干式變壓器容量及其阻抗-電壓關(guān)系的應(yīng)用

一.導(dǎo)言

干式變壓器的額定容量及其對(duì)應(yīng)的阻抗電壓在GB1094.1、GB1094.5和GB6451中有相關(guān)要求，是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。干式變壓器制造商出廠時(shí)測(cè)量的阻抗電壓值在家標(biāo)準(zhǔn)的允許偏差范圍內(nèi)。

在我大多數(shù)城市，對(duì)用戶的供電方式是使用10KV電源對(duì)用戶供電，通過10KV干式變壓器將電壓降至380V(220V)。因此，這些配電變壓器是每個(gè)城市中干式變壓器數(shù)量較多的。在某城市對(duì)這些配電變壓器進(jìn)行負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)少數(shù)干式變壓器的阻抗電壓值偏差超過允許范圍(配電變壓器允許偏差 10%)，特別是一些偏遠(yuǎn)中小企業(yè)的干式變壓器。

分析數(shù)據(jù)時(shí)測(cè)得的阻抗電壓值大多太小，這不是偶然的。通過進(jìn)一步試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)干式變壓器銘牌上的額定容量與干式變壓器的實(shí)際容量不同，大多小一個(gè)等級(jí)。例如，銘牌上容量為400千伏安的干式變壓器的實(shí)際容量為500千伏安。負(fù)荷測(cè)試時(shí)，400KVA作為已知量輸入測(cè)試儀，但這種干式變壓器的實(shí)際容量為500KVA，導(dǎo)致測(cè)得的阻抗電壓值很小，如果不進(jìn)行負(fù)荷測(cè)試，很難發(fā)現(xiàn)(交接測(cè)試時(shí)配電變壓器不需要進(jìn)行負(fù)荷測(cè)試)。

這些企業(yè)用戶大部分屬于工業(yè)的大用戶，所以會(huì)直接體現(xiàn)在基本電費(fèi)的降低，即供電部門收取的電費(fèi)減少。針對(duì)這種情況，根據(jù)干式變壓器額定容量與阻抗電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以使用一種簡(jiǎn)單便攜的干式變壓器參數(shù)測(cè)試儀，在測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)對(duì)干式變壓器進(jìn)行負(fù)載測(cè)試，分析測(cè)得的阻抗電壓值，初步判斷干式變壓器的銘牌容量是否與實(shí)際容量一致。干式變壓器的實(shí)際輸出需要進(jìn)一步測(cè)試(如直接負(fù)載法)。該方法簡(jiǎn)單可行，可在供電部門和電力安裝企業(yè)推廣應(yīng)用。它可以在電網(wǎng)運(yùn)行中檢查配電變壓器，并關(guān)閉帶電裝置的交接試驗(yàn)，可以為供電部門和家節(jié)省一部分電費(fèi)，從而獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

二、阻抗電壓的物理意義和測(cè)量

1、阻抗電壓的物理意義

阻抗電壓是當(dāng)次級(jí)繞組的短路電流達(dá)到額定電流時(shí)，初級(jí)繞組施加的電壓(短路電壓)與額定電壓的比率百分比。阻抗電壓Uk(%)是與干式變壓器的成本、效率和運(yùn)行有關(guān)的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，是干式變壓器狀態(tài)診斷的主要參數(shù)依據(jù)之一。

同容量干式變壓器具有成本低、效率高、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)。此外，運(yùn)行過程中的壓降和電壓變化率也小，電壓質(zhì)量易于控制和保證。所以從電網(wǎng)運(yùn)行的角度來說，希望阻抗電壓越小越好。但考慮到干式變壓器限制短路電流的閾值，希望阻抗電壓越大越好，以免損壞電氣設(shè)備(如斷路器、隔離開關(guān)、電纜等)。)由于運(yùn)行中的短路電流。不同容量干式變壓器對(duì)應(yīng)的阻抗電壓值家標(biāo)準(zhǔn)有相關(guān)規(guī)定，但變電站的大容量干式變壓器和干式變壓器不在本文范圍內(nèi)。本文對(duì)大量10KV級(jí)(及以下)干式變壓器進(jìn)行了探討。 #p#分頁標(biāo)題#e#

2.阻抗電壓的測(cè)量

在實(shí)際應(yīng)用中，阻抗電壓可以通過干式變壓器參數(shù)測(cè)試儀對(duì)干式變壓器進(jìn)行負(fù)載(短路)測(cè)試來測(cè)量。負(fù)載測(cè)試必須在線圈的額定頻率(正弦波形)和額定電流下進(jìn)行。一般選用干式變壓器的一次側(cè)繞組作為試驗(yàn)繞組，二次側(cè)(大電流側(cè))人為短路。將額定頻率的交流電壓加到一次側(cè)(額定電壓抽頭)時(shí)，對(duì)干式變壓器繞組中的電流進(jìn)行額定，并測(cè)量所加的電壓和功率。注意用于二次側(cè)短路連接的連接板(電纜)的截面積要足夠大，不小于干式變壓器導(dǎo)體的截面積，其長(zhǎng)度要盡可能短，防止測(cè)量精度受到連接板大電阻的影響。

被測(cè)電壓占加壓繞組額定電壓的百分比為阻抗電壓，即被測(cè)有功功率換算成額定溫度的值為負(fù)載(短路)損耗，這也是一個(gè)很重要的參數(shù)，但不在本文討論范圍內(nèi)。

使用干式變壓器參數(shù)測(cè)試儀測(cè)量時(shí)，將干式變壓器的容量視為已知量，通常將待測(cè)干式變壓器銘牌的額定容量輸入測(cè)試儀。

三、阻抗電壓與干式變壓器容量的關(guān)系

中小型干式變壓器的阻抗電壓在GB1094.1、GB1094.5、GB6451中有相關(guān)規(guī)定，10KV電壓等級(jí)的干式變壓器額定容量與阻抗電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系總結(jié)如表1所示。

表1干式變壓器容量與阻抗電壓的關(guān)系

當(dāng)阻抗電壓值小于10%時(shí)，允許偏差為10%。阻抗電壓與干式變壓器容量的關(guān)系

對(duì)于同一個(gè)干式變壓器，干式變壓器的繞組電抗和額定電壓是一定的，額定容量在試驗(yàn)中作為已知量直接輸入干式變壓器參數(shù)測(cè)試儀。在干式變壓器的實(shí)際負(fù)荷試驗(yàn)中，干式變壓器銘牌上的額定容量或干式變壓器出廠合格證通常作為已知量輸入測(cè)試儀。因此，當(dāng)銘牌或證書上的額定容量與干式變壓器的實(shí)際額定容量不一致時(shí)，干式變壓器參數(shù)測(cè)試儀測(cè)得的阻抗電壓有偏差，往往超過家標(biāo)準(zhǔn)的允許范圍。我們來分析一下，當(dāng)額定容量參數(shù)作為變量時(shí)，阻抗電壓的變化。

1.如果輸入容量小于實(shí)際容量，阻抗電壓將會(huì)更小

在公式(2)的參數(shù)中，額定電壓UN是一定的，對(duì)于同一個(gè)干式變壓器，繞組的電抗XT也是一定的。在負(fù)荷試驗(yàn)中，干式變壓器的容量作為已知量輸入到干式變壓器參數(shù)測(cè)試儀中。當(dāng)輸入容量值小于干式變壓器的實(shí)際容量時(shí)，從公式(2)可以知道此時(shí)計(jì)算的阻抗電壓值較小。