試驗接線方式對Z型接地變壓器變比測試的影響研究

袁均祥，夏強峰，屠曄煒，周詠檳，和巍，沈歡慶

（國網浙江省電力公司嘉興供電公司，浙江嘉興314033）

經驗交流

試驗接線方式對Z型接地變壓器變比測試的影響研究

袁均祥，夏強峰，屠曄煒，周詠檳，和巍，沈歡慶

（國網浙江省電力公司嘉興供電公司，浙江嘉興314033）

配電網中常采用從Z型接地變壓器的高壓側引出接地點并加裝消弧線圈裝置的方式來限制單相接地故障電流，以確保電網的可靠性和安全性。通過對不同接線方式下Z型接地變壓器變比試驗的影響研究，分析了造成不同接線方式下試驗結果存在差異的原因，提出了Z型接地變壓器變比試驗的正確接線方法及注意事項。

接地變壓器；變比測試；試驗接線方式

在35 kV以下的配電網中，當系統電容電流較小時，一般采用中性點不接地方式，而當系統電容電流達到一定程度時，為使單相接地時接地電弧能迅速熄滅，往往采用中性點經消弧線圈接地的方式[1-2]。由于電力變壓器的低壓側多采用三角形接線，因此需通過接地變壓器將消弧線圈接入到系統中。通常采用Z型接地變壓器，從高壓側引出接地點，并加裝消弧線圈裝置來限制單相接地故障電流，以確保電網的可靠性和安全性[3-4]。測量Z型變壓器變比是重要的試驗項目，能有效檢查變壓器繞組匝數比和分接開關檔位的正確性，在變壓器發生故障時，還能檢查變壓器是否存在匝間短路故障。

1 Z型接地變壓器的特點

1.1 Z型接地變壓器的接線原理及相量關系

常用Z型接地變壓器的連接組別為ZN，yn11，接線原理如圖1所示，三相鐵心每個心柱上的繞組被平均分為兩部分，如A相鐵心柱上裝有高壓繞組AAm，Am′N和低壓繞組an。AAm與Am′N繞向相同，為同極性，根據高、低壓側各繞組的極性及其相互聯結關系，以低壓Ua，Ub，Uc為基準相量，相量圖如圖2所示。

高、低壓側各相量間關系為：

圖1 ZN，yn11接地變壓器的接線原理

圖2 ZN，yn11接地變壓器的相量圖

1.2 Z型接地變壓器變比理論值分析

根據變比試驗原理及高低壓側各相量間關系，可得出理論條件下的額定變比（N為線圈匝數）。

（1）AB/ab型接線

（2）AN/an型接線

（3）AN/ac型接線

1.3 Z型接地變壓器的特點

Z型接地變壓器的特殊結構使其具有較高的正序和負序阻抗。同心柱上2個繞組流過相等的零序電流時，2個繞組產生的磁通相互抵消，所以零序阻抗只相當于漏抗，其值不大。因此，在系統正常運行時接地變壓器阻抗很高，等于勵磁阻抗，繞組中只流過很小的勵磁電流。當系統發生接地故障時，因零序阻抗很小，繞組將流過較大的零序電流[5-6]。

2 Z型接地變壓器的變比測試方法

2.1 不同試驗接線方式下的變比測試

對某110 kV變電所中型號為DKSC-700/100/ 10.5，聯接組別為ZN，yn11的1號接地變壓器進行試驗。采用型號為HZST70變比測試儀的變比電橋，分別采用AB/ab，AN/ac（低壓側非被試相懸空）、AN/ac（低壓側非被試相短接）、AN/an（低壓側非被試相短接）共4種接線方式進行試驗，試驗結果如表1—4所示。

表1 AB/ab接線試驗數據%

表2 AN/ac（低壓側非被試相懸空）接線試驗數據%

表3 AN/ac（低壓側非被試相短接）接線試驗數據%

表4 AN/an（低壓側非被試相短接）接線試驗數據%

2.2 變比測試結果分析

（1）從表1可以看出，采用AB/ab接線時，測得的變比偏差較大，且三相不平衡較為顯著，這是因為在AB相上施加單相交流電源時，B相接線柱上的磁通ФB與C相接線柱上的磁通ФC方向相同，而ФA方向相反。如果忽略漏磁的影響，則有：ФB+ФC=ФA，即ФB與ФA不相等，因而不滿足測量相磁通相等的要求，使測得的值與計算值（理論值）差別較大。

（2）從表2可以看出，采用AN/ac接線，仍然存在測得的變比偏差較大且三相不平衡較為顯著的問題。這是因為在實際制造過程中不可能完全保證每個心柱上的繞組匝數相等且被均分為上、下2個部分。以AN/ac接線為例，當AN施加單相交流電源、ac作為測量端且b相懸空時，由于AAm繞組與Cm′N繞組匝數的差異，因而導致ФA與ФC不相等，在B相形成漏磁，破壞了測試條件，使得測量值出現不準確的情況。

（3）表3和表4的相關數據顯示，在低壓側非被試相短接的情況下，無論是采用AN/ac接線還是AN/an接線，實測值與計算值（理論值）均較為接近，且三相的偏差較小。這是因為當AN施加單相交流電源時，如將B相低壓繞組短接，使ФB被強制為0，磁通限定在A相和C相心柱形成的環路內，ФA=ФC，忽略了繞組漏抗的影響，從而使試驗條件完全滿足電壓比電橋測試要求。

（4）一般認為，AN施加單相交流電源時，AN的途徑是A相上繞組加C相下繞組，因此在測量變比時，往往以ac作為低壓端接入變比電橋。實際結果顯示，低壓側以an作為測量端，同樣可以得到較為準確的結果，但需要注意，在AN施加單相交流電源時，這兩種方式下，由于低壓側電壓值Uac與Uan間存在2倍的關系，即Uac= 2Uan，2種條件下的額定變比值前者為后者的1/2。

3 結論

（1）與常規變壓器相比，Z型變壓器結構較為特殊，在測試變比過程中，易受非被試相磁通的影響，因此不宜采用AB/ab型接線，應采用單相測試法。

（2）在實際制造過程中不可能完全保證高壓側每個心柱上的繞組匝數絕對相等，且被均分為上、下2個部分，為消除非被試相的影響，應短接低壓側非被試相。

（3）采用AN/ac接線和AN/an接線均可以得到較為準確的試驗數據，但在試驗過程中應注意兩種條件下額定變比的比例關系。

[1]葉建新，李燕.變電所設計中接地變、消弧線圈及自動補償裝置的原理和選擇[J].科技傳播，2013（1）∶119-120.

[2]范學智.變電所設計中接地變、消弧線圈及自動補償裝置原理和選擇[J].科技信息，2012（30）∶382.

[3]蔡建輝，王學錦.測試Z型變壓器變比的方法[J].電器設備，2010（1）∶51-52.

[4]李勇.Z型變壓器的特點及其試驗方法[J].寧夏電力,2009（2）∶16-17.

[5]賀春，劉力軍.Z型變在中性點經小電阻接地電網中的應用[J].繼電器，2006，11（34）∶15-17.

[6]李大厚，盧玉成.ZN，yn11接地變壓器變比誤差測量[J].廣東電力，2005，1（18）∶48-49.

（本文編輯：龔皓）

The Research on the Effect of Test Connection Mode on Voltage Ratio Test of Zigzag Grounding Transformer

YUAN Junxiang，XIA Qiangfeng，TU Yewei，ZHOU Yongbin，HE Wei，SHEN Huanqing
（State Grid Jiaxing Power Supply Company，Jiaxing Zhejiang 314033，China）

In distribution networks，the grounding point is often led out from the HV side of zigzag grounding transformer and equipped with arc suppression coil to limit single-phase earth fault current to ensure power reliability and safety.By research on the effect of various grounding modes on ration test of zigzag grounding transformer，the paper analyzes the causes for different test results in different connection modes and proposes the reasonable connection mode and precautions for ration test of zigzag grounding transformer.

grounding transformer；ratio test；test connection

TM773

：B

：1007-1881（2014）04-0064-03

2013-09-22

袁均祥（1983-），男，湖北宜昌人，工程師，從事電氣試驗工作。