CN104360175A - 一种油油套管变压器不拆头变比试验的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油油套管变压器不拆头变比试验的测量方法，其技术特点是：断开GIS隔离开关，合上接地开关；打开接地连接，将变比测试仪按照不连接中性点试验接线方式接在接地开关引出端；测量变压器变比，得到不连接中性点试验的变比测量误差θ值；将θ值代入以下换算公式得到变压器的实际变比误差ε。本发明分析了连接中性点和不连接中性点试验接线方式的差异原因，将油油套管变压器不拆头变比试验的测量结果进行换算，得到与连接中性点试验相同的结果，既节省了试验时间，又保证了试验结果的准确性。

Description

一种油油套管变压器不拆头变比试验的测量方法

技术领域

本发明属于变压器变比试验技术领域，尤其是一种油油套管变压器不拆头变比试验的测量方法。

背景技术

油油套管变压器可以节省空间体积，完全避免污秽和各种大气条件的影响，具有维护方便、运行安全可靠等特点，已被广泛应用于室内变电站及重污秽地区。高压套管、导电杆及电缆终端套管都密封在连接筒中，连接筒内充满变压器油，如图1所示。油油套管变压器在进行电气试验时，需要排空连接筒内的变压器油，打开上封盖，拆除导电杆，方可开始试验；试验结束后，需恢复导电杆连接，再将连接筒充满变压器油，静置24小时，方可投运变压器。由此可见，油油套管变压器试验过程繁琐，耗时较多，需要变压器停电时间较长。为了缩短试验时间，试验单位会从电缆另一端的GIS接地开关处进行电气试验，如图2所示。变比试验是变压器的一个重要试验项目，可以检查绕组匝数与设计是否相符、分接引线装配是否正确、各分接的电压比是否在标准允许的范围内。从GIS接地开关处做不拆头变比试验时，试验线只能连接A、B、C三个端子，而无法连接中性点O端。不接中性点的测量结果与常规接中性点的试验方法相比，存在较大误差，甚至会影响试验合格与否的判断。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、准确性高且快速简便的油油套管变压器不拆头变比试验的测量方法。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种油油套管变压器不拆头变比试验的测量方法，包括以下步骤：

步骤1、断开GIS隔离开关，合上接地开关；

步骤2、打开接地连接，将变比测试仪按照不连接中性点试验接线方式接在接地开关引出端；

步骤3、测量变压器变比，得到不连接中性点试验的变比测量误差θ值；

步骤4、将θ值代入以下换算公式得到变压器的实际变比误差ε：

ε_AB/ab＝θ_AB/ab+θ_CA/ca-θ_BC/bc

ε_BC/bc＝θ_AB/ab+θ_BC/bc-θ_CA/ca

ε_CA/ca＝θ_BC/bc+θ_CA/ca-θ_AB/ab

ε_AB/ab为AB相之间的实际变比误差，ε_BC/bc为BC相之间的实际变比误差，ε_CA/ca为CA相之间的实际变比误差；θ_AB/ab为AB相之间不连接中性点的变比测量误差，θ_BC/bc为BC相之间不连接中性点的变比测量误差，θ_CA/ca为CA相之间不连接中性点的变比测量误差。

本发明的优点和积极效果是：

本发明分析了连接中性点和不连接中性点试验接线方式的差异原因，将油油套管变压器不拆头变比试验的测量结果进行换算，得到与连接中性点试验相同的结果，既节省了试验时间，又保证了试验结果的准确性。

附图说明

图1是油油套管变压器的结构示意图；

图2是不连接中性点试验接线示意图；

图3是连接中性点的测试原理图；

图4是不连接中性点的测试原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。

一种油油套管变压器不拆头变比试验的测量方法，以YNd11连接组别变压器为例，分析有中性点引线和无中性点引线两种不同试验方式的区别，并推导两者之间的换算公式。在以下说明中，用于变比试验的测试仪一般均使用单相电源，以下分析过程都是以单相电源励磁为前提的。

在公式推导过程中，将使用如下变量：

U_A、U_B、U_C——变比测试仪向被试变压器高压侧施加的励磁电压；

U_a、U_b、U_c——被试变压器低压侧感应出的相电压；

k_a、k_b、k_c——被试变压器三相绕组的匝数比；

k、k_N——被试变压器变比测量值和额定值。

1、连接中性点的试验结果分析

对于有中性点引线的试验接线方式，以U_AB/U_ab为例，变比测试仪从AO端施加电压，从ac端测量电压，其测试原理如图3所示。

变比测量结果以误差形式表示，记为ε_AB/ab，有：

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{AB}/\mathrm{ab}}=\frac{k-k_N}{k_N}\×100\%=\frac{k}{k_N}-1---\left(1\right)$

其中，变比测量值与绕组的匝数比有如下关系：

$k=\frac{\sqrt{3}{U}_A}{U_a}=\sqrt{3}{k}_a---\left(2\right)$

将(2)带入(1)可得：

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{AB}/\mathrm{ab}}=\frac{\sqrt{3}{k}_a}{k_N}-1---\left(3\right)$

于是有

$k_a=\frac{k_N}{\sqrt{3}}({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{AB}/\mathrm{ab}}+1)---\left(4\right)$

同理，其它两相有对应关系式

$k_b=\frac{k_N}{\sqrt{3}}({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{BC}/\mathrm{bc}}+1)---\left(5\right)$

$k_c=\frac{k_N}{\sqrt{3}}({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{CA}/\mathrm{ca}}+1)---\left(6\right)$

2、不连接中性点的试验结果分析

同样以U_AB/U_ab为例，变比测试仪从AB端施加电压，从ac端测量电压并将bc端短路，其测试原理如图4所示。

测试结果以误差形式表示，记为θ_AB/_ab，并有

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{AB}/\mathrm{ab}}=\frac{k-k_N}{k_N}\×100\%=\frac{k}{k_N}-1---\left(7\right)$

其中，变比测量值按下式计算

$k=\frac{\sqrt{3}\frac{U_{\mathrm{AB}}}{2}}{U_a}=\frac{\sqrt{3}(U_A+U_B)}{{2U}_a}=\frac{\sqrt{3}}{2}(k_a+k_b)---\left(8\right)$

将(8)带入(7)可得

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{AB}/\mathrm{ab}}=\frac{\sqrt{3}}{{2k}_N}(k_a+k_b)-1---\left(9\right)$

同理，对于其它两相有

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{BC}/\mathrm{bc}}=\frac{\sqrt{3}}{{2k}_N}(k_b+k_c)-1---\left(10\right)$

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{CA}/\mathrm{ca}}=\frac{\sqrt{3}}{{2k}_N}(k_c+k_a)-1---\left(11\right)$

3、两种接线方式的差异分析

将公式(4)～(6)分别带入(9)～(11)中，可以得到两种接线方式的关系，如下式：

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{AB}/\mathrm{ab}}=\frac{1}{2}({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{AB}/\mathrm{ab}}+{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{BC}/\mathrm{bc}})---\left(12\right)$

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{BC}/\mathrm{bc}}=\frac{1}{2}({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{BC}/\mathrm{bc}}+{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{CA}/\mathrm{ca}})---\left(13\right)$

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{CA}/\mathrm{ca}}=\frac{1}{2}({\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{CA}/\mathrm{ca}}+{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{AB}/\mathrm{ab}})---\left(14\right)$

通过以上关系式可以看出，不连接中性点的测量误差是连接中性点两相测量误差的平均值。变比试验不合格的测量结果可能因不连接中性点而落在合格范围内。这是因为不连接中性点时，高压侧只能从相间施加电压，读取的电压值为两相电压的平均值，两相的变比误差会相互影响，较大的变比误差会被较小的所“弱化”。

4、两种接线方式的换算公式

由以上分析可知，不连接中性点的变比测量结果无法正确反映变压器的实际变比，因此，需要进行适当的校正。将公式(12)～(14)变换可得：

ε_AB/ab＝θ_AB/ab+θ_CA/ca-θ_BC/bc    (15)

ε_BC/bc＝θ_AB/ab+θ_BC/bc-θ_CA/ca    (16)

ε_CA/ca＝θ_BC/bc+θ_CA/ca-θ_AB/ab    (17)

将测量结果θ值代入以上各式即可求出ε值，即变压器的实际变比。

通过以上分析，确定本发明包括以下步骤：

步骤1断开GIS隔离开关，合上接地开关；

步骤2、打开接地连接，将变比测试仪的测试线接在接地开关引出端；

步骤3、测量变压器变比，得到测量结果θ值；

步骤4、将θ值代入换算公式(15)～(17)求出ε值，即变压器的实际变比。

下面对一台故障变压器进行变比试验，以检查绕组是否存在匝间短路。

被试变压器型号SZ11-50000/110，额定电压110±8×1.25％/10.5kV，高压侧为油油套管。

将变比测试仪接在对应接地开关引出端，不连接变压器中性点，得到额定分接下变比测试结果如下：

θ_AB/ab＝0.43％，θ_BC/bc＝0.46％，θ_CA/ca＝0.22％

将以上数据代入换算公式可以得到：

ε_AB/ab＝0.19％，ε_BC/bc＝0.68％，ε_CA/ca＝0.24％

由以上数据可以看出，不连接中性点时三相数据合格(小于0.5％)，而换算之后有一相数据不合格。通过其他试验验证及最终解体检查发现，该变压器高压B相上部存在多股匝间短路情况。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (1)

1.一种油油套管变压器不拆头变比试验的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、断开GIS隔离开关，合上接地开关；

步骤2、打开接地连接，将变比测试仪按照不连接中性点试验接线方式接在接地开关引出端；

步骤3、测量变压器变比，得到不连接中性点试验的变比测量误差θ值；

步骤4、将θ值代入以下换算公式得到变压器的实际变比误差ε：

ε_AB/ab＝θ_AB/ab+θ_CA/ca-θ_BC/bc

ε_BC/bc＝θ_AB/ab+θ_BC/bc-θ_CA/ca

ε_CA/ca＝θ_BC/bc+θ_CA/ca-θ_AB/ab

ε_AB/ab为AB相之间的实际变比误差，ε_BC/bc为BC相之间的实际变比误差，ε_CA/ca为CA相之间的实际变比误差；θ_AB/ab为AB相之间不连接中性点的变比测量误差，θ_BC/bc为BC相之间不连接中性点的变比测量误差，θ_CA/ca为CA相之间不连接中性点的变比测量误差。