低电压短路阻抗测试在变压器交接试验中的重要性

盛 强

（湖北宜昌供电公司，湖北 宜昌 443003）

国电发［2000］589 号文件《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中15.2.5 条规定：“对110kV 及以上电压等级变压器在出厂和投产前应做低电压短路阻抗测试或用频响法测试绕组变形以留原始记录”；15.6 条又规定：“变压器在遭受近区突发短路后，应做低电压短路阻抗测试或用频响法测试绕组变形，并与原始记录比较，判断变压器无故障后，方可投运。”目前，一些单位对上述规定的执行偏重于用频响法测试绕组变形，依据是GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》中7.0.1 条第11 款：“变压器绕组变形试验”，而7.0.1.条没有明确规定做低电压短路阻抗测试。虽然绕组变形波形的变化对变压器突发短路后的故障检出率很高，但从宜昌电网近两年来在110kV 及以上电压等级的主变交接试验中低电压短路阻抗测试数据暴露的问题来看，低电压短路阻抗测试在交接试验时有绕组变形测试不可替代的作用。

1 概况

宜昌电网近两年来新增220kV 主变5 台、110kV主变13 台，交接试验时都进行了低电压短路阻抗测试及绕组变形测试。

1）绕组变形

由于出厂试验时的绕组变形波形因采用的试验设备不同，与交接试验时的波形没有可比性，因此，以交接试验的绕组变形波形作为原始数据。

2）低电压短路阻抗

对一台已安装完毕还未投入运行的变压器而言，交接试验的低电压短路阻抗值与出厂数据（出厂数据往往有高压法、低压法两个数据，但二者数据基本一致，厂家以高压法的数据作为铭牌数据）比较在正常情况下是没有明显变化的，如果变化过大，则应考虑变压器运输及安装过程中是否出现异常，或者是其他原因。

3）低电压短路阻抗值异常的判定标准

国标 GB1094.5-2003·承受短路能力中明确规定：圆形同心式变压器的电抗在短路电流冲击前后的变化不大于2%；前苏联高压电器研究中心作过大量的统计分析，证明阻抗电压值、短路阻抗值、短路电抗值的变化间接或直接地反映了变压器绕组间的相对位置的变化，并认为这些值的变化率达2%时是应该及时安排芯体检查的警戒限，而5%是不应继续运行的界限。这些规定虽然是针对变压器在遭受近区突发短路后的低电压短路阻抗值异常的判定标准，但同样适用于交接试验，以判断变压器在运输及安装过程中是否出现异常。

2 交接试验发现的问题及分析

在对宜昌电网近两年来新增的220kV 主变5 台、110kV 主变13 台共18 台变压器的交接试验中发现2台变压器的低电压短路阻抗值与出厂数据之间存在异常，其中110kV、220kV 电压等级各一台，异常率为11.11%。因两台异常变压器的情况基本相似，下面重点以A 变电站的一台220kV 主变为例进行具体说明：

1） A 变电站新增220kV2#主变

其铭牌参数如下：

产品型号：SFSZ10-180000/220；

额定容量：180/180/90MVA；

额定电压：（230±8×1.25%）/115/10.5kV；

额定电流：451.8/903.7/4849.6A；

阻抗电压（%） 高—中：12.91 高—低：23.63 中—低：7.74。

交接试验时三相法低电压短路阻抗测试数据见表1。

表1 三相法低电压短路阻抗测试数据

其中，Zk为短路阻抗（Ω）；ΔZmax为短路阻抗三相之间的最大互差（%）；Uk为阻抗电压（%）；Uke为阻抗电压额定值（铭牌值）（%）；ΔUk为阻抗电压偏差值（%）。

试验采用的设备为天水长城电力仪器设备厂生产的CD9882 变压器动稳定状态参数测试仪，根据该仪器的使用说明，当ΔZmax、ΔUk大于2%时，应引起注意，并要求做单相阻抗试验。从表1可以看出，所有数据中，只有高对中的阻抗电压偏差值ΔUk为4.96%，超过了规定要求。为查找原因，进行了如下几项工作：

（1）按要求进行了高对中单相阻抗测试。结果显示A、B、C 三个单相的短路阻抗平衡并在要求范围内，从而排除了因某单相阻抗异常导致阻抗电压偏差过大的可能。

（2）通过查看变压器运输及安装记录以及走访相关人员，确认变压器在运输及安装过程中未出现异常情况，因此也排除了运输及安装的影响。

（3）在排除上述原因后，还有一种情况就是：厂家出厂数据不准确。为此，查看该变压器订货合同中的技术协议，技术协议中明确规定：为保证该变压器与1#主变的并联运行，其阻抗电压值应与1#主变阻抗电压铭牌值一致，即：高对中12.91%，高对低22.61%，中对低7.82%，误差应控制在5%以内。按照2#主变的铭牌值，通过计算得出其与1#主变铭牌值的误差分别为：高对中 0%，高对低4.5%，中对低 -1%，均在5%的控制范围内，但高对中0%的误差，在变压器生产中确实难以实现。

（4）联系变压器厂家共同分析、处理问题。厂家技术人员到场后，首先承认高对中阻抗电压值12.91%系工作人员从原始记录到试验报告过程中的笔误所致，实际值应为13.51%，并用自带的低电压短路阻抗测试仪进行了测试，结果为13.51%，以此数据与技术协议要求的 12.91%计算，其误差为4.6%，在5%的控制范围内；与交接试验值13.55%的偏差为0.29%，在2%的控制范围内。并承诺修改出厂试验报告、更换变压器铭牌。

2）B 变电站新增110kV 1#主变

该变压器与A 变电站新增220kV2#主变异常情况及处理过程基本一致，唯一不同之处是：A 变电站新增220kV2#主变高对中阻抗电压实际值大于技术协议的要求，而B 变电站新增110kV 1#主变高对中阻抗电压实际值小于技术协议的要求，但均在技术协议5%的控制范围内，并且都接近5%的边缘。

3 结论

通过对上述两台变压器异常情况的分析及处理，可以得到以下几点结论：

1）部分厂家为使产品的出厂参数尽量接近技术协议的要求，对出厂试验报告进行了一些处理。以A 变电站新增220kV2#主变为例，其工作人员把13.51%“笔误”成12.91%的说法是不成立的。厂家修改前的出厂试验报告中，用高压法测试高对中阻抗电压时的数据为：施加电流：I0=231.34A，测量电压：U0=15204.03V,阻抗电压：Uk=12.91%。从变压器铭牌值可知高压侧额定电压U=230000V，额定电流：I=451.8A，下面进行计算：

由此可以看出，施加电流I0、测量电压U0、阻抗电压Uk三个数据是一体化的，不可能单独某个数据出现笔误，因此，厂家的说法是不成立的。

2）加强对变压器监造工作的管理。为防止出现类似情况，建议加强对变压器监造工作的管理，特别是对变压器出厂试验的监督。

3）有针对性的制定技术协议。目前，由于国民经济的迅速发展，电力供应需求不断增强，变电站增容的情况不断出现，为使新老变压器能并联运行，在制定技术协议时我们往往对新增变压器阻抗电压要求都统一按老变压器的参数，再加“误差应控制在5%以内”执行，而笔者认为应该根据具体情况来制定。以A变电站新增220kV2#主变为例，其容量为180MVA，高对中阻抗电压为13.51%；而1#主变容量为120MVA，高对中阻抗电压为12.91%，由于变压器负荷分配是与其阻抗电压成反比的，如果两台变压器并联运行，则1#主变的负荷将大于2#主变的负荷，将达不到安全、经济运行的效果。所以，在制定技术协议时，如果新增变压器的容量大于老变压器的容量，那么“误差应控制在5%以内”最好改为“误差应控制在-5%以内”，反之，则为“误差应控制在+5%以内”。

4）建议在GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》7.0.1 条中加入“低电压短路阻抗测试”项目。这样做既可以防止类似情况的出现，又为变压器在遭受近区突发短路后的试验、故障判断提供了原始数据。