亭子口水利枢纽主变压器变比试验分析

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川 苍溪，628400)

亭子口水利枢纽水力发电厂装有4台275MW的混流式水轮发电机组，相应配备4台发电机变压器。主变选用油浸三相双绕组无励磁调压升压变压器，水冷却器布置在变压器室内，呈“一”字形布置。主变压器型号是SSP-310000/525，为户外三相双绕组强迫油循环水冷升压变压器。变压器高压侧采用油/SF6套管与GIS相连接，最高运行电压为550kV；低压侧采用油/空气套管与IPB(离相封闭母线)连接，额定电压为15.75kV，额定频率50HZ。本文主要介绍该主变压器电压比试验。

1 亭子口电厂主变压器主要结构部件

1.1 铁芯

铁芯由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成，它是构成变压器的骨架，在其铁心柱上套有带有绝缘的线圈，并被牢固地支撑和压紧。

1.2 绕组

绕组是变压器最基本的组成部分，它与铁心合称为电力变压器本体，是建立磁场和传输电能的电路部分。电力变压器绕组由高压绕组，低压绕组，对地绝缘层(主绝缘)，高、低压绕组之间绝缘件，及燕尾垫块，撑条构成的油道，高压引线，低压引线等构成。

1.3 分接开关

变压器调压是在变压器的某一绕组上设置分接头，当变换分接头时就减少或增加了一部分线匝，使带有分接头的变压器绕组的匝数减少或增加，其他绕组的匝数没有改变，从而改变了变压器绕组的匝数比。绕组的匝数比改变，电压比也相应改变，输出电压也就改变，这样就达到了调整电压的目的。我厂主变使用无励磁分接开关，采用三相联动操作机构，在变压器无励磁工况下操作，同时设置有闭锁装置以防止带电操作。

1.4 保护装置

保护装置包括油枕(储油柜)、油表、压力释放阀、呼吸器(又称吸湿器)、测温元件、气体继电器等。

1.5 铭牌

亭子口水利枢纽电厂主变压器设备的主要参数由厂家提供，铭牌上标明的主要参数如表1所示。

表1 亭子口水利枢纽电厂主变压器设备主要参数

2 亭子口电厂主变压器电压比试验

2.1 主变压器电压比试验目的及方法

变压器在空载情况下，高压绕组的电压与低压绕组的电压之比称为变压比。三相变压器的变压比通常按线电压计算。变压比试验是在变压器一侧施加电压，用仪表或仪器测量另一侧电压，然后根据测量结果计算变压比。

变压比试验的目的如下：检查变压比是否与铭牌值相符，以保证达到要求的电压变换；检查分接开关位置和分接引线的连接是否正确；检查各绕组的匝数比，可判断变压器是否存在匝间短路；提供变压器实际的变压比，以判断变压器能否并列运行。

变压比试验的方法有双电压表法、变比电桥法和标准互感器法。一般在变压器交接试验时、分接引线拆装后和更换绕组后，需要对绕组所有分接位置进行变压比试验。

2.2 主变压器电压比试验准备工作

为确保试验的顺利进行，需要进行以下准备工作：工作对象：变压器的一、二次侧绕组；工作器材准备：全自动变比测试仪1套；包括变比测试仪专用导线若干、放电棒等。

2.3 工作接线图

变压器绕组为星形接法，A、B、C为一次侧，a、b、c为二次侧，分别通过接头连接变比测试仪。具体的接线图见图1。

图1 变压器工作接线

2.4 试验步骤

在做好准备工作的基础上，主变的变比试验主要进行以下步骤。

(1)将变比测试仪接地(先接接地端，后接仪器端)；

(2)将变比测试仪的ABC，abc通过专用导线和变压器的ABC，abc相连接；

(3)在变比测试仪上分别输入“变压器组别”，“总分接数”，“级差”和“额定变比”。

2.5 实验过程中注意事项

(1)主要的工作危险点。注意与加压部分保持足够的安全距离，防止加压部分从高出脱落造成人身伤害；

(2)变压器的相序。面对高压侧从左往右依次是中性点，A、B、C相。接线时不能将其接反；

(3)注意在变比测试仪上输入变压器组别，防止出现错误；

(4)检查仪器设置档位与变压器的实际档位是否一致；

(5)检查分接开关接头位置是否正确；

(6)检查线圈匝数是否正确。

2.6 工作标准

根据《电力设备预防性试验规程DL/T596-1996》规定，亭子口水利枢纽电厂主变压器电压比试验周期：(1)分接开关引线拆装后；(2)更换绕组后；(3)必要时。相应的工作标准要求：(1)各相应接头的电压比与铭牌值相比，不应有显著差别，且符合规律；(2)电压35kV以下，电压比小于3的变压器电压比允许偏差为±1%；其它所有变压器：额定分接电压比允许偏差±0.5%，其它分接的电压比应在变压器阻抗电压值(%)的1/10以内，但不得超过±1。

2.7 电压比测量及联结组标号检定

2012年12月19日，天气为晴天，相对湿度35%，满足试验要求。经过现场实测，测得试验结果见表2。

表2 现场实测主变压器变比结果

试验日期2012 12 19上层油温23 5℃相对湿度35%分接位置高压/低压电压比偏差(%)计算变比标准变比误差%AB/abBC/bcCA/ca133 170033 33650 49-0 05-0 080 07233 168233 33490 50 050 020 02333 233 33330 40 150 130 13433 191733 33170 420 280 240 24533 137133 27020 40 430 390 38联结组标号：Yd11使用仪表：BZC全自动变比测试仪

表2中，误差计算结果如下：

分接位置1：W%=(33.3365-33.1700/33.3365)%=0.499%

分接位置2：W%=(33.3349-33.1682/33.3349)%=0.5%

分接位置3：W%=(33.3333-33.2/33.3333)%=0.39%

分接位置4：W%=(33.3317-33.1917/33.3317)%=0.42%

分接位置5：W%=(33.2702-33.1371/33.2702)%=0.40%

经过数据计算分析，亭子口主变压器额定分接电压比在允许偏差±0.5%范围内，证明变压器无绕组匝间短路情况；测得变压比在标准范围内，变压器各分接头连接正确。

3 主变压器在运行时的注意事项

3.1 主变三相负载不平衡时，应监视最大相电流不超过额定电流。中性点采用直接接地方式运行，主变电压在整定分接开关±5%额定电压范围内变动时，其额定容量不变，其运行电压一般不应高于整定分接开关额定电压的105%。油浸变压器上层油温不得超过95℃，为防止变压器油质劣化过快，正常运行时变压器上层油温不宜经常超过85℃，油顶层温度最大允许温升为55K，温升的极限值为65K，绕组的平均温升不得超过65K，正常运行时变压器油温不得超过75℃。

3.2 变压器可以在正常过负荷和事故过负荷的情况下运行。正常过负荷可以经常使用，其允许值根据变压器的负荷曲线，冷却介质温度以及过负荷前变压器所带的负荷来确定；事故过负荷只允许在事故情况下使用，但变压器存在较大的缺陷(如冷却系统不正常，严重漏油，色谱分析异常等时)，不准过负荷运行，一旦出现过负荷运行，值班人员应尽快汇报相关专业人员、设备主管部门负责人、总工程师，并联系调度减负荷。

3.3 变压器绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数测量后，其数据应换算到同一温度下，与原始数据比较无明显变化。主变吸收比(R60/R15)不低于1.3(当R60s大于3000MΩ时，吸收比可不做具体要求)，主变极化指数(R10min/R1min)不低于1.5(当R60s大于10000MΩ时，极化指数可不做具体要求)。

3.4 主变停电时，先倒换相关厂用电，断开厂高变低压侧开关，解列发电机，最后断开主变高压侧开关。主变送电一般采取两种方式：正常情况下由主变高压侧对主变充电；当主变大修后或主变故障后投运等特殊情况下，可由发电机带主变零起升压后经高压侧开关并入500kV系统。

4 结语

变压比试验是变压器重要的检查项目之一，本次试验是变压器投入使用前的一次常规检查。根据现场实测数据的分析，亭子口主变压器额定分接电压比在允许偏差±0.5%范围内，证明变压器无绕组匝间短路情况；测得变压比在标准范围内，变压器各分接头连接正确，该项检查结果可评定为合格。在主变压器运行中，维护人员还需进行定期或不定期检查，及时了解和掌握变压器的运行情况，采取有效措施，力争把故障消除在萌芽状态之中，保障变压器的安全运行，从而保证整个电厂系统安全稳定的运行。

〔1〕中华人民共和国能源部.进网作业电工培训教材.沈阳：辽宁科学技出版社，1993.

〔2〕揭慧萍.变压器高压试验技术(3)变压器变比的测量及分析[J].大众用电，2011.

〔3〕阮万江，王宝财，任忠诚，赵国臣.基于变比试验的变压器绕组匝数故障分析[J].2012.