短路阻抗法变压器绕组变形测试技术探讨.PDFVIP

短路阻抗法变压器绕组变形测试技术探讨 何文林 陈全红 摘要 详述了变压器短路阻抗法的基本原理，并提出了以绕组变形为目的的短路阻抗测试仪 必须满足的基本要求，介绍了变压器短路阻抗测试的基本接线及变形测试的判断原则。 1 前言 变压器是电力系统中主要电气设备之一，对电力系统的安全运行起着重大的作用。在变 压器的运行过程中，其绕组难免要承受各种各样的短路电动力的作用，从而引起变压器不同 程度的绕组变形。绕组变形以后的变压器，其抗短路能力急剧下降，可能在再次承受短路冲 击甚至在正常运行电流的作用下引起变压器彻底损坏。为避免变压器缺陷的扩大，按华东电 力公司和省电力局的有关变压器类设备的反事故技术措施的要求，对已承受过短路冲击的变 压器，必须进行变压器绕组变形测试。　 变压器绕组变形测试的方法主要有短路阻抗法、低压脉冲法和频响分析法等 3种。现就 短路阻抗法变压器绕组变形测试技术问题作进一步的分析和研究。　 2 短路阻抗法变压器绕组变形测试的基本原理 变压器的短路阻抗是指该变压器的负荷阻抗为零时变压器输入端的等效阻抗。短路阻抗 可分为电阻分量和电抗分量，对于 110kV 及以上的大型变压器，电阻分量在短路阻抗中所占 的比例非常小，短路阻抗值主要是电抗分量的数值。变压器的短路电抗分量，就是变压器绕 组的漏电抗。变压器的漏电抗可分为纵向漏电抗和横向漏电抗两部分，通常情况下，横向漏 电抗所占的比例较小。变压器的漏电抗值由绕组的几何尺寸所决定的，变压器绕组结构状态 的改变势必引起变压器漏电抗的变化，从而引起变压器短路阻抗数值的改变。以圆筒型双绕 组变压器为例，绕组布置示意图见图 1。　 图 1 双绕组变压器绕组示意图 假设：绕组高度等于其轴向配置的高度；安匝数均匀分布；忽略铁芯的临近效应和绕组 的直流电阻。则短路阻抗可用下式表示： Design by Copyright ? 2007 All Rights Reserved 1 (1) 式中 Zk─短路阻抗； Xk─漏感抗； －7 μ0=4π×0 ； ω─ｘ绕组匝数； Q1─罗果夫系数； h─绕组高度； DCP─主泄汛通道的平均直径 δ─主泄汛通道的有效宽度；由于D b 、b ，故δ≈C＋(b ＋b )/3。 cp 1 2 1 2 由式(1)可知，ZK的变化实际上仅取决于绕组的变形，也就是绕组几何尺寸的变化。 假如变压器内部线圈在挤压力的作用下，其直径减少 2ΔX(见图1)，在式(1)中用： D′ =D －ΔX代替D ，δ′=δ＋ΔX代替δ即可求出Z′K。 CP CP CP 因此，绕组变形引起短路阻抗ZK的变化量为： ΔZ=Z′ －Z ≈(m－n)ΔX (2) K K K 式中 由式(2)可知，短路阻抗的变化量ΔZ与变形量ΔX直接相关。　 K 根据短路阻抗的变化量来判断绕组是否变形，只要将测得的短路阻抗与变压器正常时的 测量值(如出厂数据)相比即可。　 3 变压器绕组变形测试对试验仪器的基本要求 用于现场变压器绕组变形测试的短路阻抗测试仪除必须具备携带方便、操作简单、具有 良好的测试精度及测试重复性外，还必须具有良好的抗干扰能力。现场的干扰主要来自于以 下几个方面： (1)试验电源谐波的影响； (2)试验电源电压的不稳定性； (3)试验现场的 50Hz同频干扰。现就以上三方面因素对短路阻抗测试值的影响