一台220 kV变压器额定容量不达标准的论证

王建伟，张学东，刘 玲

（国网山西省电力公司晋中供电公司，山西 晋中 030600）

一台220 kV变压器额定容量不达标准的论证

王建伟，张学东，刘 玲

（国网山西省电力公司晋中供电公司，山西 晋中 030600）

电力变压器额定容量是关键参数，可是在变压器额定容量监督管理方面却存在漏洞，当前还没有直接测试变压器额定容量的方法。个别变压器生产厂家偷工减料、压缩成本，在变压器铭牌标示数据上作假，造成生产的变压器额定容量达不到铭牌容量，运行这样的变压器，安全有隐患，经济不达标。以某变电站一台220 kV变压器为例，阐述变压器额定容量不达标的严重危害。

大型电力变压器；空载损耗；空载电流；负载损耗

0 引言

电力变压器额定容量不达标准，变压器负载损耗必然超过国标，变压器过载能力必然被削弱。和额定容量达标的变压器比较：在相同负载下，损耗要增大，温升要增高，电能浪费要增加，用电成本要增加，变压器用户利益受到损害。在变压器发生短路时，变压器抗短路能力将严重不足，变压器动、热稳定能力将严重不足，变压器故障概率大大增加。以某区域抽样统计分析发现，系统中额定容量不达标的变压器超过10%，多数供电公司有额定容量不达标的变压器。鉴于此，故有深入分析额定容量不合格变压器影响之必要，采取相应的技术经济措施，保障变压器安全运行。同时，以科学的理念，先进的技术，制约个别变压器生产厂家的弄虚作假行为[1-2]。

以统计的区域为代表，系统中额定容量不达标的变压器超过10%。只因为系统中多数变压器没有工作在额定负载状态，有大量的变压器长期只带50%以下的负载，低负载运行保护了容量不达标变压器，暂时隐藏了变压器额定容量不足的危害。

1 220 kV变压器额定容量不达标准问题的提出

因为与同型号的变压器直流电阻值比较差异过大，所以引出了对某变压器额定容量不达标的怀疑。某220 kV变电站2号主变，由A公司2011年制造，型号为SFSZ10-150 000/220。该变压器与同型号SFSZ10-150 000/220型其他变压器比较，其直流电阻、空载损耗都大许多，见表1。针对此问题，试验人员对其铭牌额定容量标示值产生了怀疑。

1.1 某变电站220 kV变压器与同型号变压器直流电阻偏差很大

表1中数据分别为3台变压器出厂试验数据换算到75℃时的值，而且3台变压器现场直流电阻试验值与其出厂值相符。

a）某站2号主变高压侧额定分头直流电阻值0.516 347Ω，超过同型号的云山站2号主变高压侧额定分头直流电阻0.277 4Ω,86.1%，某站2号主变高压侧直流电阻值是云山站2号主变高压侧直流电阻值的186.1%。

表1 3台同型号220 kV三绕组150 000 kVA变压器直流电阻比较

b）某站2号主变中压绕组直流电阻0.144 093 Ω,超过同型号的东观站2号主变中压绕组直流电阻0.078 389Ω 83.8%，即某站2号主变中压侧直流电阻值是同型号东观站2号主变中压绕组直流电阻值的183.8%。

c）同型号的变压器绕组匝数雷同，长度相近，某变电站2号主变直流电阻超越云山站2号主变直流电阻80%以上。依据导线电阻公式R=ρL/S（R为电阻，L为铜导线长度，ρ为铜电阻率），对于同型号变压器同样电压等级绕组的铜线：电阻率ρ相同，铜线长度L相近，所以电阻比近似等于铜线截面积S的反比。某站2号主变直流电阻值是云山站2号主变直流电阻值的186.1%，那么某站2号主变绕组铜线截面积就是云山站2号主变绕组铜线截面积的100/186.1=53.7%,其用铜接近于云山站2号主变用铜 53.7%，少用铜 46.3%。 若制造 1台SFSZ10-150 000/220型变压器用铜25 t,则估计制造该主变少用铜近11.5 t，以减少用铜来分析，变压器生产厂家节约费用40余万元，变压器抗短路能力却下降46.3%以上。

1.2 某站2号主变空载损耗偏大

某站2号变压器铭牌空载损耗为119.393 kW，而同型号的云山变电站和东观变电站变压器铭牌空载损耗为81.9 kW左右，空载损耗超出45.7%，见表2。

1.3 某站2号主变高中压侧电阻损耗偏差很大

表2 3台变压器高中压侧电阻及铭牌损耗

a）某站2号主变高中压侧电阻损耗461.62 kW，超过了同型号云山站2号主变高压、中压侧电阻损耗299.59 kW,54.1%。

b）某站2号主变高中压侧电阻损耗461.62 kW，超过了同型号北田站2号主变高压、中压侧电阻损耗310.4 kW，48.7%。

2 某变电站220 kV变压器容量不足的论证

变压器额定负载状态温升不超标是衡量变压器额定容量是否合格的依据。A级绝缘温升要求低于65℃。变压器内部发热主要原因是由于变压器负载损耗和空载损耗转化为热能。变压器损耗超标会造成变压器温升超标，同时变压器冷却装置用电将大量增加，变压器负载损耗和空载损耗超标必然造成变压器额定容量不足。

2.1 某变电站220 kV变压器铭牌错误

某站2号主变铭牌标示的负载损耗数值错误。变压器负载损耗包括变压器最大一对绕组75℃时的直流电阻损耗和附加损耗，附加损耗包括绕组涡流损耗、并绕导线环流损耗、杂散损耗和试验引线损耗。所以正常变压器额定负载损耗一定大于75℃时最大一对绕组的直流电阻损耗。而某站2号主变高中压侧直流电阻损耗461.2 kW，铭牌负载损耗却为384.518 kW，变压器一对绕组的直流电阻损耗反而大于包含这对直流电阻损耗的负载损耗19.9%，道理讲不通，好比x和y均大于0，而逻辑x＞x+y，这样的逻辑是不成立的。所以该变压器铭牌负载损耗数值错误，该变压器生产厂家在变压器铭牌上作假。

2.2 某变电站220 kV变压器负载损耗超过国家标准

某站2号变压器负载损耗为高低压两侧换算到75℃直流电阻损耗与附加损耗之和，75℃时某站2号主变高中压侧直流电阻损耗461.2 kW，以同一台变压器空载损耗数值来近似附加损耗，该变压器空载损耗为119.393 kW，近似估算负载损耗PJ=PR+P0=461.2 kW+119.393 kW=581 kW，超过了该型号变压器负载损耗国标487 kW达94 kW。近似计算负载损耗来自于对某区域多台的变压器的统计，不完全归纳推理所得结论。近似计算负载损耗为一台变压器最大的一对绕组直流电阻损耗加上空载损耗的数值。该数值与该变压器铭牌负载损耗数值比较，误差在5%以内。

3 变压器额定容量不达标准的危害

a）变压器额定容量不达标准，即变压器实际额定容量低于铭牌额定容量。容量不达标变压器按铭牌额定容量带负载时，必然过载，会严重缩短变压器使用寿命。

b）变压器额定容量不达标准，在相同负载情况下，变压器损耗会大于额定容量达标的变压器，增大温升，变压器温升每升高6℃，寿命将减少一半。

c）增加的电能损失。以某站2号主变为例：某站2号主变近似计算负载损耗581.013 kW，云山2号主变负载损耗394 kW，某站2号主变负载损耗多出187 kW。一年多损耗电能达到：187 kW×24 h×365=1 638 120 kW·h。若以30年使用寿命计，则多损失4 914万kW·h。另外，变压器冷却装置同样要增大电量损耗。

d）变压器额定容量不达标准，变压器动热稳定能力将下降，抗短路能力将严重下降，增加主变故障，造成主变损坏。

4 结论

电力变压器绕组直流电阻可准确测试，变压器出厂报告中绕组直流电阻测试都是可信的，利用变压器两侧绕组换算到75℃时的直流电阻值和绕组对应侧的额定电流来计算变压器两侧绕组的电阻损耗：星形接法,；三角形接法,（PR为换算到75℃时的变压器两侧绕组电阻损耗；R1、R2分别为换算到75℃时原边、副边绕组直流电阻测试值；I1N、I2N变压器原边、副边额定线电流）。换算到75℃时的变压器两侧绕组电阻损耗若比变压器铭牌负载损耗还大，那么变压器铭牌肯定作假，变压器额定容量一定达不到国家标准。

[1] 沈阳变压器研究所，特变电工沈阳变压器集团有限公司. GB/T6451—2008 油浸式电力变压器技术参数和要求[S].北京：中国标准出版社，2008.

[2] 中华人民共和国工业和信息化部.JB/T3837—2010 变压器类产品型号编制方法[S].北京：机械工业出版社，2010.

Illustration of a 220 kV Transformer's Actual Rated Capacity not Consistentw ith the Named Rated Capacity

WANG Jianwei，ZHANG Xuedong，LIU Ling
（State Grid Jinzhong Power Supp ly Com pany of SEPC，Jinzhong，Shanxi 030600，China）

Power transformer rated capacity is the key parameter，while the supervision on rated capacity isnotperfectand there is nomethod for testing the capacity of the transformer directly.Some transformer producer play tricks on data plate in order to keep down costs，as a result，the actual rated capacity is not consistent with what the data plate shows.There are hidden dangers on such transformers.In this paper，a 220 kV transformer is taken asan example to illustrate the harm of the transformersnotup to the standard.

large-scale power transformer；no-load loss；no-load current；load loss

TM403

A

1671-0320（2015）05-0012-03

2015-06-10，

2015-07-28

王建伟（1968），男，山西平遥人，1993年毕业于葛洲坝水电工程学院电力系统及其自动化专业，高级工程师，从事电气设备技术监督管理工作；

张学东（1971），男，山西长治人，2012年毕业于武汉大学计算机软件工程专业，硕士，高级工程师，从事供电生产管理和科技信息管理工作；

刘 玲（1973），女，山西孟县人，1995年毕业于华北电力大学计算机应用专业，高级工程师，从事科技信息工作。