大型电力变压器空载试验电源问题浅探.pdf

第4 0卷第 6期 2 0 0 3汪 6月 井 著 T R王 口I J . 忆 在R V o l.4 0Ju n e N o .62 0 0 3 大型电力变压器空载试验电源问题浅探 王晚刚，李儒，蚁松 〔 ]电集团汕头供电分公司电力修配厂，广东 汕头 5 1 5 0 6 4 ) 摘要 : 迪讨对电力变压器全载试验吧R的分析 讲 . 脸中电源容量问题的并联电容补偿方注 关键词: 变压器;空载试验;试验电源; . 1 4 出了造成试验要求电源容量较大的,v因. 提出了解决空载 中图分类号 : T M4 0 6文献标识码:; B 电容;补偿 文章编号: 1 0 0 1 - 8 4 2 5 ( 2 0 0 3 ) 0 6 - 0 0 2 9 - 0 3 飞 前言 变压器空载试验就是在变压器任意一侧的绕组 (一 般为低压绕组) 施加正弦波形 、 额定频率的额定 电压， 而其它绕组开路的情况下， 测量其空载电流和 空载损耗的试验， 是变压器的例行试验 空载试验的主要目的是:检验产品是否符合有 关标准和技术条件要求;发现铁心磁路中的局部或 V体缺陷; 根据对感应耐压试验前后测量值的比较， 判断绕组是否有!叫司短路情况 可见， 变压器空载试 验在变压器生产和运行中是非常重要的。 由于试验电源对试验结果的准确性有很大的影 响， 所以 试验电源性能的问题越来越引起业内人士 的重视气 笔者在分析的基础 卜 ， 提出了在试验电源容 量不足情况下依靠补偿来完成试验的方法。该方法 已在实际应川中获得较好的效果 2 空载试验的电源 变压器空载试验时，要求电源有较好的调压特 性 电压最好能从接近零开始升压， 这样便J 几 及早发 现问题和降低操作过电压，另外要求电源三相电压 平衡， 波形为正弦波形 ， 21 空载试验电源的种类 21 . 1 直接用电网系统作为电源 由于电网系统的容量很人，所以其电压波形最 好 但是网络电源直接接到试品上， 试品要承受很高 的操作过电压和很大的励磁涌流，具有一定的危险 It. 而q变床器空载合闸， 其励磁涌流可达额定电流 的儿倍 对人容量变压器来说其数值很大， 往往导致 供电线路继电保护动作， 影响电网供电。另外， 网络 电J 1 7 -般很少刚好与试品额定电压相等，所测数据 不易分析 2 . 1 .2 同步发电机组做 电源 用同步电动机拖动同步发电机组成发电机组作 为电源， 其三相电压对称 频率稳定， 调压迅速、 准 确， 具有很好的调压特性 但同步发电机组受容量的 限制， 当非正弦空载电流通过发电机组时， 由于空载 电流电枢反应， 使得发电机组输出的电压波形畸变 另外同步发电机组的安装调试复杂、 造价较高， 因此 同步发电机组做试验电源林往只被大型变压器厂所 采用。 2 . 1 . 3 调压器做 电源 一般用外部电源通过调压器输出进行空载试 验。 试验基本上可以从零开始升压， 有较好的调压特 性， 可以避免操作过电压， 有故障也可以及早发现 但由于调压器直接接在工业电网上，可能存在电压 不甚稳定和长相不甚平衡的问题，给试验造成一定 的误差 调压器由于设备简单和具有以上的特点 它 甚至可用于现场空载试验中，因此它在中小型变压 器厂和检修单位中得到了广泛应用 2 .2 试验电源的容量Il l 空载试验电源的容量由两个因素决定，一个是 由变压器空载电流决定的电源容量可以由下式计 算 : S , = 0 .0 1 娜。( 1 ) 式中S o由空载电流算出的空载试验电源容 量, k V A 1 6变压器的空载电流， % S —被试变压器额定容量, k V A 决定空载试验电源容量的另 一 个因素是波形畸 变要符合要求。标准要求空载试验时以 平均值电压 表( 方均根值刻度) 为准的读数 U和以方均根值电 万方数据 例理 第 小) 卷 1 1 表的读数I , 两块表的读数之差小 F 3 %，并按下 式刘空载损耗几进行校1 卜 : j 汽 二 月 ，‘ ( 1 + j )( 2 ) 式 ! ， 仁比一 厂卜 ’ 1 ，(，]通常为负值) 如Y - I与I ! 之差人1 = 3 0I , , ， 则应按协议确认试 I " 角 勺 有效rl 波形畸变要求得出的试验电源容量将比按式 ( 州算出的容量人得多， 也就是空载试验电源容量由 液形畸变决定根据经验，空载试验电源的容量取 5 5, } I N保l1E 波形畸变满足要求、 o f 见， 为克1111 波形畸变影响， 空载试验将要求有 比较人的电源容量 这对大型变压器来说 其空载试 验电qu a 将要求有很大的容量 然而变压器厂家， 特别 足检修单位 其试验电源的容量一般都较小， 这将给 试验增加难度、 影响了试验结果的准确性 因数c o s ( a 一般都很低， 即空载电流是滞后于施加电 压近9 0 0 的以感性分量为主、 阻性分量很小的电流- 因此， 在试验时如果能够提供一容性电流I ‘ 来补偿 空载电流t o 中的感性分量] o f ， 就可大幅降低试验电 源的电流， 从而大大降低空载试验电源容量) 这可以 通过加人电容补偿的方法来实现 加人电容补偿的空载试验接线图如图2 ，其中 补偿电容加于中间变压器和被试变压器之间 3 . 3 补偿电容容里的确定 在试验电源容量较小情况下，为尽量减少波形 畸变对试验结果的影响，补偿电容电流应接近 t . 变 压器空载时电感电流的分量。补偿电容容量可由卜 式确定 ( 3 ) (4)(5) 3 采用补偿的空载试验 31 空载电压波形发生畸变的原理[2 1 、 ，r{ I I , t ti 任意一侧绕组上施加正弦波形的额定 L I Ik 11 扛在变压器铁心中产生的磁通也为正弦波形， f l 1 山〕 一 铁心磁化曲线是非线性 的， 所以 空载电流的 波形也呈非正弦的空载电流波形产生畸变的原理 见I I ! 山于 非正 弦波形空载电流的存在 将造成宁载试 验电源输出电压波形的畸变，尤其是当电源输出电 ) 卜 较低或电源容tR 不足时，电压波形的畸变就更为 I , 币， 破坏正弦波形的波形因数 变压器空载电流的阻性分量: I =~ p o 丫丁x 认 变压器空载电流的感性分量: l a = 杯 zIa 应补偿电容容量: S , = \ 厄 I a U ,} 式中 人 一 一 变压器空载电流设计值或出)值 尸 刃 一 变压器空载损耗设计值或出厂值 u l — 变压器空载试验施压侧额定电压 4 应用实例 汕头电力修配厂在对台由S F 7 - 3 1 5 0 0 / 1 1 0 3 .2 加入补偿的试验电源容量 }} J]孩空载电流足引起试验 电源输 出电压波形畸 变的原因 、 另外.山1 一 工)试验电源一般都 较小.作正弦空载电流在电源中 和试验元件上的阻性压降使电压 J 之 形朴比弦;而变压器在电力系 统， } . 运行时， 由于系统容量很大， {日卜 弦空载电流的影响很小， 其 线端 上 的电) l: 波形仍是正弦的 I i -11 此加人试验电源容量可降低空 载电流对试验电源输出电压波形 的影响程1 `#、 同样， 降低电流也可 减弱仆d弦空载电流对试验电源 愉出电I I k 用 台二 相调压器做试验电 源， 其容量为 1 8 0 0 A 被试变压器空载损耗H , 设计值为3 1 k W, 空载电流为0 . 3 0I、 按式( 1 ) 估算， 该调压器勉强够 用， { r l }虑波形o il 变则容量不够_在实际试验时， 电 I I;. 波! {; 畸变}} 常厉害，平均流电压表读数和方均根 中工 ] 表i支 数之差远远大于3 % 显然， 在这样的条件 下s J 召 则得的试验数据是不能接受和毫无意义的 内这种悄况下 采用电容补偿方法进行试验、 按 式( 3 ) - 式( 别算得应补偿电容量为 I 1 5 . 8 4 k v a r试验 }{」 选用3只R V 6 F - 1 1 / \ / 3 - 3 3 . 4 单相电容器、 组成 Y联结， 并接 J 一 中间变f k : 器高压侧输出端 补偿后中 间变帐器高压侧的输出电流山原来的6 . 8 A下降到 2 .0 8 A 试验时所测得的数据见表 1 从E l i 测的数据可以发现， 经过电容补偿后， 方均 根值电限与平均值电压相差已控制在3 7 c 之内， 其 电仄波形已符合试验要求。根据所测数据、 经式( 2 ) 校4 = 换算得空载损耗 只 . 为3 1 . 8 4 7 k W;空载电流几 为0 .3 2 1 可见， 实际所测空载损耗和空载电流 与 设 i I 值也比较接近， 试验取得很好的结果 表 1 空载试验数据记录表 撇率 5 0 H a 电 压 / 、一 电 流 / 、 一。 刁毛 W I一 +n ’10 0 0 .5一 1 0 0 相 序 一 1与u , 一 U一 11 1 1. ’ W! W - 方均根值1 1 4 . 81 1 1 .2 一 1 1 0 .4 1 38 11.7 15.3 一十277 一 平均们 1 1 2 . 1 1 (19 .3 1 0 8 .4 5 结论 ( 1 ) 由于波形畸变对变压器空载试验影响较大， 所以在做变压器空载试验时要求有较大的试验电源 容量- ( 2 ) 采用电容补偿方法可降低空载试验中中间 变压器高1 + . 侧输出电流，从而降低对试验电源容量 的要求， 解决了空载试验电源容量不足问题 参考文献: [ U 保定天威保变电气有限公司. 变压器试验技术【 4 1 北 京: 机械工业出版社‘ 2 0 0 0 . [ 2 1 杨治业 变压器试验技术( 1 6 ) [ J ] , 771 , Lt 器2 (1 0 0 .3 7 (3 1 :2 8 - 2 9 Br i e f Di s c u s s i o n o n P o we r S o u r c e i n No - Lo a d T e s t o f L a r g e P o w e r T r a n s f o r me r W A N G X i a o - g a n g , L I K u , Y I S o n g ( S h a n t o u P o w e r S u p p l y B r a n c h , G u a n g d i a n G r o u p , S h a n t o u 5 1 5 0 6 4 , C h i n a ) Ab s t r a c t f o r t a r g e t t a m a , t o B asedpow er a n a l y s i s o f p o w e r s o u r c ei n n o - l o a d t e s to f l a r g e p o w e r t r a n s f o r m e r , t h e dU卜e s o u r c e c a p a c i t yu i t e s t s a r e g i v e n T h e c o m p e n s a t i o n m e t h o d w i t h p a r a l l e l c a p a e i s o l v e d t h e, p o w e r s o u r c e p r o b l e m K e y w o r d s : T r a n s f o r me r ; N o - l o a d t e s tmT e s t n o - l o a d t e s t s i s p r e s e n t e d . p o w e r s o u r c e ; C a p a c i t a n c e ; C o m p e n s a t i o n 收稿日期: 7 0 0 3 - n 2 1 7 作者简介: T 9 ,L I剑( 1 9 6 5 一 ) . 男 验 」 _ 作; 李儒( 1 9 6 ) -) , 男 管理 下作 蚁松( 1 9 7 7 一 飞 ， 男 及试.0土侄 广东汕头人， 广东省广电集团汕头供电分公司电力修配厂工程师， 从事变压器设汁及6 } r东n 1 ! 头 人 、 广东汕头人 {东省广电集团汕头供电分公司电力修配厂副厂长. 从事变压器生产技术 厂东省广电集团汕头供电分公司电力修配) 一 助埋工程师， 从事变压器设计 万方数据