基于等效阻抗的小功率试验条件组别联结测试与分析

文/朱晓红 李卡 杨子力

针对一次绕组的联结组别，主要在投运前采用采用额定电压和低负荷的条件进行，或者通过高电压试验源从高压侧施加电压的方式，该两种情况均为高电压试验方式，存人身安全隐患，且高压试验源设备体积大、笨重、试验源和测量装置独立分开、接线比较复杂，存在试验和采集过程接线错误容易错误的问题，现场试验效率不高，使得采用高压大电流法的运用具有较大局限性。

1 技术现状

针对二次回路接线的正确性判断，主要在投运后通过变压器投运后的工作电压及负荷电流进行。即在二次系统中采集的二次电流、电压；并绘制三相电流相量与三个对称电压相量之间的相位关系，即六角图绘制；六角图作出后，再依据系统功率的送受情况来判断变压器各侧各相电流、电压回路接线的正确性。此方法虽然有效，但存在以下问题：

（1）六角图测试必须在变压器投运后进行测量，即在不能确定接线正确的情况下进行投运，即可能带故障投运。

（2）六角图测试需要带负荷，即各相均有负荷电流时才能做六角图试验。很多情况是投运初期负荷太小无法提供足够的负荷电流，导致测量不准甚至无法测量，六角图展现无法完成。

2 等效阻抗分析

图1

变压器的等效阻抗通常可以经典的阻抗模型分析，包括高压侧直流电阻Rp、高压侧电抗Xp、低压侧电阻Rs、低压侧电抗Xs、励磁电抗XM、变比N 及负载电阻等。如图1所示。

其中变压器在短路状态下的输入阻抗是分析变压器特性的重要指标，这里假设负载电阻为零，给变压器初级施加电压源，变压器低压侧为短路状态，输入电阻为：

阻抗角：

短路状态的阻抗方程为表述如下：

上式中Xeq是与频率有关的参量，并有如下关系：

Xp为高压侧电抗，Xs为低压侧电抗，N为变比。

当变压器负载阻抗Zb不为零时，忽略励磁电抗ZM的情况下，输入阻抗方程为：

N 为变比。因此，只要满足最低采集电流的要求，可要求在低压侧短路状态实现电流电压采集，从而实现采用低电压功率试验源完成向量图的测试。

3 分析与讨论

通过分析，借助变压器低压侧短路状态，可以提升二次侧的电流，降低高压侧的试验电压，即可实现非额定电压环境的接线状态检测。试验装置只需要估算短路阻抗及二次电流，与设计的采集装置的电流灵敏度相配套，即可开展现场测试应用。

通过，借助等效阻抗分析，忽略漏电抗情况下，高压侧电抗Xp与频率关系最为相关，可以根据现场的干扰环境，适当采用变频的试验方式，改变试验电流、提高抗干扰能力。

4 总结

本文通过高压侧的变压器等效阻抗分析，提出了最低小功率组别试验的方法。为了提高现场抗干扰能力，提高低压侧的电流，采取低压侧短路的短路阻抗模型，以提升现场实用性。本篇还讨论了变频法改变高压侧电抗的办法调整试验功率，提高检测灵敏度和抗干扰能力的方法，后期将开展现场测试，对本篇的方案进行验证。