特高压变压器一次注流试验绕组电流分析

特高压变压器一次注流试验绕组电流分
析
山西省太原市030032
摘要：变压器是特高压变电站核心设备之一，为进一步检验施工阶段调试质量，消除潜在缺陷，调试单位通常会在变压器带电冲击前进行一次注流试验，试验方法同常规变压器，即以变压器中压侧或高压侧为接地点，低压侧加压，分别测量变压器相关二次回路电流，通过对比测量值与理论值，判断变压器二次电流回路是否正确。

常规变压器结构简单，用通用公式即可快速计算出二次电流理论值。

而特高压变压器结构复杂，除了主体变外还配有调压变和补偿变，绕组之间关系紧密，电流回路复杂，难以计算试验所需的二次电流理论值。

以往现场试验时，试验数据只能凭经验判断正确性，无理论依据作为支撑，缺乏试验的严谨性。

针对特高压变压器一次注流试验存在的问题，本文以国内常用的特高压变压器结构为例展开分析，推导试验时各绕组电流计算公式，并通过现场试验验证公式的正确性。

关键词：特高压；变压器；实验
1 特高压变压器结构
特高压变压器通常被设计成单相自耦结构，调压补偿变采用外置的方式，通过管路母线与主变压器相连，这样的设计既便于运输，又可在调压补偿变故障时拆卸检修。

变压器调压方式有有载调压和无励磁调压两种。

考虑到制造难度和成本，特高压变压器通常采用中性点无励磁调压。

根据调压变励磁绕组电压抽取方式的不同，工程应用中又分为两种:一种是调压变励磁绕组电压取自本体变低压绕组;另一种是调压变励磁绕组电压取自本体变低压绕组和补偿变补偿绕组串联和。

两种变压器的结构如图1和图2所示。

其中，SV为串联绕组;CV为公共绕组;LV为低压绕组;TV为调压绕组;EV为励磁绕组;LE为励磁绕组;LT为补偿绕组。

2 等值参数计算
特高压变压器简化模型[4]如图3所示。

由于电阻分量极小，为便于计算，忽略电阻分量影响。

设变压器高中低三侧额定电压分别为U1N、U2N、U3N;额定容量分别为SN、SN、S3;高对中、高对低、中对低短路电压分别为Ua%、Ub%、Uc%，均以高压侧容量为基准容量。

变压器三侧短路电压为:
根据式(1)～(3)及变压器各侧阻抗之间的关系可求得:
3 绕组电流计算
受限于试验电压及电源容量，特高压变压器一次注流试验需分两次进行，分别是低对中试验和低对高试验。

(1)低对中试验时，中压侧短接，高压侧开路，低压侧施加电压U。

设低压侧电流为I，低压侧电流为EV支路和LT支路电流和，即:
设各绕组匝数分别为NCV、NSV、NLV、NTV、NEV、NLE、NLT，根据基尔霍夫电流定律及同磁通下各绕组电流关系可得:
联立式(7)～(11)得:
(2)低对高试验时，高压侧短接，中压侧开路，低压侧施加电压U。

4 结果检验
下面以特高压变电站为例，计算特高压变压器一次注流试验各绕组电流理论值，并通过比较现场试验数据与理论值，验证绕组电流计算公式正确性。

泰州站变压器主要参数:额定容量为1000/1000/334 MVA;额定电压为10503√10503/(5253√±4×1.25%)(5253±4×1.25%)/110 kV;高-中/高-低/中-低的短路阻抗(取最大分接)为18.13%/61.47%/37.06%;SV/CV/LV/EV/LE/LT/TV绕组匝数为854/854/310/649/460/86/180。

(1)低压侧对中压侧试验，低压侧施加电压400V，各绕组电流计算结果见表1。

表1 低压侧对中压侧试验数据对比导出到EXCEL
绕组名称
二次电
流
(计算
值)/mA
二次电
流
(测量
值)/mA
最大变比
LV
21.321.1差动4000/1
CV 12.412.6
调压变差动
2500/1
LE 15.915.7
调压变差动
1000/1
EV 4.2 4.2
调压变差动
1000/1
LT
21.321.5
补偿变差动
4000/1
(2)低压侧对高压侧试验，低压侧施加电压400V，各绕组电流计算结果见表
2。

表2 低压侧对高压侧试验数据对比
绕组名称
二次电
流
(计算
值)/mA
二次电
流
(测量
值)/mA
最大变比
LV
13.513.7差动4000/1
SV 7.47.5
调压变差动
2500/1
LE 10.19.9
调压变差动
1000/1
00
调压变差动
EV1000/1
LT
13.513.7
补偿变差动
4000/1
由表1和表2可知，特高压变压器一次注流试验各绕组电流计算值与现场测
量值基本一致，部分数值存在差异是测量仪器精度、现场试验电源波动等因素所致。

5 结语
本文针对特高压变压器一次注流试验存在的问题展开分析，推导出试验时各绕组电流计算公式，并通过现场试验数据检验公式的正确性。

通过这些公式的使用可为今后现场试验数据正确性的判断提供理论依据，确保变压器以更好的状态进入系统调试。

参考文献
[1]车薪.郭天勇.特高压晋东南变电站调压补偿变压器运行分析[J].电力建设，2009，30(10):23-25.
[2]郭慧浩，付锡年.特高压变压器调压方式[J].高电压技术，2006，32(12):112-114.
[3] 田庆.特高压变压器调压方式分析[C].2012年中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会学术年会论文集，2012.
[4]尹克宁.电力工程[M].北京:中国电力出版社，2005.。