一種中間變壓器在溫升試驗中的特殊接線方法

葉衡 阮煒 李林達

【摘 ?要】大型變壓器的溫升試驗由于損耗高，電流大，對中間變壓器及電源設備有較高的要求，在實際出廠試驗中，可能出現試驗設備不能滿足溫升試驗需要的情況。需要設計一些特殊的試驗方法，在電源設備不變的情況下滿足溫升試驗要求。本文結合真實的案例，介紹了一種中間變壓器試驗的特殊接線方法。該方法巧妙利用三相變壓器鐵芯磁通守恒原理，通過設計解決方案及模擬仿真的驗證，對中間變壓器試驗過程中可能存在單相過勵磁、局部過熱、電壓畸變等分險的分析，再到試驗過程空載及負載狀態下的一步步驗證，最終成功完成了大型變壓器溫升試驗，結果和設計值一致。

【關鍵詞】中間變壓器;試驗變壓器;溫升試驗;特殊接線方法;風險分析;

Abstract：As high current and losses applied in temperature rise test of large transformer，matching transformer and power supply need higher capacity to meet test requirement.Practically some ultra-high capacity products cant reach required condition because of test facilities limit.Therefore it is meaningful to design special setup to meet test requirement without updating devices usually bringing much cost.This article introduces a special setup method of matching transformer with real cases.The method is based on flux conservation in iron core of three phases transformer，design solution and simulate verification，analyze possibly single phase over excitation，partial overheat，voltage distortion and so on，test verification at no load and load condition，finally successfully perform ultra-high capacity transformer temperature rise test，and test results meet design value.

1引言

中間變壓器是變壓器試驗室廣泛使用的試驗設備。通常中間變壓器電壓檔位調整范圍很大，試驗電源通過中間變壓器的合適檔位，變換出試驗需求的電壓、電流，并施加到被試變壓器上。中間變壓器（以下簡稱中變）低壓側連接試驗電源，高壓側連接有電壓、電流互感器，補償電容器、電抗器等，組成試驗系統。

大容量、高電壓等級的變壓器試驗，尤其是溫升試驗，需要的電壓、電流值非常高，可能出現超過試驗電源和中變調整范圍的情況。此時，一種方案是改用更大容量的電源、中變，相應的線路連接也要隨之改換，工作量較大，也需要足夠的空間;另一種方案是在原有中變高壓側到試品間再加一臺臨時中變，此時需考慮臨時中變的容量、體積，補償電容器，電壓、電流互感器和功率分析儀的接入點。如果設備位置、接線基本固定，更改同樣極為困難。

本文描述了一種中變改用特殊接線的方案，滿足一臺大型變壓器溫升試驗要求。通過對試驗現象、試驗結果分析，評估此方案對試驗數據、設備安全的影響，提出了該方法靈活使用試驗設備，擴充試驗系統能力的可行性。

2問題提出

3設計解決方案

因被試變壓器是單相，考慮改變常規的中變接線，提高中變高、低壓側的變比，降低試驗電源的輸出電壓，使其低于額定值。設計如圖2所示的回路連接方式：

在新方案中，電源單相輸入，兩相串接輸出。即電源從中變低壓側oa（oc亦可）輸入，短接高壓側OB，從高壓AC輸出。此時，主磁通無法通過B相磁柱，經由A、C兩柱閉合。通過對低壓oa施加電壓u，在A、C兩相中感應出大小相等、方向相反的電壓U=u*k，則AC相間電壓為2u*k。

通過此接線，可以使輸出電壓與輸入電壓比增大一倍，即試驗時電源輸出電壓降為6.1kV，在設備額定范圍內。

3.1這種回路連接是否影響電源波形，如導致電壓波形畸變或電壓波動，從而影響試驗結果的準確。

4試驗過程驗證

4.1中變空載狀態

按圖2設置回路連接電源、中變，施加中變高壓側AC電壓到試品溫升試驗電壓148kV，維持1小時，期間監測A、C端局部放電信號，中變本身的噪音、過熱情況，外部線路狀況。

空載狀態下，實測變比和計算變比一致，中變AC兩相電壓幾乎相等，波形良好。中變未出現明顯局放信號，也無異常噪聲、過熱。外部線路除個別連接尖端位置有電暈放電外，無其他異常。

帶負載狀態

4.2按圖2設置回路，連接試品，進行溫升試驗。緩慢升壓，并監測試驗線路各部分狀態。輸出電壓波形良好，AC、oa間電壓符合變比，但A、C兩相間電壓存在偏差。施加電壓約100kV時，中變出現明顯噪音，此時A、C相間電壓偏差約3kV，波形未畸變。OB短接線上電流約1A。

4.3改變電容器的補償數量，使其從欠補變為過補狀態，即通過中變的電流由感性變為容性。至148kV時，中變有明顯噪音，約70db，A、C相間電壓偏差約5kV，波形未畸變。OB短接線上電流約2A。