電氣試驗中電力變壓器繞組錯誤接線探討

劉弋莘 蒲星

摘要：電力變壓器是供電線路的核心部件，隨著電力行業的不斷發展，電力變壓器也成為電氣試驗的重要研究對象。而繞組是電力變壓器的核心部位，倘若在電氣試驗中出現錯誤接線的情況，不僅會影響電氣試驗的結果，甚至會因此引起嚴重的安全事故。鑒于此，本文主要對電氣試驗中電力變壓器繞組錯誤接線的問題進行分析，具體對這一問題產生的原因及檢測方法進行分析，以供參考。

關鍵詞：電氣試驗;電力變壓器;繞組;接線錯誤;原因;檢測方法

引言

在電力系統運行管理中，電氣試驗發揮著重要的作用，其主要是通過對電力系統中各個設備和線路進行檢測的方式，從而掌握各個設備和線路運行的狀況，一旦發現有異常，可及時采取有效措施處理，以確保電力系統安全穩定運行。而電力變壓器作為供電線路的核心部件，更是電氣試驗的重點關注對象。由于電力變壓器在運行過程中，不可避免會遇到短路沖擊，即便內部自帶的斷路器能通過啟動應急機制迅速將短路故障切除，但在外部諸多因素的作用下，有時自動裝置并不會有所動作，此時就會使得系統無法正常運行，甚至導致設備異常和短路，繞組燒毀。對于電力變壓器而言，繞組是核心部位，如果繞組出現故障，不僅會影響電氣試驗的結果，還會引發安全事故，嚴重威脅試驗人員的人身安全。因此，現階段對于電力行業相關人員而言，需要重點加強電力變壓器繞組接線問題，要深入對避免繞組錯誤接線問題進行研究。

1電氣試驗的概述

電氣試驗主要分為兩類：一類是破壞性試驗，主要是為了更加直觀對被試驗設備的極限性能進行測定，從而獲得極限參數。但由于破壞性試驗會損壞電氣設備的性能和質量，加之試驗風險較大，因此對試驗人員的專業素養要求較高，也需要試驗人員做好安全防護工作。在破壞性試驗中，比較常用的是直流耐壓試驗和交流耐壓試驗這兩種。而在對電力變壓器進行破壞性試驗時，就需要確保電力變壓器具有較高的性能，如果出現繞組接線錯誤，就會引起設備故障;另一類是非破壞性試驗，這一類試驗主要是在低電壓下進行，危險性較低，且不會對電氣設備的性能造成太大的影響。在非破壞性試驗中，比較常用的是動作特性試驗和泄漏電流試驗這兩種。而在對電力變壓器進行非破壞性試驗時，如果出現繞組接線錯誤，就會降低試驗結果的精準度。

為更好地明確電力變壓器繞組錯誤接線帶來的影響，以頻率響應法為例，這一檢測方法是電氣試驗中較為常見的檢測方法，試驗接線圖如下圖1所示。按照圖1的接線情況進行電氣試驗中，對電力變壓器繞組的一端施加掃頻信號，以此輸出不同頻率的電壓。然后通過掃頻測量技術，對電力變壓器繞組頻率的響應情況進行測量，并所獲得的測量結果進行縱向或橫向的對比分析，以此對繞組結構特性及實際性能進行判斷。而由于圖1中為錯誤的接線方式，所以在電氣試驗中所測量的諧振頻率和電感值較大，從而使得試驗數據結果并不準確，并不能用于后續工作中。

圖1 ?繞組錯誤接線示意圖

2電力變壓器繞組錯誤接線的原因及試驗檢測方法

2.1 ?原因

導致電力變壓器繞組接線錯誤的原因有許多，比較常見的原因是受到機械力和電動力的影響，使得電力變壓器繞組尺寸與形狀出現了不可逆的變化，具體表現為軸向與徑向尺寸發生變化;電力變壓器發生位移;繞組扭曲、鼓包等。

2.2 ?檢測方法

如何判斷電氣變壓器出現繞組錯誤接線，就需要通過電氣試驗檢測分析。目前在驗證電力變壓器是否出現錯誤接線時，會運用到電力變壓器吊罩檢查這一方法，這一方法的優勢是檢測準確率較高，但也有其局限性，主要表現為這一檢測方法操作較為繁瑣，且檢測成本較高，還會對電力變壓器本身造成損壞，因此并不能作為電力變壓器繞組錯誤接線常用的檢測方法。對此，以下具體介紹幾種較為實用的檢測方法：

（1）單相電源法。在驗證電力變壓器繞組是否存在錯誤接線的問題，可采用單相電源法進行檢測。這一檢測方法主要有兩種接線方式：一種是以短接的方式與本側繞組的端子連接，分別與A-B、B-C、C-A端子短接，形成封閉的電路系統。之后通過提供電源的方式對每個繞組的參數進行分別測量，最后依據測量參數的變化情況，以此對電力變壓器繞組是否存在接線錯誤進行判斷。如果參數變化較為激烈，則證明電力變壓器存在繞組錯誤接線的問題。需要注意的是，在運用這種方式進行檢測時，應確保非被繞組開路后再進行端子的短接;另一種是以短接的方式與對側繞組的端子連接，分別與a-O、b-O、c-O端子短接，之后將單相電源施加在B-C、C-A、A-B端子處，并對各參數變化情況進行分析，以此判斷繞組接線是否存在錯誤，若參數變化較為劇烈，則證明該電力變壓器繞組接線錯誤。

（2）三相四線法。三相四線法也可用于判斷電力變壓器繞組是否接線錯誤，這一檢測方法與單相電源法最大區別，在于其是對所有的繞組端子進行短接，并連接三相電源，從而實現對所有繞組復合參數的測量，進而通過對比參數情況來判斷繞組接線是否錯誤。也因此要比單相電源法的檢測效率要高。

（3）低壓電抗法。這一檢測方法主要是將測量所得的短路阻抗與電力變壓器的標準定額鍛煉阻抗進行對比，從而對電力變壓器的繞組接線是否錯誤進行判斷。一般情況下，可分為兩種對比方式：一種是橫比，即將同個參數三個單相值進行比對，正常情況下，若電壓值小于220kV，在對容量小于或等于100MVA的電力變壓器進行測量時，三個單相參數差在2.5%范圍內;若電壓值超過220kV，在對容量大于100MVA的電力變壓器進行測量時，三個單相參數差在2%范圍內。如果參數變化較大，則說明該變壓器繞組存在接線錯誤的問題。另一種是縱比，即在同一參數下對所測量的數據與原始數據進行比對，通過對比二者之間的差值來對電力變壓器繞組接線是否錯誤進行判斷。正常情況下，電壓值小于220kV，在對容量小于或等于100MVA的電力變壓器進行測量時，測量值與原始值的差比應在2%范圍內，若超出這一范圍，則證明該電力變壓器繞組接線錯誤;在對電壓值超過220kV且容量大于100MVA的電力變壓器進行測量時，測量值與原始值的差比在1.6%范圍內屬于正常狀態，若超出這一范圍，則說明該電力變壓器存在繞組接線錯誤的問題。

上述這三種檢測方法的優勢均是成本較低，操作簡單，且檢測效率高。為對這三種檢測方法進行驗證，以某次電氣試驗為例，試驗的電力變壓器電壓是220kV，為確保試驗結果的準確性，此次電氣試驗進行了三次試驗，且三次試驗所采用的方法分別是單相電源法、三相四線法和低壓電抗法，以此對電力變壓器的繞組是否接線錯誤進行檢測。試驗結果為：①采用單相電源法后，發現所有測量值變化浮動較大，超過5%的標準水平，且超出了正常水平，由此可得知電力變壓器繞組接線錯誤;②采用三相四線法檢測測量時，測量值劇烈變動，差值在4.5～15.2%間浮動，平均值也高出標準范圍5.8%，可見該電力變壓器存在繞組接線錯誤問題;③采用低壓電抗法檢測測量時，橫比差值在4.5～8.1%，縱比差值在5.4～7.5%范圍，均超出了標準范圍，由此可判定該電力變壓器繞組接線錯誤。綜合這三種檢測方法的試驗結果，在數據比對后，基本確定該電力變壓器存有繞組接線錯誤的問題。

結語：

總之，電力變壓器繞組接線錯誤會帶來嚴重的影響，不僅會降低試驗結果的準確性，還會破壞電力變壓器。因此在電氣試驗時，要結合實際情況，采用合適的試驗檢測方法，建議采用多種檢測方法共同檢查，并規范操作，以明確變壓器是否存在繞組接線錯誤問題，從而及時采取有效措施解決，進而確保電氣試驗安全穩定進行。

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