浅谈相互负载法在干式变压器温升试验中的应用周广富

浅谈相互负载法在干式变压器温升试验中的应用周广富

周广富

（顺特电气设备有限公司广东顺德528300）

摘要：温升试验是干式变压器型式试验项目之一，其目的是检验试品温升状况，确定试品能否在满负载下长时间运行，同时该试验对设计有验证及指导意义。相互负载法可准确测量出试品温升，在干式变压器试验中有着非常重要的实践意义。

关键词：干式变压器；温升试验；电气设备；系统安全

随着配电网的快速发展，干式配电变压器由于其特有的诸多优点已经成为了热门的配电网领域的重要组成部分，本文提出了一种基于相互负载法的干式变压器的负载试验方案，有效地解决了干式变压器的温升、负载、空载等试验问题，为干式变压器的出厂试验与型式试验提供了参考。

1.相互负载法应用设备介绍

1.1发电机

发电机输出频率为50Hz，使用直流电动机带动同步发电机发电，当直流发电机达到额定转速时，可改变同步发电机励磁电流，达到调节输出电压的目的，以提供给试品高压侧额定电流并提供给三相调压器高压电压。发电机输出电压0V～480V，额定电流866A，额定功率630kVA。

1.2三相调压器

使用调压器提供给两台试品空载励磁电流，输出电压能达到试品低压侧额定电压，并能提供两台试品空载电流，额定容量100kVA，额定频率为50Hz，输入电压为0V～480V，输出电压0V～1200V。

1.3温度采样系统

为了保证试验温度测量精确，试验中采用四线制PT100热电耦进行温度测量，同时使用数据采集器对整个试验过程温度进行全自动采集。通过该系统，设备采样间隔为30min，即每30min系统自动测量一次绕组PT温度、铁心温度及环境温度。

1.4电压互感器及电流互感器

高压侧：电压互感器40000V/100V；电流互感器50A/5A。低压侧：电压互感器1000V/100V；电流互感器3000A/5A。

1.5中间试验变压器

发电机输入到中间变压器低压侧，通过选择中间变压器恰当的挡位，以提供被试品及辅助变压器阻抗电压。中间变压器联结组别为Yy0，额定容量为2100kVA，额定电压为6157V/498V。高压侧绕组首末端绝缘水平相同，Y接必须可拆开，通过串联接到试品高压之间，形成环流。联结组别如图1所示，当高压Y接拆开后，电压电流如表1所示。

1.6直流电阻测试仪

由于高、低压额定电流相差很大，难以选择只用一个电流源来同时测量高、低压侧直流电阻。因此，这里笔者使用两个恒流源，分别测量高、低压侧绕组直流电阻，建议恒流源电流值不超过对应绕组额定电流的10％。

2.温升试验接线分析

相互负载法试验供电系统分为两个部分：三相调压器电源提供两台试品空载励磁电流；发电机提供试品高压额定电流；以Dyn5为例，图2为相互负载法试验接线示意图。图2中T1被试变压器容量为S1，T2为辅助变压器，T2和T1变压比、联接组别相同，T2容量S2≥S1。

变压器T3供给变压器T1和变压器T2电流，当T3二次侧电压U2T3由0逐渐升高时，T1和T2中将有电流通过，电流值I为：

调压器T4供给变压器T1和变压器T2低压侧电压Uab时，提供T1与T2空载能量，高压侧将感应出高压额定电压：

UAB＝K•Uab（2）

同样，当变压器T3施加到被试品T1高压侧额定电流IA时，被试品T1低压侧感应出低压额定电流：

Ia＝K•IA（3）

这样，通过调整T3与T4，被试品在试验期间将运行在额定状态下，这种状态基本符合实际满负载运行时状态，因此可以说相互负载法是干式变压器温升试验较接近实际的方法。

3.温升修正

温升试验输入电流应大于90％IN，当输入的试验电流低于额定电流时，在铁心和绕组温度均达到稳定后，用电阻法测得的绕组温升Δθt应按下式校正到额定负载下的温升ΔθN：

It——试验电流

q——与变压器冷却方式有关的系数，自冷式（AN）变压器q＝1.6；风冷式（AF）变压器q＝1．8

当铁心及绕组每小时的温升变化值都不超过1K时，则认为温升已达到稳定，可以进行测量。

4.绕组热电阻测量

在停电测量前，需读取环境温度、绕组温度及铁心温度，停电后应立即测量热电阻，如是风冷式变压器，风机应在断电时同时停掉。

对于星形连接的三相变压器，最好是在中间心柱的绕组上进行测量；对于三角形连接的三相变压器，其电阻测量应在中间相与一个边相绕组的线端之间进行。

5.实例试验过程及记录

用相互负载法对两台变压比和联结组别相同，容量也相同的同批次变压器进行温升试验。联结组别为Dyn5。被试品T1的额定容量为1850kVA；额定电压为34．5kV／0．69kV；额定电流为31．0A／1548A；短路阻抗为7.7％。

图2中G1为同步发电机组，T2为辅助变压器，T3为中间变压器，T4为三相调压器。按图2所示连接好试验接线，并将电流、电压互感器接入相应的位置。为了保证测量的电压及电流稳定，采用同一发

电机供电，一方面通过中间变压器T3供给高压额定电流，另一方面通过调压器T4供给试品低压侧额定电压。这样就保证三相调压器电源及发电机电源频率一致，保证测量的电压及电流稳定，另外应注意，

接入试品低压侧a、b、c电源相序，要与接入高压侧A、B、C电源相序一致。被试品T1电压比为K1

即发电机出口电压需要430V。

由于铁心温度稳定时间大概需要24h，绕组温度稳定时间只需要大概10h，因此，为了节约电能，可在绕组通过试验电流之前，先对铁心励磁一段时间（最好不小于12h）。试验开始时，先将发电机输出调节到430V，通过调压器T4将电压升至试品低压额定值690V，施加12h后，迅速将发电机电压降下，合上发电机到中间变开关，再逐步将电压升至430V，此时被试品高压侧通过额定电流31A，低压侧施加了额定电压690V。B相上部装有2个PT100，B相铁心柱装有1个PT100，环境温度测量3个点。试验经过21h，最后3h温度数据如表2所示。

6.结语

随着我国经济的高速发展，干式变压器温升试验水准也有了显著地进步，近年来相互负载法变压器温升试验通过大量的实践证明有很好的实践运用价值，这将会不断推动变压器行业的稳定和可持续发展。

参考文献：

[1]干式变压器温度控制器的设计[J].朱海刚,刘曙光.变压器.2016(03)

[2]基于DSP的干式变压器温度监控系统[J].巫付专,赵方,牟政忠.变压器.2017(08)

[3]干式变压器智能温度控制仪的系统设计[J].张伟民,戴义保,陈伟.仪器仪表用户.2016(05)