類電氣試驗(yàn)中，所用電源的大部分來自電力網(wǎng)絡(luò)交流電，為保證試驗(yàn)安全、增加可控性，人員往往要應(yīng)用電力變壓器作為控制設(shè)備，電力變壓器的金屬繞組是其核心構(gòu)件，也是變壓器能夠進(jìn)行變壓作業(yè)的關(guān)鍵。一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤接線的情況，可能導(dǎo)致試驗(yàn)失敗，甚至釀成危險(xiǎn)，因此分析其錯(cuò)誤接線的情況和檢測(cè)方法有利于完善后續(xù)工作。

1電氣試驗(yàn)的概況

一般情況下電氣試驗(yàn)可以分為破壞性試驗(yàn)和非破壞性試驗(yàn)兩大類。破壞性試驗(yàn)一般指的是對(duì)電氣設(shè)備的性能和質(zhì)量會(huì)造成一定損壞的電氣試驗(yàn)，比較常見的有直流耐壓試驗(yàn)和交流耐壓試驗(yàn)等。與非破壞性試驗(yàn)相比，這種試驗(yàn)對(duì)工作人員有更高的要求，在具體試驗(yàn)時(shí)必須要用高電壓進(jìn)行，這在某種程度上也增加了試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)性和危害性，因此在進(jìn)行這種破壞性試驗(yàn)時(shí)工作人員一定要做好安全防護(hù)工作，嚴(yán)格保護(hù)好試驗(yàn)人員的人身和財(cái)產(chǎn)安全。而非破壞性試驗(yàn)通常都是在低電壓的條件下進(jìn)行，對(duì)電氣設(shè)備的性能等情況不會(huì)產(chǎn)生較大危害，而且試驗(yàn)的危險(xiǎn)性也較低，難以對(duì)試驗(yàn)人員的人身財(cái)產(chǎn)產(chǎn)生較大危害，這種試驗(yàn)比較常見的有泄露電流試驗(yàn)和開關(guān)的動(dòng)作特性試驗(yàn)等。

2電氣試驗(yàn)中電力變壓器繞組錯(cuò)誤接線的危害

電力變壓器的作用是在電氣試驗(yàn)中增加試驗(yàn)的安全性和可控性，如果其繞組出現(xiàn)問題，可能導(dǎo)致試驗(yàn)精確性下降、試驗(yàn)失敗甚至安全問題。具體而言，繞組接線錯(cuò)誤的情況包括多種，比如變壓器受到較大外力的擠壓，繞組的形狀發(fā)生變化，造成扭曲，電阻的情況與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)不符，其在試驗(yàn)中必然帶來不利影響，以電氣設(shè)備耗電量為例，假如變壓器繞組接線出現(xiàn)問題，而人員沒有察覺，試驗(yàn)中耗電量為10度，而在實(shí)際使用中，耗電量達(dá)到14度的水平，那么試驗(yàn)就失去了意義。此外，接線錯(cuò)誤可能導(dǎo)致變壓器電阻驟增，引起局部發(fā)熱，甚至燒毀變壓器，這都要求人員注意繞組接線問題。

3電氣試驗(yàn)的錯(cuò)誤接線方式

非被試組也不短接。我們可以知道電容分布對(duì)電氣試驗(yàn)的影響。這時(shí)，電流將同時(shí)穿過被試?yán)@組和非被試?yán)@組，并且整個(gè)來看，在被試?yán)@組上的各個(gè)部分通過的電流并不對(duì)等，越偏離A端，電流的強(qiáng)度就越小，電流強(qiáng)度的不一樣，會(huì)在線匝間形成不一樣的電位差，并且因?yàn)榻?jīng)過繞組中的電流屬于電容電，經(jīng)過研究得出：Uc>U，這表明產(chǎn)生了電容升的現(xiàn)象，即在X端周圍的電壓明顯要比A端附近的電壓來得高，這個(gè)時(shí)候，非被試組的狀態(tài)處于開路狀態(tài)，被試?yán)@組存在很大的電抗。電容升不容忽視，這種情況一旦出現(xiàn)就需要被重視，因?yàn)樗诤艽蟪潭壬洗嬖趽p壞X端絕緣的可能，這種方式是不規(guī)范的接線方式，是被禁止的，在試驗(yàn)中，這種情況需要注意，并且加以避免。在變壓器處于穩(wěn)定的工作狀況時(shí)，外加電壓要先于變壓器中鐵芯磁通大約九十度，若在其空載狀況下合閘，那么電路就會(huì)在電壓瞬時(shí)值為零時(shí)接通，那么鐵芯中的磁通就應(yīng)該是-фm。但是，不會(huì)出現(xiàn)鐵芯中磁通的突變狀況，所以就會(huì)有另外一個(gè)值為+фm的非周期分量的磁通產(chǎn)生。

4電氣試驗(yàn)中電力變壓器繞組錯(cuò)誤接線的檢測(cè)方法

電氣試驗(yàn)中，一旦出現(xiàn)變壓器繞組錯(cuò)誤接線的情況，電感、電容等參數(shù)會(huì)受到影響，試驗(yàn)的精確性也就無從談起。最初發(fā)現(xiàn)變壓器繞組錯(cuò)誤接線問題、并分析解決方式的西方科學(xué)家提出并應(yīng)用了測(cè)量變比或者電阻的方法，取得了一定效果，但這些方法的過于繁瑣，隨著現(xiàn)代電氣試驗(yàn)內(nèi)容的不斷變化，已經(jīng)不再適用，吊罩檢查方法在此時(shí)被提出，該方式的精確性較高，但需要較大的投入，也可能帶來一些不利影響，如設(shè)備損壞等。本節(jié)選取一些可以快速診斷、投入較小的方式進(jìn)行介紹，包括單相電源法、三相四線法、低壓電抗法等。

4.1低壓電抗法

利用低壓電抗法也可以檢測(cè)出變壓器是否存在繞組錯(cuò)誤接線情況。在利用低壓電抗法檢測(cè)完畢后，可以將測(cè)量出的短路阻抗與變壓器銘牌上同繞組的短路阻抗標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，分析對(duì)比結(jié)果可以判斷出變壓器繞組是否存在錯(cuò)誤接線的情況。

（1）橫比是將同一參數(shù)的三個(gè)單相值的互差情況進(jìn)行比較，容量為100 MVA或者以下的，并且電壓為220kV以下的電力變壓器繞組三個(gè)單相參數(shù)的最大相對(duì)互差小于2.5%的，以及容量為100MVA及以上的，電壓為220kV及以上的電力變壓器繞組三個(gè)單相參數(shù)的最大相對(duì)互差小于2.0%的都可以判斷出變壓器繞組是否存在錯(cuò)誤接線情況。

（2）縱比是將同一參數(shù)值以及原始數(shù)據(jù)與前一次測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行互相比較，分析其差值。容量為100MVA或者以下的，并且電壓為220kV以下的電力變壓器繞組參數(shù)的相對(duì)變化保持在2.0%左右的，以及容量為100MVA及以上的，電壓為220kV及以上的電力變壓器繞組參數(shù)的相對(duì)變化在1.6%左右的都可以判斷出變壓器繞組是否存在錯(cuò)誤接線的情況。

4.2單相電源法

變壓器單相電源法的單相電源接入法一般有兩種，其均可以用于檢測(cè)繞組是否存在錯(cuò)誤接線。第一種方法為：以短接的方式連接側(cè)繞組的端子，之后對(duì)本側(cè)繞組的B-C，C-A，A-B端子進(jìn)行短接，完成后，將對(duì)應(yīng)的單相電源電壓在A-B，B-C，C-A端子處分別實(shí)現(xiàn)連接，建立一個(gè)封閉的電路系統(tǒng)，由電源提供電能，測(cè)量個(gè)個(gè)繞組的參數(shù)，根據(jù)參數(shù)的變化判斷繞組接線是否正確;第二種方法為：對(duì)側(cè)繞組對(duì)應(yīng)的a-O，b-O，c-O進(jìn)行短接，之后將單相電源電壓施加在B-C，C-A，A-B端子處，對(duì)繞組的復(fù)合參數(shù)進(jìn)行分別測(cè)量，通過判斷參數(shù)的情況了解繞組接線是否正確。

4.3三相四線法

三相四線法是將對(duì)側(cè)繞組的所有端子進(jìn)行短接，然后再逐一接入三相電源，但需要注意的是進(jìn)行短接的端子必須是非被測(cè)的繞組開路之后才能進(jìn)行。

結(jié)語

電力變壓器繞組的接線是電氣試驗(yàn)的重要一環(huán)，這個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)使得整個(gè)電氣試驗(yàn)出現(xiàn)致命的錯(cuò)誤，從而使得試驗(yàn)失敗。錯(cuò)誤的接線方式會(huì)使得試驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，影響到整個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果。目前來看，變壓器繞組錯(cuò)誤接線會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果失準(zhǔn)，甚至燒毀變壓器，盡管其錯(cuò)誤接線的情況各不相同，但可以通過相同的方式進(jìn)行檢測(cè)，除了吊罩檢查外，還可以利用低壓電抗法、單相電源法、三相四線法進(jìn)行檢查。因此，在進(jìn)行電氣試驗(yàn)的時(shí)候，要嚴(yán)格遵守規(guī)定，操作要規(guī)范，只有得出正確可靠的試驗(yàn)結(jié)果，才能為電力設(shè)備絕緣狀況的評(píng)價(jià)實(shí)踐提供理論依據(jù)。

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