变压器低电压短路阻抗测试方法分析

徐敏

摘 要：作为重要的电力设备，变压器运行状况直接影响着电力系统发电效益，对用电安全具有至关重要的作用。当前变压器运行过程中非常容易受到短路电动力的影响，在上述环境中形成绕组变形，严重损害了变压器性能。为了防止上述绕组形变，文章从当前火电设计中的变压器负荷状况出发，对低电压短路阻抗的测试方法进行研究，依照上述内容形成了对应变压器绕组形变测试分析体系，对变压器低电压短路阻抗测试方法进行了深入挖掘，望为今后电力系统变压器设置提供一些参考。

关键词：变压器 绕组形变 短路阻抗 测试分析

中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0065-01

现代火电设计中厂用电系统越来越庞大，变压器在火电厂扮演了不可或缺的角色。短路阻抗值作为变压器并列运行的三个必要条件之一，能够在并列运行的变压器间起平衡负荷的作用。针对这种现状出台的绕组变形试验规定充分满足了建设和运行的需要，以前的标准一般要求在变压器出现短路故障后再进行绕组变形测试，但是随着电力行业近年来运行事故的实际情况，为考核变压器的抗短路能力在2006版交接试验标准中就明确了现场实现各项指标。

1 低电压短路阻抗测试主要方法

工程中主要采用阻抗电压百分数来对变压器绕组变形程度进行判断。而现场短路阻抗百分数测定又做为变压器的原是指纹数据进行保存，以用于变压器故障或预防性试验数据进行对比。

1.1 短路阻抗测试电源容量的选择

对变压器高压侧有电流互感器时，试验前电流互感器二次侧必须短接。现场一般将变压器低压侧可靠短接，在高压侧加电流至额定值，测量其阻抗电压。短路试验电源容量可按照下式选择：

S≥Se·uk/100·（Ik/Ie）2

1.2 降低电流的短路阻抗测试

由于测试短路阻抗所需容量较大（可能占试品容量的5～20%），随着试验电流的降低，所需容量成平方关系下降。故在现场试验多采用降低电流的试验方法进行测试。试验电流下的阻抗电压可按照下式换算成额定电流下的阻抗电压：

Uk=Uk ·Ie/I

I为试验电流

Uk为在I试验电流下测得的阻抗电压

1.3 单相电源的短路阻抗测试

其试验方法就是将低压侧三相用线进行可靠短接，在高压侧加单相电源进行三次测试，并逐相进行比较以判断故障相。高压侧为Y型连接的变压器可按照下式换算成三相短路阻抗电压：

uk=（√3（UKab+UKbc+UKac）/6Ue）×100

高压侧为△连接的变压器可按照下式换算成三相短路阻抗电压：

uk=（（UKab+UKbc+ UKac）/3Ue） ×100

1.4 专用短路阻抗测试仪进行试验

四川某600MW机组工程中采用保定精益公司生产的BDZC-3218D型低电压短路阻抗测试仪对部分厂用变压器进行试验。试验测试数据如下：

UAB=32.8 UBC=33 UAC=32.8

IAB=8.144 IBC=8.23 IAC=8.036

仪器测试结果为阻抗uk=8.14%，额定铭牌阻抗电压百分数为8.19%误差为-0.61%。能够满足现场测试的需求。测试结果与厂家出厂值相比有一定离散性，但一般不超过3%。

1.5 短路阻抗测试连接标准

短路阻抗在测试连接的过程中要通过伏安测试内容完成，通过伏安法短路单相或三相变压器，对变压器运行状况进行单独分析，从而计算出变压器短路阻抗值。测试过程中相关人员可以将变压器一侧短路连接，通过其他端电压的加入，给予变压器电压。电压加入后对变压器绕组中的电流、变压器阻抗上的电压进行测量和记录，由两者基波分量的比值计算出短路阻抗值。在实际操作的过程中人员要严格依照变压器运行安全标准，尽量在低压绕组侧进行短路处理。

2 消除现场干扰对测试结果的影响

采用低电压短路阻抗法测试大容量变压器时。由于测试回路的功率因数很低，有时低到0.02左右，加之现场强磁场、强电场干扰，试验电流波形严重畸变，因此在测试时应注意消除以下几个问题的干扰。

2.1 谐波对现场测试状况的干扰

谐波是导致系统中出现干扰的重要因素。在现场处理的过程中人员要控制要对谐波的滤波处理，要尽量选取滤波性能较高的短路阻抗测试仪，从而保证谐波控制的有效性和合理性。与此同时，在处理的过程中人员还要对软硬件谐波控制进行结合，要通过软硬件参数的设置达到谐波抑制，提升测试效益。

2.2 电源电压对现场测试状况的干扰

电源电压可以造成现场工作的过程中系统出现不稳定性，导致短路测试误差的可能性加大。因此在实际测量的过程中人员要控制好电源电压稳定性，要尽量选取较稳定的电压源。相关人员测量过程中可以通过平均法多次测量数据，对其进行处理，最大限度降低数据误差。除此之外，人员还要尽量减少测试时间，尽量在测量周期内完成信号的采集与分析。

2.3 50 Hz同频对现场测试状况的干扰

50 Hz同频在控制的过程中需要从硬件着手，要能够通过测试仪器的调整消除50 Hz同频，从而提升测试的准确性。该过程中人员要通过测试仪器极性转换法或测试仪电压提升法最大限度抑制220 V交流电源耦合产生的干扰。

3 变压器绕组变形测试结果分析判断

国标GB1094.5-85《电力变压器》中明确指出在对变压器绕组形变进行分析的过程中要依照电流冲击状况完成指标分析，其具体分析依据为：“圆形同芯式变压器的电抗法在短路电流冲击前后的变化不大于2%”，作为判断变压器是否需要进行芯体检查的依据。

4 结语

总之，短路阻抗值的变化直接与变压器绕组的结构具有非常密切的关联，在测试的过程中可以通过短路阻抗法完成对变压器的测试，依照测试结果实施对应控制，从而保证变压器顺利工作。在具体测试工作进行的过程中人员要能够控制好测试精度，对可能出现的干扰因素进行排除，要能够准确采集数据和处理数据，对仪器进行合理分析，从本质上提升变压器绕组的变形测试，为后续工作打下坚实的基础。

参考文献

[1] 四川电力试验研究院编.高压电气设备试验方法[M].2版.中国电力出版社，2004.

[2] 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》2006年11月1日实施中华人民共和国建设部及中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布[Z].

[3] 国家标准GB1094.5-85《电力变压器》[S].

[4] 变压器试验技术[M].机械工业出版社，2004.endprint