220kV自耦变压器操作波试验接线探讨

接线图 2023年10月06日 21:10 210 admin

随着变压器电压等级的升高，同时由于现场试验设备的限制，高电压，大容量变压器难以进行现场工频耐压试验、雷电冲击试验，而变压器运行中又要承受操作过电压、大气过电压的作用。为了检查绕组是否存在匝间短路，考核变压器绕组、中性点的绝缘，考核变压器的纵绝缘、主绝缘，操作波试验就成为一项重要试验。操作波试验与1min工频耐压试验由于放电路径、特性不一样，二者也不能互相代替，并且操作波试验波形更近似于运行中操作时产生的过电压，其真实性强，较工频耐压也更趋于合理，而且操作波试验时变压器内部绝缘发生局部放电不会引起“残留性损伤”［1］。但是自耦变压器按 DL／T596－1996试验规程中的规定值来试验，则变压器的中性点、中压绕组就超过其允许绝缘水平，因而如何既达到试验考核目的，又不超过其绝缘水平允许范围，合理选择接线就成为试验的关键问题。

2　被试变压器的有关技术参数
型号：OSSPS10－400 000／220频率：50Hz
电压组合：242±2×2．5／121／15．75相数：3
额定容量：400 000 kVA接线组别：YN，ao，d11
绝缘水平：LI950AC395－LI185AC85／LI480AC200　　－LI185AC85／LI105AC45

3　试验接线
　　DL／T596－1996《电力预防性试验规程》中规定，220 kV电力变压器线端试验电压值全部更换绕组为750 kV，部分更换绕组为638 kV；110 kV电力变压器操作波试验电压值全部更换绕组为375 kV，部分更换绕组为319 kV。操作波波头大于20μs，90％以上幅值持续时间大于200μs，波长大于500μs，负极性三次［2］。采用清华大学推荐的［100×1 000（0）×200（90）］μs的操作波形［1］，产生操作波的试验回路如图1所示。
　　试验前将变压器高压绕组置于Ⅰ档，变压器匝数比K高—低＝254÷1．732÷15．75＝9．311；K中—低＝121÷1.732÷15.75=4.436;K高—中=254÷121=2.1。

220kV自耦变压器操作波试验接线探讨第1张

2．1　低压加压，高压经小电阻接地

测试接线如图2所示（以测试C相接线为例）。

　　（1）按DL／T596－1996规程，220 kV全部更换绕组，以变压器高压线端试验电压750 kV为准施加电压，则中性点电位U0＝750÷1．5×0．5＝250 kV，加压相中压侧感应电压为Um＝750÷1

．5×0．5＋750÷1．5÷K高—中＝488 kV，低压侧应施加电压为Ul＝750÷1．5÷K高—低＝53．69 kV。

220kV自耦变压器操作波试验接线探讨第2张

（2）按DL／T596－1996规程，220 kV部分更换绕组，以高压线端试验电压638 kV为准，则中性点电位U0＝638÷1．5×0．5＝212．6 kV，加压相中压侧感应电压为Um＝638÷1．5×0．5＋638÷1．5÷K高—中＝415．3 kV，低压侧应加电压为Ul＝638÷1．5÷K高—低＝45．68 kV。

（3）按DL／T596－1996规定，110 kV全部更换绕组，以线端操作波试验电压375 kV为准，中性点电位为U0＝375÷2．05×1．05＝192 kV，高压侧将达到电位为Uh＝375÷2．05×（1．05＋K高—中）＝576 kV，低压侧应施加电压为Ul＝375÷2．05÷K中—低＝41．2 kV。

（4）按DL／T596－1996规定，110 kV部分更换绕组，以线端操作波试验电压319 kV为准，中性点电位为U0＝319÷2．05×1．05＝163．4 kV，高压侧将达到电位为Uh＝375÷2．05×（1．05＋K高—中）＝490 kV，低压应施加电压为Ul＝375÷2．05÷K中—低＝35．1 kV。
2．2　低压加压，中压两相经小电阻接地

220kV自耦变压器操作波试验接线探讨第3张

　　测试接线如图3所示（以测试A相接线为例）。

　　（1）按DL／T596－1996，110 kV全部更换绕组，以线端操作波试验电压375 kV为准，中性点电位为U0＝375÷1．5×0．5＝125 kV，高压侧将达到电位为Uh＝375÷1．5×（K高—中＋0．5）＝650 kV，低压侧应施加电压为Ul＝375÷1．5÷K中—低＝56．36 kV。

　　（2）按DL／T596－1996，110 kV部分更换绕组，以线端操作波试验电压319 kV为准，中性点电位为U0＝319÷1．5×0．5＝106．3 kV，高压侧将达到电位为Uh＝319÷1．5×（K高—中＋0.

5）＝553 kV，低压侧应施加电压为Ul＝319÷1．5÷K中—低＝47．95 kV。

　　（3）按DL／T596－1996规程，220 kV全部更换绕组，以变压器高压线端试验电压750 kV为准施加电压，则中性点电位为U0＝750÷2．6×0．5＝144 kV，加压相中压侧感应电压为Um＝750

÷2．6×1．5＝432．7 kV，低压侧应施加电压为Ul＝750÷2．6×2．1÷K高—低＝65 kV。

　　（4）按DL／T596－1996规程，220 kV部分更换绕组，以变压器高压线端试验电压638 kV为准施加电压，则中性点电位U0＝638÷2．6×0．5＝122 kV，加压相中压侧感应电压为Um＝638÷

2．6×1．5＝368 kV，低压侧应施加电压为Ul＝638÷2．6×2．1÷K高—低＝55．3 kV。

　　从220 kV自耦变压器绝缘水平来看，它比220kV非自耦变压器的绝缘水平（LI950AC395＿

LI400AC200／LI125AC55）的中性点、低压侧要低。如采用低压侧绕组加压，高压侧绕组经小电阻接地接线，按DL／T596－1996规程，220 kV线端试验电压750 kV（或638 kV）为准施加电压，则中性点感应电压250 kV（或212．6kV）超过允许的绝缘水平185 kV，中压侧感应电压488 kV也超过允许的绝缘水平480kV，因而有可能造成绕组及中性点击穿；如按DL／T596－1996规程，110 kV线端试验电压375 kV（或319kV），则中性点感应电压192 kV（或163 kV）超过允许的绝缘水平185 kV，高压侧感应电压576 kV（或490 kV），中性点感应电压超过绝缘水平，高压侧感应电压达不到考核要求。如采用低压侧绕组加压，中压侧绕组两相经小电阻接地，按DL／T596－1996规程，220 kV线端试验电压750 kV（或638 kV）为准施加电压，则中压侧感应电压432 kV（368 kV）不会超过其绝缘水平480 kV，但超过了DL／T596－1996规程中110kV线端试验电压规定的375 kV（或319 kV），中性点感应电压144 kV（或122 kV）不会超过其绝缘水平185 kV；如按DL／T596－1996规程，110 kV线端试验电压375 kV（或319 kV）为准施加电压，则中性点感应电压125 kV（或106 kV）不会超过允许的绝缘水平185 kV，高压侧感应电压650 kV（或553kV），既达到高、中压侧考核的目的，又满足了绝缘水平的要求，低压侧应施加电压也不会超过其绝缘水平105 kV，试验证明，这种接线是可行的，达到了考核高、中、低压绕组及中性点绝缘的目的。

4　变压器绕组接地与施加操作波相、测量相之间的相互关系及影响

　　变压器低压绕组的三绕组两端各经一套管引出，其绕组端排列如图4所示。加压前，先将低压绕组c，x；b，z；a，y端分别短接，使低压绕组接成d11形。采取中压两相经小电阻接地，利

用高、中压的油纸电容式套管的测量小套管，下边串联一适当的电容分压以录取电压波形，利用示伤电阻录取电流波形。A相操作波电压加在低压绕组a端（同时也是y端），而c端（同时也是x端）接地，同时中压绕组Bm、Cm经小电阻接地，这样全压加在ax绕组上。如电压加在a端，而b端接地，则全压加在yb绕组上，而这时仍测量A、Am电压波形，加压与测量绕组就不对应，示波器就不能真实反映出变压器所加电压，高、中压侧效率也将低于正确接线的效率。同理测试B、C相时，也应使加压绕组与测试相严格对应。

220kV自耦变压器操作波试验接线探讨第4张

5　试验中高频振荡的抑制及结果分析

　　试验中，考虑到冲击电压发生器对低压侧放电时，按变比关系高中压侧线圈感应的电压波形会由于变压器漏抗和电容的影响而在波头上产生高频振荡，这种高频振荡具有尖端脉冲幅值高、持续时间短的特点，为避免这种接近冲击波的电压对变压器绕组带来不良影响，在操作波试验回路中采用了双级滤波，合理选择电容C3、C4、C5、C6的值，R4、R5、R6、R示伤电阻选用无感电阻，采用屏蔽电缆测量等措施来削弱高频振荡的影响，实践证明，这些措施虽不能完全消除高频振荡，但可大大削弱高频振荡。测得的Am、Cm相电压示波图如图5、图6所示。

　　加全压于绕组上时，波头大于180μs，波尾大于2 000μs，90％持续时间大于1 000μs，理论效率为图5 Am相示波图68.5%，实际效率达玻64.8%。采用上述方法接线，从试验波形、数据看，波头、波尾、90%持续时间和试验电压都达到了规定值，且从电流、电压波形来看，没有发现绕组存在缺陷，实际效率没有大的变化，因而达到了对该自耦变压器考核的要求。

220kV自耦变压器操作波试验接线探讨第5张