110kV及以上变压器感应耐压频率的估算

110kV及以上变压器感应耐压频率的估算

发表时间：2017-08-08T13:02:28.817Z 来源：《电力设备》2017年第11期作者：钟铭声

[导读] 摘要：本文采用分布参数对110kV变压器感应耐压试验过程中的电容参数和试验进行估算，总结了相关估算的公式，并提出改进的方向。

（广东威恒输变电工程有限公司广东佛山）

摘要：本文采用分布参数对110kV变压器感应耐压试验过程中的电容参数和试验进行估算，总结了相关估算的公式，并提出改进的方向。

关键词：变压器感应耐压分布电容纵向电容频率

一、前言

目前，现场进行变压器感应耐压试验一般采用大功率变频电源通过中间变对变压器低压侧进行加压来完成感应耐压，而为了抵消变压器低压侧施加电压后所产生的容性电流，实现变频电源的小型化，一般会在加压回路上并联电抗器作为补偿。补偿的最优效果就是，电抗器与变压器等效电容发生并联谐振，电源只提供耐压试验所需的有功功率，实现电源轻量化和紧凑化选型，提升现场耐压试验的效率和质量。

因此，选择合适补偿电抗值，并估算谐振频率值，是确定现场试验所需的电抗设备以及电源设备、确定试验过程符合规程要求的重要前提条件。

二、变压器等效电容值的估算

变压器等效电容值的估算，一般有集中电容估算和分布电容估算两种方式。集中电容估算，是把整个绕组看作一个金属极板，其等效电容为绕组对地电容与对其他绕组电容之和，在现场可通过变频自动介损仪测试得到；分布电容估算，把测试得到电容值，按分布电容进行归算，分别得到绕组对地及绕组间电容和绕组纵向电容的等效值。

目前，一般110kV及以上的变电站降压变压器都采用饼式绕组和纠结式结构或内屏蔽插入电容式结构这些技术。纠结式结构或内屏蔽插入电容式结构是为了增加绕组的纵向电容，改善冲击电压作用下绕组电压分布情况，变压器绕组的分布参数的简单示意图，如图2所示。因此，若采用集中电容法进行估算，所得到的电容参数将偏小，影响频率的估算；而分布电容法估算，结果将较为准确。

三、案例

案例一：对110kV变压器进行感应耐压，变压器型号SFZ-50000/110,生产日期是1998年11月，CH-L地=9832 PF,CL-H地=18280 PF,CHL-地=15180 PF，用L=12H电抗器补偿，取αL=2【4】，应用上述推导进行计算得理论谐振频率,f=149.344 Hz，而实际三相谐振频率分别为159.2 Hz、154.2 Hz、153.1 Hz。实际值与理论值的最大偏差为6.6%。

四、小结

通过以上推导，完成变压器感应耐压试验时分布电容和频率参数估算，为补偿电抗器值的选择、试验频率控制提供依据，并为后续的功率估算、保证试验质量提供保障。但是，本文及其所述的方法依然有它的不足之处，笔者将继续完善本方法：（1）变压器感应耐压试验作为本公司新开拓的业务，对于本文所述方法的实践验证暂时只有110kV变压器实践案例，未能在更高电压等级的、更多类型的变压器上进行实践验证，以修正理想化条件所带来的误差。下一步，笔者将结合实践工作，修正和完善本方法。

（2）本方法估算考虑了绕组的对地电容（包括对油箱、铁芯等接地部件的电容）、纵向电容以及部分绕组间的电容，而由于计算过于复杂等原因未考虑非被试绕组间电容、被试变压器励磁电感、中间变阻抗及励磁电感，但因为这些未考虑的因素相互之间是能够抵消的，使得估算结果未存在较大的累积误差，理论频率与实际相差6%左右，对于现场实践具有一定的指导意义。对于未被考虑因素如果通过建立模型、定量计算方法进行分析，无疑将大幅度的提高准确性，但是复杂的计算过程、因工艺而变化的计算模型不利于工程现场的应用，因此，笔者计划通过进一步的实践并积累数据，对非被试绕组间电容、被试变压器励磁电感、中间变阻抗及励磁电感进行总体估算，从而提高本方法的准确性。

参考文献：

[1]孟晨.多绕组电力变压器波过程的计算与分析:(硕士学位论文).沈阳工业大学,2013.

[2]尹宝训,冯争人. 电力变压器励磁状态下的入口电容计算方法.变压器 ,2013年7月,第50卷第7期.

[3]王伟,王楠,杨洪.利用功率求和法估算变压器感应耐压试验中的容性功率.变压器,2013年5月,第50卷第5期:43-46页.

[4]刘辉.变压器感应耐压及局部放电试验时的功率估算.广西电力技术,1994年,第2期:38-43页.