Z型變壓器變壓比測試研究

李麗君，陳風航，潘瑰琦，劉 鵬

（國網丹東供電公司，遼寧 丹東 118000）

Z型變壓器變壓比測試研究

李麗君，陳風航，潘瑰琦，劉 鵬

（國網丹東供電公司，遼寧 丹東 118000）

通過觀察在曲折型（簡稱Z型）變壓器變比測試中出現的異常現象，結合該變壓器的結構和特點，進行了全面的分析和總結，并依據現場實際情況提出了解決措施，為Z型變壓器試驗提供了準確的試驗數據。

Z型變壓器；變比測試；異常現象；分析與處理

Z型變壓器具有優越的抗雷擊能力，同時具有人為中性點等特點，作為接地變配合消弧線圈完成對配電網中電容電流的補償，還可帶二次負載，代替所用變，從而節省投資費用，在電力系統中的地位越來越突出，目前已廣泛應用于多雷地區的配電網。準確掌握變壓器的參數，可以保證設備安全穩定運行。因此，變壓器變壓比的測試尤為重要。

1 現狀調查

在變壓器變比測試中發現［1］，按照試驗的步驟輸入變比、聯結組別及分接頭位置測量，變比誤差大，超標嚴重（±0.5%）。廠家出廠報告中變比誤差絕對值均在0.3%以下（使用儀器為普通的SM63變比測試儀。變壓器型號：DKSC－550－100／10；變壓器額定電壓：10.5±2×2.5／0.4 kV；接線組別：ZNyn11）。采用Z型變壓器變比測試儀后，測試結果誤差仍在－1.20%。本文針對以上問題進行了認真分析和總結，并提出了正確的判斷方法。

2 原因分析

圖1 ZNyn11型變型變壓器原理圖及向量圖

a.從結構原理上進行分析，其結構原理和向量圖如圖1所示。對于普通變壓器，一次（高壓）繞組和二次（低壓）繞組相對位置是固定的，同相的高低壓繞組都是纏繞在同一根鐵芯柱上，一、二次繞組匝數比也是固定的。采用曲折型接線（Z型接線）后，與普通變壓器的區別是把每一相繞組均分相等的兩段，分別纏繞在2根鐵芯柱上，再把其中1根鐵芯的一段繞組和另一鐵芯上的另一段繞組反向串聯起來，成為一個相繞組，然后再按星形連接法把三相繞組末端接在一起［2］。這種接線使一次繞組與二次繞組的對應關系不同于普通常用電力變壓器，Z型接線繞組的匝數關系也不同于普通變壓器，由于曲折連接，使繞組匝數增加，且結構復雜。

b.從儀器原理上進行分析。對于電阻比較式或普通變壓器變比的測量儀器，變壓比測量的是在1根鐵芯柱上2個繞組的的匝數比，它要求高低壓繞組必須在同一鐵芯柱上［3］，而且只能方便地測量聯結組別為Y或D接線并且是固定的幾種標準接線的變壓比，而對Z型變壓器變比的測試比較困難［4－5］。在Z型變壓器變比測量時，由于Z型變壓器的A相繞組同時關聯了A、C 2根鐵芯柱，如果直接采用傳統的變比電橋測量方法，不能保證被測繞組中的磁通與加壓繞組中的磁通一致，必須根據實際運行中電壓的相位關系確定變壓比的測量對象［6］。因此，不能直接使用常規變壓比電橋來測量曲折型接線變壓比，否則就會出現百分之十幾的誤差。

3 改進措施

3.1 采用普通SM63變比測試儀的單相測量方式

對Z型變壓器采用電流、電壓表法測量方式，由于電流電壓表法受到電源波形、電壓平衡率、儀表精度及人為誤差等因素的影響較多，方法較笨拙。建議采用普通SM63變比測試儀的單相測量方式。具體測量步驟方法如下。

a.根據儀器特點，把三相變壓器的變壓比測量變為單相變壓器變比測量，首先根據變壓器接線方式及組別，確定變壓器的高低壓測試相別。

b.由圖1可以看出：一次A相繞組（由AA1、A1O兩段組成）交聯的鐵芯有A、C 2根鐵芯柱，正好與二次繞組a、c兩相對應，構成一個單相變壓器，如圖2所示。因此，可以按照單相變壓器的測試方法，進行變壓比測試。若先確定變壓器的一次繞組測試相為A相，并依據該測試相對應的變壓器二次繞組有a、c兩相，即可以在OA相施加電壓，二次ac相為測量電壓［7］。為了避免非被試相的干擾，可把b相繞組bo短路［8］。同理，其它相測量順序如表1所示。

c.計算出單相額定電壓比［6，9］。以A相為例，其額定變比計算公式為

圖2 測量OA／ac變壓比接線

表1 Z型變壓器變比測量順序及方法

式中：U線為一次額定線電壓；u線為二次額定線電壓。

d.依據式（1），可精確地計算出變壓器一次繞組測試相與對應的變壓器二次繞組的變比值，再依據表1的測量方法，某Z型變壓器變比測試誤差如表2所示。

3.2 采用新型感應式智能型變比電橋

新型感應式智能型變比電橋可直接測量Z型變壓器的變壓比。為避免測量錯誤，采用新型感應式智能型變比電橋再次測量該變壓比數據，將被測變壓器高壓、低壓試驗線正確對應接入，并輸入變壓器各個參數指標，儀器自動顯示變比誤差值，結果如表3所示。結果與表2測試結果的規律一致。

4 B相變壓比數據異常原因分析

從表3數據可以看出，測試數據A、C兩相與出廠數據吻合，符合標準。而B相與出廠報告中的測試數據相差在－1.2%以上，其原因與Z型變壓器的結構和作用有一定關系。對三角形接線的配電系統，要形成系統的中性點，須接入接地變壓器。一般系統不平衡電壓較大時，Z型變壓器的三相繞組做成平衡式，可滿足測量需要。當系統不平衡電壓較小時（如全電纜網絡），Z型變壓器的中性點要形成幾十伏不平衡電壓以滿足測量需要。有的廠家采取將接地變繞組不平衡方式運行，即接地變三相繞組不運行在同一分接位置上，以滿足自動調諧消弧線圈裝置信號電壓的需要［10］；而有的廠家會把B相繞組變比減少1%，以滿足中性點不平衡電壓測量的需要。但在變比測試報告中，廠家按出廠條件計算變比誤差，不會超標。本次試驗與廠家進行了聯系，如果沒有特殊標注，一般都是平衡式，所測數據各相間沒有較大差別。

表2 Z型變壓器（額定電壓：10.5／0.4 kV）變比實測報告

表3 Z型變壓器變壓比誤差測試數據%

5 結論

a.在沒有先進儀器的情況下，可采用電壓、電流表法進行變比測試。此方法受各種因素的影響較大，判斷困難。

b.采用普通的變比測量儀，通過轉變變壓器變比的測量方式，可準確測量Z型變壓器的變壓比，但要注意測量變比與額定變比的關系。此技術可靠，且經濟實用［7］。

c.新型感應式智能型變比測試儀可直接測量Z型變壓器的變比誤差，方便實用。

d.變壓器廠家出廠報告中的變比誤差數據絕對值一般不會大于標準（±0.5%），對于有些不平衡型變壓器在結構上需要變壓器B相變壓比減少1%的情況，要慎重對待，考慮周到，須與生產廠家聯系，保證試驗數據正確、可靠。

［1］ 電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗規程：GB50150—2006［S］.

［2］ 趙文中.高電壓技術（第二版）［M］.北京：水利電力出版社，1985.

［3］ 保定天威保變電氣股份有限公司編著.變壓器試驗技術［M］.北京：機械工業出版社，2000.

［4］ 趙意合，王學錦，蔡建輝，等.曲折型變壓器變比的測試［J］.變壓器，2009，46（7）：46－47.

［5］ 吳尊東，盧德銀.曲折型干式變壓器變壓比及接線組別的檢測［J］.高電壓技術，2005，31（3）：88－89.

［6］ 韓 挺，胡德飛.Znyn曲折接線接地變壓器的原理及試驗方法［J］.水利電力機械，2004，26（6）：38.

［7］ 袁均翔，夏強峰，屠曄煒，等.試驗接線方式對Z型接地變壓器變比測試的影響研究［J］.浙江電力，2014，36（4）：64－66.

［8］ 蔡建輝，王學錦，趙意合，等.測試Z型變壓器變比的方法［J］.農村電氣化，2010，32（1）：51－52.

［9］ 李 勇.Z型變壓器的特點及其試驗方法［J］.寧夏電力，2009，39（2）：17.

［10］ 曹小虎，曹小龍，王百順，等.接地變壓器原理及試驗方法［J］.電工技術，2012，33（3）：19－20.

The Variable?voltage Ratio Test of Winding Transformer

LI Li?jun，CHEN Feng?hang，PAN Gui?qi，LIU Peng
（State Grid Dandong Power Electric Supply Company，Dandong，Liaoning 118000，China）

Combining with the structure and characteristics of zigzag type transformer，the abnormal phenomena appeared in ratio tes?ting are analyzed and summarized comprehensively.The solutions and judge ment methods are put forward according to the actual situa?tion.This test provides the accurate testing data and the correct conclusion.

Winding transformer；Ratio test；Abnormal phenomenon；Analysis and treatment

TM41

A

1004－7913（2016）01－0016－03

李麗君（1970—），女，高級工程師，從事高電壓試驗工作。

2015－09－25）