大型变压器温升试验补偿计算

大型变压器温升试验补偿计算

1 引言

在变压器试验中，被试品为感性负载，尤其是大型变压器温升试验往往导致试验设备容量不够、设备利用率不高、不节能等问题。通过理论计算来指导试验的方法可减少许多盲目性的工作，为试验的顺利进行提供了便利。

被试变压器名牌数据：SZ12500/22-6.6，冷却方式为ONAN，联结组标号：Dyn11，额定电压组合：22000/6600V， 额定电流：328/1093.5 A，P0=12500W，PK=86361W，P 总=98861W，UK=9.3%。按标准规定，此变压器的温升试验在-7.5%分接上进行，该分接电压为20350V，UK=8.26%，即实际施加的电压、电流分别为1680.9V、354.6A。

2 根据变压器（简化）等值电路图，求出温升试验分接参数rK , XK , ZK 的值，计算如下：

I1 为温升试验分接相电流。

图1

由于温升试验加的是总损耗（忽略激磁电流、变压器附加、试验线路等损耗、）引起的变压器电阻、电感误差，通过上面求出的参数计算出试验所需的电流和功率因数角：

P 为施加的总损耗。

通过上述计算可估算出电源容量：

由于功率因素较低，电源需提供较大的无功，从而经常导致发电机（中间变压器、调压器）过电流， 无法进行温升的试验，因此，采用电容进行无功补偿是有效的解决办法。

3 在被试变压器一次侧采用并联电容的方法

试验所用发电机容量：900kVA，额定电压为6.3/3.15kV，额定电流为82.5/165A。

图2

发电机选择额定电压3.15kV 位置，诺达到发电机的额定电流和所需的试验电压，则此时发电机的功率因数应为：

按发电机长期允许电流165A 计算，提供负载功率100kW 则功率因数角应从φ1 = 85.2° 减少至φ2 = 78.83° ，此时需要补偿的电容量：：

由于电容器无功功率的补偿量与施加到电容器的电压平方成正比：

由该式所知，如果试品施加的电压较低，电容器的利用率就较低，所以电容器的选择就很困难，从上式可知，采用中间变压器以提高电容器的端电压的方法是有效的途径。

图3

4 采用中间变压器两侧并联电容的方法

假设中间变压器容量为1000kVA、额定电压比5.196/1.72kV、额定电流比111.1/335.6A 连结组别：Yd11。在中间变压器一、二次侧同时加电容补偿，定义中间变压器二次侧为一级电容补偿，一次侧为二级电容补偿。温升试验的前题是，在满足试品所需电压、电流的条件下，中间变压器不能过负荷运行的原则，这里忽略了漏阻抗引起的相角误差及损耗，从而计算出一、二级电容补偿，一级电容补偿计算如下：

二级电容补偿：

通过两级补偿，发电机电流减少至：

5 结论

选择电容器的额定电压尽量接近于被试品的试验电压，求出每相实际补偿的电容量（实际补偿的电容量要大于理论计算值），并将电容器连接成三角形，并联在中间变压器的一、二次侧。通过上述的公式和实际配置的电容器可计算出实际施加的电流及功率因数的理论值。