淺談接線方式對配電變壓器繞組頻率響應(yīng)影響

吳淑菊，崔洪生

雞西市郊區(qū)農(nóng)電局

淺談接線方式對配電變壓器繞組頻率響應(yīng)影響

吳淑菊，崔洪生

雞西市郊區(qū)農(nóng)電局

本文通過對1臺三相變壓器的試驗，分析比較了不同接線方式對頻率響應(yīng)曲線測量的影響。特別是對變壓器外殼是否接地、注入電壓的方向、非測試?yán)@組的狀態(tài)等的影響進(jìn)行了深入的研究。研究表明：接線方式的不同可能導(dǎo)致頻率響應(yīng)曲線的巨大差異，某些情況下這些差異比繞組變形、變壓器故障導(dǎo)致的差異更大。因此，建議在進(jìn)行變壓器繞組頻率響應(yīng)曲線測量時應(yīng)該保持各實驗條件的一致。

接線方式；配電變壓器；繞組；頻率響應(yīng)曲線

引言

為了深入研究接線方式對變壓器頻率響應(yīng)測試結(jié)果的影響，文中搭建變壓器頻率響應(yīng)測試平臺，分別測試并分析了不同信號注入方式、接地方式等對頻率響應(yīng)曲線的影響，利用相關(guān)系數(shù)對各種情況進(jìn)行繞組形變診斷，能夠指導(dǎo)現(xiàn)場快速判斷測量結(jié)果的差異是否由不恰當(dāng)?shù)慕泳€方式所引起，對現(xiàn)場的繞組形變頻率響應(yīng)測試提出了相關(guān)建議，具有較大的工程應(yīng)用價值。

1.頻率響應(yīng)的接線方式

本文采用繞組形變測量儀器測量頻率響應(yīng)曲線，在實際變壓器上進(jìn)行不同的接線方式，對配電變壓器繞組頻率響應(yīng)進(jìn)行測量，方法一：采用單個繞組，繞組一端輸出，另一端輸入。方法二：采用一個繞組輸入，輸出端為與繞組編號對應(yīng)的另一側(cè)繞組。通過兩組不同接線方式在不同頻率下電壓的傳遞系數(shù)進(jìn)行測量。本次試驗研究表明，無論是采用方法一的接線方式還是采用方法二的接線方式，除了測量的繞組，其他繞組均可保持開路、短路狀態(tài)，且中性繞組依舊可以保持懸浮或接地狀態(tài)。雖然方法一與方法二兩種不同的接線方式的測量結(jié)果都大致相同，但不同接線方式的測量靈敏度是不同的，對所發(fā)生故障的反映時間與反映程度也大不相同。雖然國標(biāo)中推薦了多種接線方式，但是在實際操作應(yīng)用中，接線方式要盡量采用相同的，采用一致的接線方式對標(biāo)準(zhǔn)化比對的進(jìn)行更加方便與有效。

典型的繞組測試曲線為FRA測試曲線，而FRA測試曲線的較1M赫茲以下較高頻部分曲線由單個繞組的內(nèi)部之間連接形式?jīng)Q定的，中頻部分由所用各繞組之間的相互作用力決定的，低頻部分曲線主要由繞組的鐵芯阻值決定的，而1M赫茲以上部分由測量布局的連接導(dǎo)線所決定的。

2.不同接線方式下的頻率響應(yīng)曲線

頻率響應(yīng)法可以有效診斷出配電變壓器繞組變形的核心部分，用頻率響應(yīng)法可以獲得準(zhǔn)確的配電變壓器的頻率響應(yīng)曲線，相關(guān)人員可以根據(jù)所獲得的頻率響應(yīng)曲線進(jìn)行相關(guān)曲線的比較。經(jīng)大量現(xiàn)場經(jīng)驗與大量實驗數(shù)據(jù)表明，不同的接線方式對頻率響應(yīng)曲線影響不同，其中還存在著巨大的差異，且這種頻率響應(yīng)曲線的差異比在繞組變形與配電變壓器發(fā)生故障的情況下所獲得的頻率響應(yīng)曲線的差異更大。

采用單個繞組，繞組一端輸出，另一端輸入的接線方式，在一臺三相變壓器上進(jìn)行試驗，分別得出低頻部分、中頻部分、較高頻部分以及1M赫茲以上頻率部分的頻率響應(yīng)曲線，本次試驗要求為：配電變壓器金屬外殼要接地、非測試的繞組要保持開路的狀態(tài)。本次試驗結(jié)果為：在較高頻部分與中頻部分的頻率響應(yīng)曲線中，電壓輸入端口繞組和電壓測量端口繞組與中間繞組差距并不大，但在低頻部分有明顯差異。本次試驗呈現(xiàn)這一結(jié)果的主要原因為三相電力變壓器的三相磁路不對稱，中間繞組與電壓輸入端口繞組和測量端口繞組存在差異，這也證明了低頻部分曲線主要由繞組的鐵芯阻值決定的這一觀念。在本次試驗的基礎(chǔ)上，將本次試驗得出的頻率響應(yīng)曲線根據(jù)國家電力行業(yè)規(guī)定的系數(shù)計算法進(jìn)行統(tǒng)計計算，求各繞組的相關(guān)系數(shù)值，進(jìn)行研究比較，發(fā)現(xiàn)配電變壓器輸出端口繞組、測量端口繞組與中間繞組頻率響應(yīng)曲線中存在差異主要，主要原因為配電變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計所造成的，但這并不能夠證明在繞組中存在著形變。

3.接地對頻率響應(yīng)測試的影響

采用單個繞組，繞組一端輸出，另一端輸入的接線方式，分別在配電變壓器接地與配電變壓器不接地的兩種情況下進(jìn)行頻率響應(yīng)曲線測量。在配電變壓器外殼不接地的情況下，將單個繞組的首端作為輸入端口，尾端作為測量端口，測量其頻率響應(yīng)曲線，再將單個繞組的首端作為測量端口，尾端作為輸入端口，測量其頻率響應(yīng)曲線，將兩組頻率響應(yīng)曲線進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)兩條曲線是完全不相同的。在配電變壓器外殼接地的情下，將單個繞組的首端作為輸入端口，尾端作為測量端口，測量其頻率響應(yīng)曲線，再將單個繞組的首端作為測量端口，尾端作為輸入端口，測量其頻率響應(yīng)曲線，將兩組頻率響應(yīng)曲線進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)只有在中頻部分，兩組頻率響應(yīng)曲線存在差異，較高頻與低頻的頻率響應(yīng)曲曲線完全相同。這就表明，當(dāng)配電變壓器外殼不接地時，配電變壓器與鐵心中存在電阻，阻礙電壓的傳輸。

4.電壓注入放向?qū)︻l率響應(yīng)測試的影響

經(jīng)多次研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)配電變壓器外殼不接地時，電壓的注入放向?qū)︻l率響應(yīng)測試有直接的影響，而造成這種影響的主要原因為，真實生活中所用配電變壓器的端口并不完全對稱，不能用理論試驗所得出的數(shù)值運用在真實生活中所以的配電變壓器中。

結(jié)語

用頻率響應(yīng)法檢測變壓器繞組狀態(tài)時要保證測試條件的統(tǒng)一。在多次現(xiàn)場試驗過程中，要保持試驗設(shè)備、接線方式一致，必要時還應(yīng)保持試驗人員的一致?？紤]到鐵心剩磁、殘余電荷等的影響，在多次測量時應(yīng)保持其前置試驗類型及順序一致。為了解運輸途徑對繞組形變的影響，頻率響應(yīng)法應(yīng)該是變壓器出廠前的最后一項測試，同時也是運輸?shù)浆F(xiàn)場后的第一項測試，以此來判斷運輸前后繞狀態(tài)的變化。注入電壓的方向?qū)︻l率響應(yīng)曲線的測量有較大影響，特別是在測量低壓側(cè)繞組時這一影響尤為顯著。為保證試驗結(jié)果的可靠性，多次測量時都用保持掃頻電壓從繞組首段注入，在末端進(jìn)行測量，同時在試驗過程中變壓器外殼應(yīng)該良好接地。因此在實際的判斷中應(yīng)該綜合考慮多方面的信息，綜合分析變壓器繞組的可能狀態(tài)。

[1]曹小龍，胡春梅，曹小虎，張治武，陳平，劉棟梁，周斌.變壓器頻率響應(yīng)法測試結(jié)果的影響因素分析及改善[J].高壓電器，2015（03）

[2]孫翔，何文林，詹江楊，鄭一鳴，劉浩軍，周建平.電力變壓器繞組變形檢測與診斷技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].高電壓技術(shù)，2016（11）

[3]何平，文習(xí)山.變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法綜述[J].高電壓技術(shù)，2016（01）