江蘇電機(jī)工程低電壓短路試驗(yàn)校核110kV國際變壓器容量孫恒峰，張揚(yáng)，季摘，耿勇德，楊海銘，董昱煒（江蘇省電力公司檢修分公司鹽城分部，江蘇鹽城224002）壓值應(yīng)在國標(biāo)允許的范圍內(nèi)。文中通過對變壓器低電壓短路試驗(yàn)的研究，總結(jié)出測量變壓器短路阻抗百分?jǐn)?shù)核對110kv變壓器容量的方法，該方法適用于國標(biāo)變壓器的核容試驗(yàn)。通過某用戶2臺(tái)110kv國標(biāo)變壓器的核容試驗(yàn)，表明該方法具有可行性。

　　隨著電力行業(yè)的發(fā)展，用戶用電量的不斷增大，自有變壓器和私人承包變壓器逐漸占據(jù)了相當(dāng)大的份額，但某些用戶受利益驅(qū)私自更換變壓器銘牌以大容量變壓器充當(dāng)小容量變壓器，或用淘汰的、損耗大的變壓器充當(dāng)節(jié)能型變壓器，從而偷漏大量的應(yīng)繳電費(fèi)，有的用戶年漏繳電費(fèi)高達(dá)數(shù)十萬元之多，因此變壓器容量測試是一項(xiàng)必不可少的工作。

　　阻抗電壓是與變壓器成本、效率密切相關(guān)的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，變壓器的容量與其對應(yīng)的阻抗電壓在國標(biāo)中有相關(guān)的規(guī)定和強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，廠家在變壓器出廠時(shí)測得的阻抗電壓值應(yīng)在國標(biāo)允許的范圍內(nèi)。

　　1變壓器短路阻抗的試驗(yàn)研究5%/400V，聯(lián)結(jié)組別為Dyn11，短路阻抗百分?jǐn)?shù)為4.15%的變壓器進(jìn)行額定檔低電壓短路試驗(yàn)，電流從5%逐漸增加到65%，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

　　由表1可知，隨著外施電流的增加，短路阻抗Z變化很小，基本是線性關(guān)系。這是由于短路阻抗主要是漏電抗，在漏磁通回路中油、紙、銅等非鐵磁材料占磁路主要部分，而非鐵磁性材料的磁阻是線性的，且磁導(dǎo)率僅為硅鋼片的萬分之五左右，亦即磁壓的99.9%以上降落在線性的非鐵磁材料上，因此短路阻抗是線性的。

　　2變壓器核容方法的試驗(yàn)研究表110kV變壓器短路阻抗試驗(yàn)數(shù)據(jù)接線方式AB相加電壓，BC相短路BC相加電壓，CA相短路CA相加電壓，AB相短路2.110kV三相變壓器的試驗(yàn)研究使用三相調(diào)壓器和變壓器特性測試儀對10kV變壓器進(jìn)行額定檔低電壓短路試驗(yàn)，該變壓器的型號(hào)為S11-M-200A0，銘牌電壓為10000±5%/400V，聯(lián)結(jié)組別為Dyn11，短路阻抗百分?jǐn)?shù)為3.93%，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

　　由表2可知，隨著外施電流的增加，短路阻抗百分?jǐn)?shù)Zk變化很小，測量值與銘牌值的誤差最大不超過0.5%，說明10kV變壓器的短路阻抗百分?jǐn)?shù)是線表210kV變壓器短路阻抗百分?jǐn)?shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)電流大小U平均/V I平均/A 6%額定電流10%額定電流額定電流注：環(huán)境溫度23 %，頂層油溫24性的。

　　110kV三相變壓器的試驗(yàn)研究△，高-低壓繞組短路阻抗百分?jǐn)?shù)為18.19%的110kV變壓器進(jìn)行額定檔高-低壓繞組低電壓短路試驗(yàn)，試驗(yàn)儀器和方法與第2.1節(jié)相同，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

　　由表3可知，隨著外施電流的增加，短路阻抗百分?jǐn)?shù)Zk變化很小，測量值與銘牌值的誤差最大不超過0.3%，說明110kV變壓器的短路阻抗百分?jǐn)?shù)是線性的。

　　第2.1節(jié)和第2.2節(jié)的試驗(yàn)結(jié)果說明可用小電流法來確定變壓器的短路阻抗百分?jǐn)?shù)。

　　2.3變壓器的核容方法阻抗電壓和變壓器容量的關(guān)系為：式（1）中：Un為額定的電壓；為短路阻抗百分?jǐn)?shù)；ik為試驗(yàn)電流的三相平均值；uk為試驗(yàn)電壓的三相平均值。

　　Un是已知量，和uk可以通過試驗(yàn)準(zhǔn)確測得，如果知道就可以算出變壓器的容量，但是所使用的變壓器特性測試儀是已知變壓器容量測量短路阻抗百分?jǐn)?shù)。因此針對該器，要采用間接的方法核容，即核對短路阻抗百分?jǐn)?shù)，則：假設(shè)變壓器銘牌的容量S是正確的，將容量S代入式（2）中可以測得短路阻抗百分?jǐn)?shù)Zk.核對容量時(shí)，首先將測量值與變壓器的銘牌值進(jìn)行比較，再將測量值與GB/T6451―2008中變壓器的國標(biāo)值進(jìn)行比較，如果兩次比較結(jié)果都基本相符，就可以判斷變壓器的容量是屬實(shí)的。當(dāng)兩者結(jié)果不相符時(shí)，可判斷銘牌容量與實(shí)際不符合，推算出變壓器的實(shí)際容量為：ZK測式（3）中：S實(shí)為變壓器的實(shí)際容量；S銘為變壓器的銘牌容量；Zk銘為短路阻抗的銘牌值；Zk測為短路阻抗的測量值；Zk銘為短路阻抗百分?jǐn)?shù)的銘牌值；ZKai（%）為短路阻抗百分?jǐn)?shù)的測量值。對照國標(biāo)GB/T64512008，根據(jù)式（3）就可以推算出變壓器的實(shí)際容量。

　　3實(shí)例分析對江蘇勝豐鋼廠的1臺(tái)110kV變壓器進(jìn)行低電壓短路試驗(yàn)。該主變型號(hào)為SZ10-16000A10，銘牌電壓為1108x1.25%/6.3kV，聯(lián)結(jié)組別為YNd11，短路阻抗百分?jǐn)?shù)：1檔11.01%，9檔10.48%，17檔9.97%.試驗(yàn)儀器和方法同第2.1節(jié)，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

　　由表4可知，短路阻抗百分?jǐn)?shù)測量值與銘牌值的誤差最大不超過0.7%，9檔的測量值與國標(biāo)值10.5%的誤差為0.95 %，2次的比較結(jié)果基本相符，由此可判斷該主變的銘牌容量為真實(shí)值，從而驗(yàn)證了低電壓短路試驗(yàn)核對110kV變壓器容量具有可行性。

　　對該鋼廠另一臺(tái)110kV變壓器進(jìn)行低電壓短路試驗(yàn)，該主變型號(hào)為SZ11-31500A10，銘牌電壓為110±8父1.25%0.5讓，聯(lián)結(jié)組別為州411，短路阻抗百分?jǐn)?shù)：1檔11.47%，9檔10.93%，17檔10.57%.試驗(yàn)儀器和方法同第2.1節(jié)，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。

　　由表5可知，短路阻抗百分?jǐn)?shù)1檔的測量值與銘牌值的誤差為36.3%，9檔的測量值與銘牌值的誤差為36.9%，17檔的測量值與銘牌值的誤差為37.9%，9檔的測量值與國標(biāo)值10.5%的誤差為表3110kV變壓器額定檔高-低壓繞組短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)電流大小u平均/v I平均/a 1.2%額定電流2.3%額定電流注：環(huán)境溫度26°C，濕度60%，頂層油溫35°C.表4第1臺(tái)變壓器低電壓短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分接檔位u平均/v I平均/a 1檔9檔17檔注：環(huán)境溫度26°C，濕度60%，頂層油溫35表5第2臺(tái)變壓器低電壓短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分接檔位U平均/V I平均/A 1檔9檔17檔注：環(huán)境溫度27C，濕度60%，頂層油溫34°C. 34.3%，2次的比較結(jié)果均超過GB/T要求的不大于±10%，由此可判斷該主變的銘牌容量與實(shí)際不符。根據(jù)式（3）并對照國標(biāo)，可推算出該主變的實(shí)際容量為50000kV.A.由表4和表5可知，變壓器的短路阻抗百分?jǐn)?shù)在不同檔位的測量結(jié)果是不同的，因?yàn)樽儔浩魈幱诓煌姆纸游恢?，對?yīng)著不同的直流電阻值和阻抗電壓值，所以測量時(shí)要注意分接開關(guān)的位置，以便與銘牌值對比。

　　4現(xiàn)場試驗(yàn)的注意事項(xiàng)設(shè)置正確的聯(lián)結(jié)組別。因?yàn)椴煌穆?lián)結(jié)組別，對應(yīng)著不同的負(fù)載損耗溫度校正公式，如果輸入不正確的聯(lián)結(jié)組別，必然導(dǎo)致測量結(jié)果的錯(cuò)誤，所以在變壓器銘牌不可信或者無銘牌的情況下，要通過試驗(yàn)確定變壓器的聯(lián)結(jié)組別。

　　注意分接開關(guān)的位置。因?yàn)樽儔浩魈幱诓煌姆纸游恢茫瑢?yīng)著不同的直流電阻值和阻抗電壓值，所以測量時(shí)要注意分接開關(guān)的位置，以便與銘牌值對比。

　　短路線要有足夠大的截面。因?yàn)樵囼?yàn)時(shí)低壓側(cè)會(huì)流過較大的短路電流，所以短路線要有足夠大的截面。

　　5結(jié)束語通過對變壓器低電壓短路試驗(yàn)的研究，本文總結(jié)出測量變壓器短路阻抗百分?jǐn)?shù)核對110kV變壓器容量的方法，該方法適用于國標(biāo)變壓器的核容試驗(yàn)。江蘇勝豐鋼廠的2臺(tái)110kV國標(biāo)變壓器的核容試驗(yàn)結(jié)果表明：容量為16 000kVA的變壓器，其銘牌容量與實(shí)際容量相符；容量為31500kVA的變壓器，其銘牌容量與實(shí)際容量不符合，應(yīng)該為50 000kVA，2臺(tái)變壓器的試驗(yàn)結(jié)果表明低電壓短路試驗(yàn)核對110kV國標(biāo)變壓器容量具有可行性。