试验接线方式对Z型接地变压器变比测试的影响研究

袁均祥，夏强峰，屠晔炜，周咏槟，和巍，沈欢庆

（国网浙江省电力公司嘉兴供电公司，浙江嘉兴314033）

经验交流

试验接线方式对Z型接地变压器变比测试的影响研究

袁均祥，夏强峰，屠晔炜，周咏槟，和巍，沈欢庆

（国网浙江省电力公司嘉兴供电公司，浙江嘉兴314033）

配电网中常采用从Z型接地变压器的高压侧引出接地点并加装消弧线圈装置的方式来限制单相接地故障电流，以确保电网的可靠性和安全性。通过对不同接线方式下Z型接地变压器变比试验的影响研究，分析了造成不同接线方式下试验结果存在差异的原因，提出了Z型接地变压器变比试验的正确接线方法及注意事项。

接地变压器；变比测试；试验接线方式

在35 kV以下的配电网中，当系统电容电流较小时，一般采用中性点不接地方式，而当系统电容电流达到一定程度时，为使单相接地时接地电弧能迅速熄灭，往往采用中性点经消弧线圈接地的方式[1-2]。由于电力变压器的低压侧多采用三角形接线，因此需通过接地变压器将消弧线圈接入到系统中。通常采用Z型接地变压器，从高压侧引出接地点，并加装消弧线圈装置来限制单相接地故障电流，以确保电网的可靠性和安全性[3-4]。测量Z型变压器变比是重要的试验项目，能有效检查变压器绕组匝数比和分接开关档位的正确性，在变压器发生故障时，还能检查变压器是否存在匝间短路故障。

1 Z型接地变压器的特点

1.1 Z型接地变压器的接线原理及相量关系

常用Z型接地变压器的连接组别为ZN，yn11，接线原理如图1所示，三相铁心每个心柱上的绕组被平均分为两部分，如A相铁心柱上装有高压绕组AAm，Am′N和低压绕组an。AAm与Am′N绕向相同，为同极性，根据高、低压侧各绕组的极性及其相互联结关系，以低压Ua，Ub，Uc为基准相量，相量图如图2所示。

高、低压侧各相量间关系为：

图1 ZN，yn11接地变压器的接线原理

图2 ZN，yn11接地变压器的相量图

1.2 Z型接地变压器变比理论值分析

根据变比试验原理及高低压侧各相量间关系，可得出理论条件下的额定变比（N为线圈匝数）。

（1）AB/ab型接线

（2）AN/an型接线

（3）AN/ac型接线

1.3 Z型接地变压器的特点

Z型接地变压器的特殊结构使其具有较高的正序和负序阻抗。同心柱上2个绕组流过相等的零序电流时，2个绕组产生的磁通相互抵消，所以零序阻抗只相当于漏抗，其值不大。因此，在系统正常运行时接地变压器阻抗很高，等于励磁阻抗，绕组中只流过很小的励磁电流。当系统发生接地故障时，因零序阻抗很小，绕组将流过较大的零序电流[5-6]。

2 Z型接地变压器的变比测试方法

2.1 不同试验接线方式下的变比测试

对某110 kV变电所中型号为DKSC-700/100/ 10.5，联接组别为ZN，yn11的1号接地变压器进行试验。采用型号为HZST70变比测试仪的变比电桥，分别采用AB/ab，AN/ac（低压侧非被试相悬空）、AN/ac（低压侧非被试相短接）、AN/an（低压侧非被试相短接）共4种接线方式进行试验，试验结果如表1—4所示。

表1 AB/ab接线试验数据%

表2 AN/ac（低压侧非被试相悬空）接线试验数据%

表3 AN/ac（低压侧非被试相短接）接线试验数据%

表4 AN/an（低压侧非被试相短接）接线试验数据%

2.2 变比测试结果分析

（1）从表1可以看出，采用AB/ab接线时，测得的变比偏差较大，且三相不平衡较为显著，这是因为在AB相上施加单相交流电源时，B相接线柱上的磁通ФB与C相接线柱上的磁通ФC方向相同，而ФA方向相反。如果忽略漏磁的影响，则有：ФB+ФC=ФA，即ФB与ФA不相等，因而不满足测量相磁通相等的要求，使测得的值与计算值（理论值）差别较大。

（2）从表2可以看出，采用AN/ac接线，仍然存在测得的变比偏差较大且三相不平衡较为显著的问题。这是因为在实际制造过程中不可能完全保证每个心柱上的绕组匝数相等且被均分为上、下2个部分。以AN/ac接线为例，当AN施加单相交流电源、ac作为测量端且b相悬空时，由于AAm绕组与Cm′N绕组匝数的差异，因而导致ФA与ФC不相等，在B相形成漏磁，破坏了测试条件，使得测量值出现不准确的情况。

（3）表3和表4的相关数据显示，在低压侧非被试相短接的情况下，无论是采用AN/ac接线还是AN/an接线，实测值与计算值（理论值）均较为接近，且三相的偏差较小。这是因为当AN施加单相交流电源时，如将B相低压绕组短接，使ФB被强制为0，磁通限定在A相和C相心柱形成的环路内，ФA=ФC，忽略了绕组漏抗的影响，从而使试验条件完全满足电压比电桥测试要求。

（4）一般认为，AN施加单相交流电源时，AN的途径是A相上绕组加C相下绕组，因此在测量变比时，往往以ac作为低压端接入变比电桥。实际结果显示，低压侧以an作为测量端，同样可以得到较为准确的结果，但需要注意，在AN施加单相交流电源时，这两种方式下，由于低压侧电压值Uac与Uan间存在2倍的关系，即Uac= 2Uan，2种条件下的额定变比值前者为后者的1/2。

3 结论

（1）与常规变压器相比，Z型变压器结构较为特殊，在测试变比过程中，易受非被试相磁通的影响，因此不宜采用AB/ab型接线，应采用单相测试法。

（2）在实际制造过程中不可能完全保证高压侧每个心柱上的绕组匝数绝对相等，且被均分为上、下2个部分，为消除非被试相的影响，应短接低压侧非被试相。

（3）采用AN/ac接线和AN/an接线均可以得到较为准确的试验数据，但在试验过程中应注意两种条件下额定变比的比例关系。

[1]叶建新，李燕.变电所设计中接地变、消弧线圈及自动补偿装置的原理和选择[J].科技传播，2013（1）∶119-120.

[2]范学智.变电所设计中接地变、消弧线圈及自动补偿装置原理和选择[J].科技信息，2012（30）∶382.

[3]蔡建辉，王学锦.测试Z型变压器变比的方法[J].电器设备，2010（1）∶51-52.

[4]李勇.Z型变压器的特点及其试验方法[J].宁夏电力,2009（2）∶16-17.

[5]贺春，刘力军.Z型变在中性点经小电阻接地电网中的应用[J].继电器，2006，11（34）∶15-17.

[6]李大厚，卢玉成.ZN，yn11接地变压器变比误差测量[J].广东电力，2005，1（18）∶48-49.

（本文编辑：龚皓）

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，工程师，从事电气试验工作。