变压器交流耐压几种接线方式的探讨

史明彪

(阳城国际发电有限责任公司,山西阳城 048102)

变压器交流耐压几种接线方式的探讨

史明彪

(阳城国际发电有限责任公司,山西阳城 048102)

以单相绕组变压器为例,重点论述了交流耐压几种接线方式及分析方法,指出了现场试验中可能出现的错误接线方式,同时论证了对变压器低压绕组进行耐压试验简便可行的接线方式。

变压器;交流耐压;接线方式

0 引言

变压器运行时不但长期承受工频电压的作用,还要承受最高运行电压Um,并可能遇到各种过电压。为鉴定变压器的绝缘强度能否满足各种情况的要求,在出厂及投运前必须进行交流耐压试验。交流耐压试验是鉴定变压器绝缘强度最有效、最直接的方法,特别是考核变压器主绝缘的局部缺陷,如绕组主绝缘受潮、开裂或者在运输、安装过程中引起的绕组松动、移位、引线距离不够以及绕组绝缘附着杂 (污)物等,具有决定性作用[1]。由于受到现场试验条件的限制,目前现场应用最普遍的耐压方式是工频交流耐压、变频串联谐振耐压及倍频感应耐压,其试验原理本文不再赘述。本文重点论述变压器交流耐压试验的几种接线方式以及交流耐压时常遇到的几个问题。

1 常规试验接线方式

以单相绕组变压器为例来说明,高压绕组用H表示,低压绕组用 L表示,接地用E表示 (此方法同样适用于三相变压器),即H-LE。

进行H-LE试验时正确试验接线如图1所示。

从图1中不难理解,对变压器高压绕组进行交流耐压时,被试高压绕组所有套管应短路连接并接高压,非被试低压绕组也短接并可靠接地,被考核的绝缘部位是高压绕组与铁芯之间、高压绕组与低压绕组之间及高压绕组对外壳之间。这种试验接线方式为标准试验接线且在现场工作中应用极为广泛。

图1 高压绕组短接加高压,低压绕组短接接地

被试变压器的试验接线不正确时,可能使变压器的绝缘受到损害。

2 探讨中的试验接线方法

下面就现场试验可能出现的几种接线方式进行讨论,指出其中几种错误接线方式,并论证对变压器低压绕组进行耐压试验时简便可行的接线方式。

2.1 第一种试验接线方法

被试高压绕组和非被试绕组均不短接,为了工作方便,在进行H-LE方式耐压时,被试高压绕组和非被试绕组均不短接,高压侧A端加压,X悬空;低压侧a或x任意一端接地,如图2所示。

图2 高压 A端加压,X悬空;低压a或x任意一端接地

这种接线时,由于分布电容C1、C2、C3的影响,在被试绕组与地 (铁芯、外壳)之间及被试绕组与非被试绕组中都将有电流流过,而且沿被试绕组各处流过的电流不等,电容电流IC愈靠近A端电流越大,因而在绕组绕匝间均存在电位差。由于流过绕组的是电容电流 IC,因电容容升效应,故愈接近X端的电位越高,将超过所施加的试验电压,又由于非被试绕组处于开路状态,导致被试绕组的电抗XL很大,故由此而导致X端的电位升高是不容忽视的,在严重情况下会损坏变压器绝缘[2]。

同理,L-HE也不可取。

所以该种接线方式为错误的接线方式,不可采用。

2.2 第二种试验接线方法

被试高压绕组和非被试绕组仅短接。

2.2.1 H-LE(高压对低压对地)

在进行H-LE方式耐压时,被试高压绕组和非被试低压绕组均短接,但非被试低压绕组不接地。这种情况可以理解为,对被试绕组来说,由于首、末端电容电流的方向相反,回路电抗XL非常小,整个绕组电位基本相等,符合试验要求。

图3 高压绕组短接加压,低压绕组短接不接地电容分布示意图

例1:对于某SFL7500/110(6.3)型的电力变压器,测得C1=5 100 pF,C2=2 500 pF,C3=3 875 pF,如在交接试验时,对高压绕组施加的试验电压US=170 kV,则低压绕组对地的电压为

低压绕组 (额定电压6.3 kV)对地试验电压出厂时为25 kV,交接试验电压为21 kV,均小于66.67 kV,低压绕组很有可能对地放电。所以高压绕组加压时低压绕组只短接不接地,这种试验接线方法不能应用。

2.2.2 L-HE(低压对高压对地)

对于L-HE试验时情况就不同了,非被试高压相绕组只需短接,不需要考虑接地与否,这是因为低压绕组所加的电压较低,高压绕组产生的悬浮电位远远达不到高压绕组的对地放电电压,如图4所示。

图4 低压绕组短接加压,高压绕组短接不接地电容分布示意图

例2:对于SFL7500/110(6.3)型的电力变压器,测得C1=5 100 pF,C2=2 500 pF,C3=3 875 pF,如在交接试验时,对低压绕组施加的试验电压US=21 kV,则高压绕组对地的电压为

此电压为6.9 kV,远远小于高压绕组交接试验电压170 kV,所以不会有任何危害。

总之,在H-LE试验时,高压绕组与低压绕组之间的绝缘情况已经考核完毕,所以,在进行 LHE时,只需考虑L-E,即低压绕组与地之间的绝缘即可,这样L-HE耐压时有3种正确的接线方式,见图5、图6、图7。

a)被考核的绝缘部位是低压绕组与铁芯之间、低压绕组与高压绕组之间及低压绕组对外壳之间,见图 5。

图5 低压绕组短接加高压,高压绕组短接并接地

b)被考核的绝缘部位是低压绕组与铁芯之间、低压绕组与外壳之间,见图6。

图6 低压绕组短接后与高压绕组短接后相连加压

c)被考核的绝缘部位是低压绕组与铁芯之间、低压绕组与高压绕组之间 (高压处于悬浮电位但不会对地放电)及低压绕组对外壳之间,见图7。

这样变压器低压绕组耐压试验的工作就方便多了。

图7 低压绕组短接加高压、高压绕组短接不接地

综上所述,对变压器进行耐压时:第一步,进行H-LE耐压,被试高压绕组短接后接高压,非被试低压绕组应短接后可靠接地;第二步,进行LHE耐压,被试低压绕组短接后接高压,非被试高压绕组短接在一起,高压绕组可接地,也可悬空,还可以连同低压绕组一起进行耐压,这要根据现场条件而变。

3 结论

a)对变压器耐压时,被试绕组需短接在一起,非被试绕组也应短接在一起。

b)对高压侧绕组耐压时,低压侧绕组必须短接后可靠接地。

c)对低压绕组加压,高压侧绕组只需短接在一起即可,可以悬空,可以接地,也可以连接低压侧绕组一同加压。

[1] 陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].北京:中国科学技术出版社,2001:246,248.

[2] 李建明,朱康.高压电气设备试验方法 [M].北京:中国电力出版社,2001:87.

Studies on Several Connection Modes of AC Voltage Withstand Test of Transformer

SHI Ming-biao
(Yangcheng International Power Generation Co.Ltd,Yangcheng,Shanxi 048102,China)

This article focuses on several connection modes of AC withstand voltage and the analysis methods on them,pointing out the potential errors of connection in field test,and demonstrates a simple and feasible connection mode for voltage withstand test with low-voltage winding.

transformers;AC withstand voltage;connection mode

TM64

B

1671-0320(2010)04-0057-03

2010-03-20,

2010-05-24

史明彪 (1976-),男,山西晋城人,1999年毕业于华北电力大学,工程师,从事高压试验及绝缘技术监控工作。