淺談接線方式對配電變壓器繞組頻率響應影響

吳淑菊，崔洪生

雞西市郊區農電局

淺談接線方式對配電變壓器繞組頻率響應影響

吳淑菊，崔洪生

雞西市郊區農電局

本文通過對1臺三相變壓器的試驗，分析比較了不同接線方式對頻率響應曲線測量的影響。特別是對變壓器外殼是否接地、注入電壓的方向、非測試繞組的狀態等的影響進行了深入的研究。研究表明：接線方式的不同可能導致頻率響應曲線的巨大差異，某些情況下這些差異比繞組變形、變壓器故障導致的差異更大。因此，建議在進行變壓器繞組頻率響應曲線測量時應該保持各實驗條件的一致。

接線方式；配電變壓器；繞組；頻率響應曲線

引言

為了深入研究接線方式對變壓器頻率響應測試結果的影響，文中搭建變壓器頻率響應測試平臺，分別測試并分析了不同信號注入方式、接地方式等對頻率響應曲線的影響，利用相關系數對各種情況進行繞組形變診斷，能夠指導現場快速判斷測量結果的差異是否由不恰當的接線方式所引起，對現場的繞組形變頻率響應測試提出了相關建議，具有較大的工程應用價值。

1.頻率響應的接線方式

本文采用繞組形變測量儀器測量頻率響應曲線，在實際變壓器上進行不同的接線方式，對配電變壓器繞組頻率響應進行測量，方法一：采用單個繞組，繞組一端輸出，另一端輸入。方法二：采用一個繞組輸入，輸出端為與繞組編號對應的另一側繞組。通過兩組不同接線方式在不同頻率下電壓的傳遞系數進行測量。本次試驗研究表明，無論是采用方法一的接線方式還是采用方法二的接線方式，除了測量的繞組，其他繞組均可保持開路、短路狀態，且中性繞組依舊可以保持懸浮或接地狀態。雖然方法一與方法二兩種不同的接線方式的測量結果都大致相同，但不同接線方式的測量靈敏度是不同的，對所發生故障的反映時間與反映程度也大不相同。雖然國標中推薦了多種接線方式，但是在實際操作應用中，接線方式要盡量采用相同的，采用一致的接線方式對標準化比對的進行更加方便與有效。

典型的繞組測試曲線為FRA測試曲線，而FRA測試曲線的較1M赫茲以下較高頻部分曲線由單個繞組的內部之間連接形式決定的，中頻部分由所用各繞組之間的相互作用力決定的，低頻部分曲線主要由繞組的鐵芯阻值決定的，而1M赫茲以上部分由測量布局的連接導線所決定的。

2.不同接線方式下的頻率響應曲線

頻率響應法可以有效診斷出配電變壓器繞組變形的核心部分，用頻率響應法可以獲得準確的配電變壓器的頻率響應曲線，相關人員可以根據所獲得的頻率響應曲線進行相關曲線的比較。經大量現場經驗與大量實驗數據表明，不同的接線方式對頻率響應曲線影響不同，其中還存在著巨大的差異，且這種頻率響應曲線的差異比在繞組變形與配電變壓器發生故障的情況下所獲得的頻率響應曲線的差異更大。

采用單個繞組，繞組一端輸出，另一端輸入的接線方式，在一臺三相變壓器上進行試驗，分別得出低頻部分、中頻部分、較高頻部分以及1M赫茲以上頻率部分的頻率響應曲線，本次試驗要求為：配電變壓器金屬外殼要接地、非測試的繞組要保持開路的狀態。本次試驗結果為：在較高頻部分與中頻部分的頻率響應曲線中，電壓輸入端口繞組和電壓測量端口繞組與中間繞組差距并不大，但在低頻部分有明顯差異。本次試驗呈現這一結果的主要原因為三相電力變壓器的三相磁路不對稱，中間繞組與電壓輸入端口繞組和測量端口繞組存在差異，這也證明了低頻部分曲線主要由繞組的鐵芯阻值決定的這一觀念。在本次試驗的基礎上，將本次試驗得出的頻率響應曲線根據國家電力行業規定的系數計算法進行統計計算，求各繞組的相關系數值，進行研究比較，發現配電變壓器輸出端口繞組、測量端口繞組與中間繞組頻率響應曲線中存在差異主要，主要原因為配電變壓器結構設計所造成的，但這并不能夠證明在繞組中存在著形變。

3.接地對頻率響應測試的影響

采用單個繞組，繞組一端輸出，另一端輸入的接線方式，分別在配電變壓器接地與配電變壓器不接地的兩種情況下進行頻率響應曲線測量。在配電變壓器外殼不接地的情況下，將單個繞組的首端作為輸入端口，尾端作為測量端口，測量其頻率響應曲線，再將單個繞組的首端作為測量端口，尾端作為輸入端口，測量其頻率響應曲線，將兩組頻率響應曲線進行對比分析，發現兩條曲線是完全不相同的。在配電變壓器外殼接地的情下，將單個繞組的首端作為輸入端口，尾端作為測量端口，測量其頻率響應曲線，再將單個繞組的首端作為測量端口，尾端作為輸入端口，測量其頻率響應曲線，將兩組頻率響應曲線進行對比分析，發現只有在中頻部分，兩組頻率響應曲線存在差異，較高頻與低頻的頻率響應曲曲線完全相同。這就表明，當配電變壓器外殼不接地時，配電變壓器與鐵心中存在電阻，阻礙電壓的傳輸。

4.電壓注入放向對頻率響應測試的影響

經多次研究發現，當配電變壓器外殼不接地時，電壓的注入放向對頻率響應測試有直接的影響，而造成這種影響的主要原因為，真實生活中所用配電變壓器的端口并不完全對稱，不能用理論試驗所得出的數值運用在真實生活中所以的配電變壓器中。

結語

用頻率響應法檢測變壓器繞組狀態時要保證測試條件的統一。在多次現場試驗過程中，要保持試驗設備、接線方式一致，必要時還應保持試驗人員的一致。考慮到鐵心剩磁、殘余電荷等的影響，在多次測量時應保持其前置試驗類型及順序一致。為了解運輸途徑對繞組形變的影響，頻率響應法應該是變壓器出廠前的最后一項測試，同時也是運輸到現場后的第一項測試，以此來判斷運輸前后繞狀態的變化。注入電壓的方向對頻率響應曲線的測量有較大影響，特別是在測量低壓側繞組時這一影響尤為顯著。為保證試驗結果的可靠性，多次測量時都用保持掃頻電壓從繞組首段注入，在末端進行測量，同時在試驗過程中變壓器外殼應該良好接地。因此在實際的判斷中應該綜合考慮多方面的信息，綜合分析變壓器繞組的可能狀態。

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