基于等效阻抗的小功率試驗條件組別聯結測試與分析

文/朱曉紅 李卡 楊子力

針對一次繞組的聯結組別，主要在投運前采用采用額定電壓和低負荷的條件進行，或者通過高電壓試驗源從高壓側施加電壓的方式，該兩種情況均為高電壓試驗方式，存人身安全隱患，且高壓試驗源設備體積大、笨重、試驗源和測量裝置獨立分開、接線比較復雜，存在試驗和采集過程接線錯誤容易錯誤的問題，現場試驗效率不高，使得采用高壓大電流法的運用具有較大局限性。

1 技術現狀

針對二次回路接線的正確性判斷，主要在投運后通過變壓器投運后的工作電壓及負荷電流進行。即在二次系統中采集的二次電流、電壓；并繪制三相電流相量與三個對稱電壓相量之間的相位關系，即六角圖繪制；六角圖作出后，再依據系統功率的送受情況來判斷變壓器各側各相電流、電壓回路接線的正確性。此方法雖然有效，但存在以下問題：

（1）六角圖測試必須在變壓器投運后進行測量，即在不能確定接線正確的情況下進行投運，即可能帶故障投運。

（2）六角圖測試需要帶負荷，即各相均有負荷電流時才能做六角圖試驗。很多情況是投運初期負荷太小無法提供足夠的負荷電流，導致測量不準甚至無法測量，六角圖展現無法完成。

2 等效阻抗分析

圖1

變壓器的等效阻抗通常可以經典的阻抗模型分析，包括高壓側直流電阻Rp、高壓側電抗Xp、低壓側電阻Rs、低壓側電抗Xs、勵磁電抗XM、變比N 及負載電阻等。如圖1所示。

其中變壓器在短路狀態下的輸入阻抗是分析變壓器特性的重要指標，這里假設負載電阻為零，給變壓器初級施加電壓源，變壓器低壓側為短路狀態，輸入電阻為：

阻抗角：

短路狀態的阻抗方程為表述如下：

上式中Xeq是與頻率有關的參量，并有如下關系：

Xp為高壓側電抗，Xs為低壓側電抗，N為變比。

當變壓器負載阻抗Zb不為零時，忽略勵磁電抗ZM的情況下，輸入阻抗方程為：

N 為變比。因此，只要滿足最低采集電流的要求，可要求在低壓側短路狀態實現電流電壓采集，從而實現采用低電壓功率試驗源完成向量圖的測試。

3 分析與討論

通過分析，借助變壓器低壓側短路狀態，可以提升二次側的電流，降低高壓側的試驗電壓，即可實現非額定電壓環境的接線狀態檢測。試驗裝置只需要估算短路阻抗及二次電流，與設計的采集裝置的電流靈敏度相配套，即可開展現場測試應用。

通過，借助等效阻抗分析，忽略漏電抗情況下，高壓側電抗Xp與頻率關系最為相關，可以根據現場的干擾環境，適當采用變頻的試驗方式，改變試驗電流、提高抗干擾能力。

4 總結

本文通過高壓側的變壓器等效阻抗分析，提出了最低小功率組別試驗的方法。為了提高現場抗干擾能力，提高低壓側的電流，采取低壓側短路的短路阻抗模型，以提升現場實用性。本篇還討論了變頻法改變高壓側電抗的辦法調整試驗功率，提高檢測靈敏度和抗干擾能力的方法，后期將開展現場測試，對本篇的方案進行驗證。