變壓器低電壓短路阻抗測試方法分析

徐敏

摘 要：作為重要的電力設備，變壓器運行狀況直接影響著電力系統發電效益，對用電安全具有至關重要的作用。當前變壓器運行過程中非常容易受到短路電動力的影響，在上述環境中形成繞組變形，嚴重損害了變壓器性能。為了防止上述繞組形變，文章從當前火電設計中的變壓器負荷狀況出發，對低電壓短路阻抗的測試方法進行研究，依照上述內容形成了對應變壓器繞組形變測試分析體系，對變壓器低電壓短路阻抗測試方法進行了深入挖掘，望為今后電力系統變壓器設置提供一些參考。

關鍵詞：變壓器 繞組形變 短路阻抗 測試分析

中圖分類號：TM761 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（b）-0065-01

現代火電設計中廠用電系統越來越龐大，變壓器在火電廠扮演了不可或缺的角色。短路阻抗值作為變壓器并列運行的三個必要條件之一，能夠在并列運行的變壓器間起平衡負荷的作用。針對這種現狀出臺的繞組變形試驗規定充分滿足了建設和運行的需要，以前的標準一般要求在變壓器出現短路故障后再進行繞組變形測試，但是隨著電力行業近年來運行事故的實際情況，為考核變壓器的抗短路能力在2006版交接試驗標準中就明確了現場實現各項指標。

1 低電壓短路阻抗測試主要方法

工程中主要采用阻抗電壓百分數來對變壓器繞組變形程度進行判斷。而現場短路阻抗百分數測定又做為變壓器的原是指紋數據進行保存，以用于變壓器故障或預防性試驗數據進行對比。

1.1 短路阻抗測試電源容量的選擇

對變壓器高壓側有電流互感器時，試驗前電流互感器二次側必須短接?，F場一般將變壓器低壓側可靠短接，在高壓側加電流至額定值，測量其阻抗電壓。短路試驗電源容量可按照下式選擇：

S≥Se·uk/100·（Ik/Ie）2

1.2 降低電流的短路阻抗測試

由于測試短路阻抗所需容量較大（可能占試品容量的5～20%），隨著試驗電流的降低，所需容量成平方關系下降。故在現場試驗多采用降低電流的試驗方法進行測試。試驗電流下的阻抗電壓可按照下式換算成額定電流下的阻抗電壓：

Uk=Uk ·Ie/I

I為試驗電流

Uk為在I試驗電流下測得的阻抗電壓

1.3 單相電源的短路阻抗測試

其試驗方法就是將低壓側三相用線進行可靠短接，在高壓側加單相電源進行三次測試，并逐相進行比較以判斷故障相。高壓側為Y型連接的變壓器可按照下式換算成三相短路阻抗電壓：

uk=（√3（UKab+UKbc+UKac）/6Ue）×100

高壓側為△連接的變壓器可按照下式換算成三相短路阻抗電壓：

uk=（（UKab+UKbc+ UKac）/3Ue） ×100

1.4 專用短路阻抗測試儀進行試驗

四川某600MW機組工程中采用保定精益公司生產的BDZC-3218D型低電壓短路阻抗測試儀對部分廠用變壓器進行試驗。試驗測試數據如下：

UAB=32.8 UBC=33 UAC=32.8

IAB=8.144 IBC=8.23 IAC=8.036

儀器測試結果為阻抗uk=8.14%，額定銘牌阻抗電壓百分數為8.19%誤差為-0.61%。能夠滿足現場測試的需求。測試結果與廠家出廠值相比有一定離散性，但一般不超過3%。

1.5 短路阻抗測試連接標準

短路阻抗在測試連接的過程中要通過伏安測試內容完成，通過伏安法短路單相或三相變壓器，對變壓器運行狀況進行單獨分析，從而計算出變壓器短路阻抗值。測試過程中相關人員可以將變壓器一側短路連接，通過其他端電壓的加入，給予變壓器電壓。電壓加入后對變壓器繞組中的電流、變壓器阻抗上的電壓進行測量和記錄，由兩者基波分量的比值計算出短路阻抗值。在實際操作的過程中人員要嚴格依照變壓器運行安全標準，盡量在低壓繞組側進行短路處理。

2 消除現場干擾對測試結果的影響

采用低電壓短路阻抗法測試大容量變壓器時。由于測試回路的功率因數很低，有時低到0.02左右，加之現場強磁場、強電場干擾，試驗電流波形嚴重畸變，因此在測試時應注意消除以下幾個問題的干擾。

2.1 諧波對現場測試狀況的干擾

諧波是導致系統中出現干擾的重要因素。在現場處理的過程中人員要控制要對諧波的濾波處理，要盡量選取濾波性能較高的短路阻抗測試儀，從而保證諧波控制的有效性和合理性。與此同時，在處理的過程中人員還要對軟硬件諧波控制進行結合，要通過軟硬件參數的設置達到諧波抑制，提升測試效益。

2.2 電源電壓對現場測試狀況的干擾

電源電壓可以造成現場工作的過程中系統出現不穩定性，導致短路測試誤差的可能性加大。因此在實際測量的過程中人員要控制好電源電壓穩定性，要盡量選取較穩定的電壓源。相關人員測量過程中可以通過平均法多次測量數據，對其進行處理，最大限度降低數據誤差。除此之外，人員還要盡量減少測試時間，盡量在測量周期內完成信號的采集與分析。

2.3 50 Hz同頻對現場測試狀況的干擾

50 Hz同頻在控制的過程中需要從硬件著手，要能夠通過測試儀器的調整消除50 Hz同頻，從而提升測試的準確性。該過程中人員要通過測試儀器極性轉換法或測試儀電壓提升法最大限度抑制220 V交流電源耦合產生的干擾。

3 變壓器繞組變形測試結果分析判斷

國標GB1094.5-85《電力變壓器》中明確指出在對變壓器繞組形變進行分析的過程中要依照電流沖擊狀況完成指標分析，其具體分析依據為：“圓形同芯式變壓器的電抗法在短路電流沖擊前后的變化不大于2%”，作為判斷變壓器是否需要進行芯體檢查的依據。

4 結語

總之，短路阻抗值的變化直接與變壓器繞組的結構具有非常密切的關聯，在測試的過程中可以通過短路阻抗法完成對變壓器的測試，依照測試結果實施對應控制，從而保證變壓器順利工作。在具體測試工作進行的過程中人員要能夠控制好測試精度，對可能出現的干擾因素進行排除，要能夠準確采集數據和處理數據，對儀器進行合理分析，從本質上提升變壓器繞組的變形測試，為后續工作打下堅實的基礎。

參考文獻

[1] 四川電力試驗研究院編.高壓電氣設備試驗方法[M].2版.中國電力出版社，2004.

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[3] 國家標準GB1094.5-85《電力變壓器》[S].

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