单相自藕三绕组变压器长时感应试验的低压绕组施加电流计算

2011-08-18高永利刘学民

电气技术 2011年12期

高永利刘学民

（保定天威保变电气股份有限公司，河北保定 071056）

近些年，随着我国电力系统的快速发展，电网的电压等级业越来越高，作为主要的设备500kV单相自藕变压器在数量上越来越多，其中作为重要电力设备的变压器的质量问题，受到的重视程度越来越高，局部放电试验作为检测变压器质量和是否能正常运行的重要试验项目，在变压器的试验检测项目中受到的重视程度更高。

在试验室，局部放电试验作为一项重要的试验项目，其试验难度也是很大的，局部放电试验中试验电源容量的选取和无功补偿的选择是局部放电试验的难点和重点。

高电压等级的变压器，进行局部放电试验时，试品呈现容性负载，必须进行无功补偿，即感性补偿，无功补偿的准确性直接影响此试验的进行，因为如果补偿不够，当发电机组所带负载为容性负载，使得电机自激磁，产生过高的电压，变压器很可能过电压。后果会非常严重，损坏试验设备，或者损坏试品，更有甚者可能伤害到工作人员的生命安全。由于没有合适一种方法作为计算手段来计算并选取合适的试验电源及补偿电感容量，使得我们的局放试验非常难，经常费用大量的时间来反复调整试验电源和补偿电感容量，因此极大地降低了工作效率，工作人员在调整试验电源和补偿电感容量工作中总是提心吊胆，试验生产在安全方面增加了危险性。

1 方法研究

大型电力变压器在进行长时感应试验时，采用的加电方式为感应法，低压加电，高压感应的方法，试品低压电流值的计算是选取试验电源容量和补偿电感容量关键数据。

图1为局放的试验的接线原理图。

图1

图1中，H.V.为试品的高压绕组，L.V.为试品的低压绕组；M.V.为试品的低压绕组；L为补偿电感；T1为试验变压器；PT为机组母线的电压互感器；G为试验电源机组。

在进行局部放电试验时，一般采用100Hz以上频率的电源，此时试品呈现容性负载，必须对电源进行无功补偿，确定补偿电感容量的方法如下。

1）确定试品低压绕组电压 U2，此电压为根据试品电压确定。

2）确定试品低压绕组电流I2，可计算求得，计算方法详见后页。

3）确定试品所需电源容量：S=U2I2。

4）确定补偿电感容量 SL，SL必须大于试品所需电源容量 S，可以根据试验室的实际电源容量，选取补偿电感容量 Sl大于试品所需电源容量 S 10%～50%。

5）确定补偿电感L=(U2)2/(ωSL)。

在这过程中确定试品低压绕组电流 I2难度最大，本文章将主要叙述计算试品低压绕组电流I2的方法。

2 试品低压电流值的计算

1）单相自藕变压器的绕组排列结构

经过我多年的研究，不同的变压器绕组结构，即变压器绕组的排列顺等序不同，其试验时的容性阻抗会完全不同，试品低压电流值也会有非常大的差异。绕组排列为，以铁心柱向外排列，铁心、低压绕组、中压绕组、高压绕组。

变压器绕组进行简单电容等效如图2所示。

图2

2）根据绕组的实际结构进行详细的电容等效（如图3所示）

图3中，C1为高压套管电容；C2为高压、中压对地电容；等效为两部分，一部分是高压绕组对地C21，令一部分是中压绕组对地C22，由于位置原因，中压绕组对地 C22主要集中在绕组的端部，高压绕组对地 C21分布在绕组的端部和绕组对外侧油箱、铁心旁柱等，所以 C21大于 C22，C22=C2×70%，C21=C2×30%；C3为低压绕组电容；C4为低压绕组对地电容；C6为中压套管电容；C5为高压、中压绕组对低压绕组电容；C51为高压绕组对中压绕组电容，数值约等于高中绕组对低压绕组之间电容，C52=C5；C52为中压绕组对低压绕组电容；由于位置关系，C52基本上与C5等值。