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        淺談接線方式對配電變壓器繞組頻率響應(yīng)影響

        2017-01-28 09:07:31吳淑菊崔洪生
        科學(xué)中國人 2017年24期
        關(guān)鍵詞:頻率響應(yīng)接線端口

        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)

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