CN104730402A - 一种对调压变压器和补偿变压器同时进行温升试验的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对“双百万”变压器中的调压变压器和补偿变压器同时进行温升试验的装置，包括一套发电机组、一套控制设备、第一中间变压器、一套补偿电容器和第二中间变压器。本发明通过一套控制设备和一套发电机组对调压变压器和补偿变压器同时进行温升试验，保证了调压变压器和补偿变压器升压的一致性，更加符合调压补偿变压器现场实际运行的状况。此外，减少了工作量且降低了操作的复杂程度，降低了出现不必要错误的几率，降低了试验成本。

Description

一种对调压变压器和补偿变压器同时进行温升试验的装置

技术领域

本发明涉及一种进行温升试验的装置及方法，具体涉及一种对“双百万”变压器中的调压变压器和补偿变压器同时进行温升试验的装置。

背景技术

随着国家电力事业的大力发展，特高压电网的不断建设，“双百万”变压器在国家电网中的地位显得越来越重要，“双百万”变压器是指1000MVA 1000kV双柱结构的特高压自耦变压器，“双百万”特高压变压器包括主体变压器和调压补偿变压器，调压补偿变压器则是由调压变压器和补偿变压器构成，组装在一个油箱内，共用一套冷却系统。温升试验是一种型式试验，其目的是检验规定状态下变压器绕组、铁心和变压器油的温升；并检测油箱、结构件、引线、套管以及引线与分接开关的连接处有无局部过热。在对调压补偿变压器进行温升试验时，需要对调压变压器和补偿变压器同时进行。在国内的其他变压器厂家，在进行调压补偿变压器温升试验时，普遍采用两套发电机组，两台中间变压器对调压变压器和补偿变压器分别进行供电试验，此外需要两台电容补偿装置对调压变压器和补偿变压器分别进行电容补偿。由于采用两套发电机组，故需要两套控制系统来对变压器进行升压，而且升压的过程可能不同步，需要分别调整。这种试验方法在实施起来工作量比较大且操作复杂，容易出现不必要的错误，而且同时开启两套发电机组，从经济效益上来说也不划算。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种结构简单、操作方便、可保证升压同步的对调压变压器和补偿变压器同时进行温升试验的装置。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：一种对调压变压器和补偿变压器同时进行温升试验的装置，包括：一套发电机组，用于为温升试验提供电源；一套控制设备，用于对发电机组进行控制；

第一中间变压器，用于将发电机组提供的电压升高至调压变压器所需的电压；一套补偿电容器，用于将第一中间变压器的输出电流调整至调压变压器所需的电流；第二中间变压器，用于将第一中间变压器的输出电压和经补偿电容器补偿后的电流调整至补偿变压器所需的电压、电流；其中，控制设备与发电机组连接，发电机组的输出端连接至第一中间变压器的一次侧，第一中间变压器的二次侧并联补偿电容器后接至调压变压器的一次侧；第二中间变压器的一次侧并联于调压变压器的一次侧，第二中间变压器的二次侧接至补偿变压器的一次侧。

本发明中发电机组为温升试验提供电源，第一中间变压器将电压升高至调压变压器要求电压，再利用补偿电容器将电流调整至调压变压器要求的电流值。同时，将调压变压器与第二中间变压器并联，使得电压、电流经过第二中间变压器达到补偿变压器的温升试验要求条件值。这样可以很方便的用一套发电机组和一套控制设备同时给调压变压器和补偿变压器进行加热试验，从而规避和解决了使用两套发电机组进行试验的系列技术及安全问题。

在补偿电容器与调压变压器之间以及第二中间变压器与补偿变压器之间均接有电压电流互感器动态特性测试仪。第一中间变压器将电压升高至调压变压器要求电压后经电压互感器PT检测；利用补偿电容器将电流调整至调压变压器要求的电流值后经电流互感器CT检测。

所述的第二中间变压器的变比、容量及阻抗值由补偿变压器试验支路的等值电路分析得出。补偿变压器试验支路经过第二中间变压器的升流、降压，可以很好的满足补偿变压器温升试验的电压和电流要求。

本发明通过一套控制设备和一套发电机组对调压变压器和补偿变压器同时进行温升试验，保证了调压变压器和补偿变压器升压的一致性，更加符合调压补偿变压器现场实际运行的状况。此外，减少了工作量且降低了操作的复杂程度，降低了出现不必要错误的几率，降低了试验成本。

附图说明

图1为现有调压补偿变压器温升试验原理图；

图2为本发明原理图；

图3为本发明接线示意图；

图4为调压变压器参数表；

图5为补偿变压器参数表；

图6为第二中间变压器参数表；

图7为补偿变压器试验支路的等值电路；

具体实施方式

如图1所示，现有调压补偿变压器温升试验普遍采用两套控制设备K1和K2、两套发电机组G1和G2，两台中间变压器T1和T2对调压变压器BT和补偿变压器BB分别进行供电试验，此外需要两台补偿电容器C对调压变压器BT和补偿变压器BB分别进行电容补偿。如图2所示，一种对调压变压器和补偿变压器同时进行温升试验的装置，包括一套发电机组G，用于为温升试验提供电源；一套控制设备K，用于对发电机组G进行控制；第一中间变压器B1，用于将发电机组G提供的电压升高至调压变压器BT所需的电压；一套补偿电容器C，用于将第一中间变压器B1的输出电流调整至调压变压器BT所需的电流；第二中间变压器B2，用于将第一中间变压器B1的输出电压和经补偿电容器C补偿后的电流调整至补偿变压器BB所需的电压、电流；

其中，控制设备K与发电机组G连接，发电机组G的输出端连接至第一中间变压器B1的一次侧，第一中间变压器B1的二次侧并联补偿电容器C后接至调压变压器BT的一次侧；第二中间变压器B2的一次侧并联于调压变压器BT的一次侧，第二中间变压器B2的二次侧接至补偿变压器C的一次侧。在补偿电容器C与调压变压器BT之间以及第二中间变压器B2与补偿变压器BB之间均接有电压电流互感器动态特性测试仪。所述的第二中间变压器的变比、容量及阻抗值由补偿变压器试验支路的等值电路分析得出。

经过补偿变压器试验支路等值电路分析，确定第二中间变压器变比、容量及阻抗值的详细过程，举例如下：

第一中间变压器：

低压角接，高接并联星接，选用17分接，第一中间变压器变比K₁＝2.8其高压额定电流为276A。

结合图4调压变压器的参数表，调压变压器的试验容量及试验电压计算：

$K_t=\sqrt{\frac{P_L+P_0}{P_L}}=\sqrt{\frac{187.0+24.7}{187.0}}=1.1$

其中，K_t为调压变压器的比例系数，P_L为调压变压器参考温度下的额定负载损耗；P₀为调压变压器额定空载损耗。

调压变压器的试验电压：U_T1×Z_k％×K_t＝115.8×0.1217×1.1＝15.5kV其中，U_T1为调压变压器一次侧额定电压；Z_k％为调压变压器的阻抗百分数；K_t为调压变压器的比例系数。

调压变压器的试验电流：I_T1×K_t＝493.1×1.1＝542A

其中，I_T1为调压变压器一次侧额定电流，K_t为调压变压器的比例系数。

调压变压器的试验容量＝调压变压器的试验电压×调压变压器的试验电流＝8400kVA

第一中间变压器低压侧电压＝调压变压器的试验电压/第一中间变压器变比＝15.5/2.8＝5.54kV

结合图5补偿变压器的参数表，补偿变压器的试验容量及试验电压计算：

$K_b=\sqrt{\frac{P_{\mathrm{Lb}}+P_{0b}}{P_{\mathrm{Lb}}}}=\sqrt{\frac{73.6+15.7}{73.6}}=1.1$

其中，P_Lb为补偿变压器参考温度下的额定负载损耗；P_0b为补偿变压器额定空载损耗。

补偿变压器试验电压＝U_B1×Z_kb％×K_b＝32×0.0962×1.1＝3.39kV

补偿变压器试验电流＝I_B1×K_b＝515.6×1.1＝567A

其中，U_B1为补偿变压器一次侧额定电压；Z_kb％为补偿变压器的阻抗百分数；I_B1为补偿变压器一次侧额定电流；K_b为补偿变压器的比例系数。

补偿变压器试验容量＝补偿变压器试验电压×补偿变压器试验电流＝1920kVA

第一中间变压器高压侧电压＝调压变压器输入电压＝15.5kV

第二中间变压器变比应设计为K₂＝第一中间变压器高压侧电压/补偿变试验电压＝15.5/3.39＝4.57

根据上述结果，选用的第二中间变压器参数如图6所示。

通过把所有参数折算到第二中间变压器高压侧，将补偿变压器支路换算为等效电路，如图7所示。

第二中间变压器的实际变比K＇₂＝U＇₁/U＇₂＝16.8/3.65＝4.6

其中，K＇₂为第二中间变压器实际变比；U＇₁为第二中间变压器实际的一次侧电压；U＇₂为第二中间变压器实际的二次侧电压。

根据补偿变参数计算，补偿变压器阻抗Z＝U_B1 ²/S_B1×Z_kb％＝32²/16.5×0.0962＝6.00Ω

其中，U_B1为补偿变压器一次侧额定电压；S_B1为补偿变压器额定容量；Z_kb％为补偿变压器阻抗百分数。

根据等效电路折算后补偿变压器阻抗Z_t＝Z×(K＇₂)²＝6.00×4.6²＝127.0Ω

第二中间变压器阻抗Z₂＝U₁＇²/S_r＇×Z_k2＇％＝16.8²/4×0.0491＝3.46Ω其中，S_r＇为第二中间变压器额定容量；Z_k2＇％为第二中间变压器阻抗百分数。

阻抗压降系数为＝(Z_t+Z₂)/Z_t＝(127+3.46)/127＝1.03

补偿支路阻抗Z_B＝折算后补偿变压器阻抗+第二中间变压器阻抗＝127.0+3.46＝130.46Ω

补偿变压器支路容量计算：

折算后第二中间变压器电流I_H＝补偿变压器试验电流/第二中间变压器的实际变比＝567.2/4.6＝123.3A

第二中间变压器要求输入电压U_H＝I_H×Z_B＝123.3*130.46＝16.1kV

第二中间变压器实际输入电压＝调压变压器输入电压＝15.5kV

第二中间变压器要求输入容量＝I_H ²×Z_B＝123.3²×130.46＝1983.4kVA

第二中间变设计容量为4000kVA，满足试验要求。

Claims (3)

1.一种对调压变压器和补偿变压器同时进行温升试验的装置，其特征在于包括：

一套发电机组，用于为温升试验提供电源；

一套控制设备，用于对发电机组进行控制；

第一中间变压器，用于将发电机组提供的电压升高至调压变压器所需的电压；

一套补偿电容器，用于将第一中间变压器的输出电流调整至调压变压器所需的电流；

第二中间变压器，用于将第一中间变压器的输出电压和经补偿电容器补偿后的电流调整至补偿变压器所需的电压、电流；

其中，控制设备与发电机组连接，发电机组的输出端连接至第一中间变压器的一次侧，第一中间变压器的二次侧并联补偿电容器后接至调压变压器的一次侧；第二中间变压器的一次侧并联于调压变压器的一次侧，第二中间变压器的二次侧接至补偿变压器的一次侧。

2.根据权利要求1所述的对调压变压器和补偿变压器同时进行温升试验的装置，其特征在于：在补偿电容器与调压变压器之间以及第二中间变压器与补偿变压器之间均接有电压电流互感器动态特性测试仪。

3.根据权利要求1所述的对调压变压器和补偿变压器同时进行温升试验的装置，其特征在于：所述的第二中间变压器的变比、容量及阻抗值由补偿变压器试验支路的等值电路分析得出。