变压器交流耐压几种接线方式的探讨

󰀁第4期(总第161期)山󰀁西󰀁电󰀁力No.4(Ser.161)

󰀁2010年8月SHANXI󰀁ELECTRIC󰀁POWERAug.2010

收稿日期:2010󰀁03󰀁20,修回日期:2010󰀁05󰀁24作者简介:史明彪(1976󰀁),男,山西晋城人,1999年毕业于华

北电力大学,工程师,从事高压试验及绝缘技术监控工作。变压器交流耐压几种接线方式的探讨

史明彪

(阳城国际发电有限责任公司,山西阳城󰀁048102)

摘要:以单相绕组变压器为例,重点论述了交流耐压几种接线方式及分析方法,指出了现场试验

中可能出现的错误接线方式,同时论证了对变压器低压绕组进行耐压试验简便可行的接线方式。

关键词:变压器;交流耐压;接线方式

中图分类号:TM64󰀁󰀁󰀁文献标识码:B󰀁󰀁󰀁文章编号:1671󰀁0320(2010)04󰀁0057󰀁03

0󰀁引言

变压器运行时不但长期承受工频电压的作用,

还要承受最高运行电压Um,并可能遇到各种过电

压。为鉴定变压器的绝缘强度能否满足各种情况的

要求,在出厂及投运前必须进行交流耐压试验。交

流耐压试验是鉴定变压器绝缘强度最有效、最直接

的方法,特别是考核变压器主绝缘的局部缺陷,如

绕组主绝缘受潮、开裂或者在运输、安装过程中引

起的绕组松动、移位、引线距离不够以及绕组绝缘

附着杂(污)物等,具有决定性作用[1]。由于受到

现场试验条件的限制,目前现场应用最普遍的耐压

方式是工频交流耐压、变频串联谐振耐压及倍频感

应耐压,其试验原理本文不再赘述。本文重点论述

变压器交流耐压试验的几种接线方式以及交流耐压

时常遇到的几个问题。

1󰀁常规试验接线方式

以单相绕组变压器为例来说明,高压绕组用

H表示,低压绕组用L表示,接地用E表示(此

方法同样适用于三相变压器),即H󰀁LE。

进行H󰀁LE试验时正确试验接线如图1所示。

从图1中不难理解,对变压器高压绕组进行交

流耐压时,被试高压绕组所有套管应短路连接并接

高压,非被试低压绕组也短接并可靠接地,被考核

的绝缘部位是高压绕组与铁芯之间、高压绕组与低

压绕组之间及高压绕组对外壳之间。这种试验接线方式为标准试验接线且在现场工作中应用极为广泛。

图1󰀁高压绕组短接加高压,低压绕组短接接地

被试变压器的试验接线不正确时,可能使变压

器的绝缘受到损害。

2󰀁探讨中的试验接线方法

下面就现场试验可能出现的几种接线方式进行

讨论,指出其中几种错误接线方式,并论证对变压

器低压绕组进行耐压试验时简便可行的接线方式。

2.1󰀁第一种试验接线方法

被试高压绕组和非被试绕组均不短接,为了工

作方便,在进行H󰀁LE方式耐压时,被试高压绕组

和非被试绕组均不短接,高压侧A端加压,X悬

空;低压侧a或x任意一端接地,如图2所示。

C1󰀂高压绕组对接地部分的电容;C2󰀂高压绕组与低压绕组之间的电容;C3󰀂低压绕组与接地部分的电容图2󰀁高压A端加压,X悬空;低压a或x任意一端接地这种接线时,由于分布电容C1、C2、C3的影

响,在被试绕组与地(铁芯、外壳)之间及被试绕 57 组与非被试绕组中都将有电流流过,而且沿被试绕

组各处流过的电流不等,电容电流IC愈靠近A端

电流越大,因而在绕组绕匝间均存在电位差。由于

流过绕组的是电容电流IC,因电容容升效应,故

愈接近X端的电位越高,将超过所施加的试验电

压,又由于非被试绕组处于开路状态,导致被试绕

组的电抗XL很大,故由此而导致X端的电位升高

是不容忽视的,在严重情况下会损坏变压器

绝缘[2]。

同理,L󰀁HE也不可取。

所以该种接线方式为错误的接线方式,不可

采用。

2.2󰀁第二种试验接线方法

被试高压绕组和非被试绕组仅短接。

2.2.1󰀁H󰀁LE(高压对低压对地)

在进行H󰀁LE方式耐压时,被试高压绕组和非

被试低压绕组均短接,但非被试低压绕组不接地。

这种情况可以理解为,对被试绕组来说,由于首、

末端电容电流的方向相反,回路电抗XL非常小,

整个绕组电位基本相等,符合试验要求。

但是低压绕组仅短接而不接地,那么低压绕组

对地电位将悬浮,非被试低压绕组将处于高压对地

之间的电场中,低压绕组对地将出现很高的对地电

压,此时低压绕组对地的电压U2=C2C2+C3US,如

图3所示。

图3󰀁高压绕组短接加压,

低压绕组短接不接地电容分布示意图

例1:对于某SFL7500/110(6.3)型的电力

变压器,测得C1=5100pF,C2=2500pF,C3=

3875pF,如在交接试验时,对高压绕组施加的试

验电压US=170kV,则低压绕组对地的电压为

U2=C2C2+C3US=25002500+3875!170=

66.67kV[2]。

低压绕组(额定电压6.3kV)对地试验电压

出厂时为25kV,交接试验电压为21kV,均小于

66.67kV,低压绕组很有可能对地放电。所以高

压绕组加压时低压绕组只短接不接地,这种试验接

线方法不能应用。

2.2.2󰀁L󰀁HE(低压对高压对地)对于L󰀁HE试验时情况就不同了,非被试高压

相绕组只需短接,不需要考虑接地与否,这是因为

低压绕组所加的电压较低,高压绕组产生的悬浮电位

远远达不到高压绕组的对地放电电压,如图4所示。

图4󰀁低压绕组短接加压,

高压绕组短接不接地电容分布示意图

例2:对于SFL7500/110(6.3)型的电力变

压器,测得C1=5100pF,C2=2500pF,C3=

3875pF,如在交接试验时,对低压绕组施加的试

验电压US=21kV,则高压绕组对地的电压为

U1=C2C1+C2US=25005100+2500!21=6.9kV。

此电压为6.9kV,远远小于高压绕组交接试

验电压170kV,所以不会有任何危害。

总之,在H󰀁LE试验时,高压绕组与低压绕组

之间的绝缘情况已经考核完毕,所以,在进行L󰀁

HE时,只需考虑L󰀁E,即低压绕组与地之间的绝

缘即可,这样L󰀁HE耐压时有3种正确的接线方

式,见图5、图6、图7。

a)被考核的绝缘部位是低压绕组与铁芯之间、

低压绕组与高压绕组之间及低压绕组对外壳之间,

见图5。

图5󰀁低压绕组短接加高压,高压绕组短接并接地

b)被考核的绝缘部位是低压绕组与铁芯之间、

低压绕组与外壳之间,见图6。

图6󰀁低压绕组短接后与高压绕组短接后相连加压

c)被考核的绝缘部位是低压绕组与铁芯之间、

低压绕组与高压绕组之间(高压处于悬浮电位但不

会对地放电)及低压绕组对外壳之间,见图7。

这样变压器低压绕组耐压试验的工作就方便 58 󰀁经验交流󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁山󰀁西󰀁电󰀁力󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁2010年第4期󰀁多了。

图7󰀁低压绕组短接加高压、高压绕组短接不接地

综上所述,对变压器进行耐压时:第一步,进

行H󰀁LE耐压,被试高压绕组短接后接高压,非被

试低压绕组应短接后可靠接地;第二步,进行L󰀁

HE耐压,被试低压绕组短接后接高压,非被试高

压绕组短接在一起,高压绕组可接地,也可悬空,

还可以连同低压绕组一起进行耐压,这要根据现场

条件而变。

3󰀁结论󰀁󰀁a)对变压器耐压时,被试绕组需短接在一起,

非被试绕组也应短接在一起。

b)对高压侧绕组耐压时,低压侧绕组必须短

接后可靠接地。

c)对低压绕组加压,高压侧绕组只需短接在

一起即可,可以悬空,可以接地,也可以连接低压

侧绕组一同加压。

d)在此特别指出在使用串联谐振耐压时,在

计算试验设备容量IC=󰀁CU中的󰀁已不是工频下

的314,󰀁=1LC,即IC=1LCCU,希望引起试

验人员注意。

参考文献:

[1]󰀁陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].北京:中国科学技术出版社,2001:246,248.

[2]󰀁李建明,朱康.高压电气设备试验方法[M].北京:中国电力出版社,2001:87.

StudiesonSeveralConnectionModesofACVoltageWithstandTestofTransformer

SHIMing󰀁biao

(YangchengInternationalPowerGenerationCo.Ltd,Yangcheng,Shanxi󰀁048102,China)

Abstract:ThisarticlefocusesonseveralconnectionmodesofACwithstandvoltageandtheanalysismethodsonthem,

pointingoutthepotentialerrorsofconnectioninfieldtest,anddemonstratesasimpleandfeasibleconnectionmodeforvoltage

withstandtestwithlow󰀁voltagewinding.

Keywords:transformers;ACwithstandvoltage;connectionmode

携手推动智能电网创新发展

2010年7月26日下午,国家电网馆特别活动日∀智能电网 多彩生活#主题论坛在上海举行。借助

上海世博会这一重要平台,来自世界9个国家和地区的150多位代表,围绕与智能电网发展密切相关的多

个领域,进行了深入的沟通与交流,形成了广泛发展共识。

国家电网公司总经理刘振亚致欢迎辞并作主旨发言。上海市委常委、常务副市长杨雄,国家能源局总

工程师吴贵辉,国务院国资委外事局副局长姜维亮,国家电网公司副总经理舒印彪、曹志安、栾军,国际

电工委员会副主席恩诺 历思,国际大电网会议组织秘书长让 科瓦尔,美国电气电子工程师学会标准协

会秘书长朱迪斯 葛曼等国际组织机构代表,以及国务院发展研究中心、科技部等有关部门领导出席

论坛。

在发言中,刘振亚阐述了坚强智能电网与能源变革、城市发展及现代生活等方面的关联,强调了建设

坚强智能电网的重要意义。他说,当前,电网的功能作用得到了全面拓展,不再仅仅是电能输送的载体和

能源优化配置的平台,更有可能成为∀第四次技术革命#的重要标志之一,并通过能源流与信息流的全面

集成与融合,进而成为影响现代社会高效运转的∀中枢系统#。

刘振亚指出,根据国家电网公司规划,到2020年,坚强智能电网将基本建成,在促进清洁能源发展、

保障能源安全、应对气候变化、推动能源和经济社会可持续发展等方面发挥重要作用,对现代城市发展和

大众生活方式产生重大而深远的影响。国家电网公司愿意以这次论坛为契机,进一步加强与国内外各方面

的交流与合作,共同努力,推动智能电网事业的创新发展,为促进经济、社会、环境的可持续发展而不懈

努力。

信息来源:∃国家电网报% 59 󰀁2010年8月󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁史明彪:变压器交流耐压几种接线方式的探讨󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁经验交流󰀁