220kV自耦变压器操作波试验接线探讨

随着变压器电压等级的升高，同时由于现场试验设备的限制，高电压，大容量变压器难以进行现场工频耐压试验、雷电冲击试验，而变压器运行中又要承受操作过电压、大气过电压的作用。为了检查绕组是否存在匝间短路，考核变压器绕组、中性点的绝缘，考核变压器的纵绝缘、主绝缘，操作波试验就成为一项重要试验。操作波试验与1min工频耐压试验由于放电路径、特性不一样，二者也不能互相代替，并且操作波试验波形更近似于运行中操作时产生的过电压，其真实性强，较工频耐压也更趋于合理，而且操作波试验时变压器内部绝缘发生局部放电不会引起“残留性损伤”［1］。但是自耦变压器按 DL／T596－1996试验规程中的规定值来试验，则变压器的中性点、中压绕组就超过其允许绝缘水平，因而如何既达到试验考核目的，又不超过其绝缘水平允许范围，合理选择接线就成为试验的关键问题。

2　被试变压器的有关技术参数
型号：OSSPS10－400 000／220频率：50Hz
电压组合：242±2×2．5／121／15．75相数：3
额定容量：400 000 kVA接线组别：YN，ao，d11
绝缘水平：LI950AC395－LI185AC85／LI480AC200　　－LI185AC85／LI105AC45

3　试验接线
　　DL／T596－1996《电力预防性试验规程》中规定，220 kV电力变压器线端试验电压值全部更换绕组为750 kV，部分更换绕组为638 kV；110 kV电力变压器操作波试验电压值全部更换绕组为375 kV，部分更换绕组为319 kV。操作波波头大于20μs，90％以上幅值持续时间大于200μs，波长大于500μs，负极性三次［2］。采用清华大学推荐的［100×1 000（0）×200（90）］μs的操作波形［1］，产生操作波的试验回路如图1所示。
　　试验前将变压器高压绕组置于Ⅰ档，变压器匝数比K高—低＝254÷1．732÷15．75＝9．311；K中—低＝121÷1.732÷15.75=4.436;K高—中=254÷121=2.1。

　

2．1　低压加压，高压经小电阻接地

  测试接线如图2所示（以测试C相接线为例）。

　　（1）按DL／T596－1996规程，220 kV全部更换绕组，以变压器高压线端试验电压750 kV为准施加电压，则中性点电位U0＝750÷1．5×0．5＝250 kV，加压相中压侧感应电压为Um＝750÷1

．5×0．5＋750÷1．5÷K高—中＝488 kV，低压侧应施加电压为Ul＝750÷1．5÷K高—低＝53．69 kV。

　

　

  （2）按DL／T596－1996规程，220 kV部分更换绕组，以高压线端试验电压638 kV为准，则中性点电位U0＝638÷1．5×0．5＝212．6 kV，加压相中压侧感应电压为Um＝638÷1．5×0．5＋638÷1．5÷K高—中＝415．3 kV，低压侧应加电压为Ul＝638÷1．5÷K高—低＝45．68 kV。

  （3）按DL／T596－1996规定，110 kV全部更换绕组，以线端操作波试验电压375 kV为准，中性点电位为U0＝375÷2．05×1．05＝192 kV，高压侧将达到电位为Uh＝375÷2．05×（1．05＋K高—中）＝576 kV，低压侧应施加电压为Ul＝375÷2．05÷K中—低＝41．2 kV。

  （4）按DL／T596－1996规定，110 kV部分更换绕组，以线端操作波试验电压319 kV为准，中性点电位为U0＝319÷2．05×1．05＝163．4 kV，高压侧将达到电位为Uh＝375÷2．05×（1．05＋K高—中）＝490 kV，低压应施加电压为Ul＝375÷2．05÷K中—低＝35．1 kV。
2．2　低压加压，中压两相经小电阻接地

　　测试接线如图3所示（以测试A相接线为例）。

　　（1）按DL／T596－1996，110 kV全部更换绕组，以线端操作波试验电压375 kV为准，中性点电位为U0＝375÷1．5×0．5＝125 kV，高压侧将达到电位为Uh＝375÷1．5×（K高—中＋0．5）＝650 kV，低压侧应施加电压为Ul＝375÷1．5÷K中—低＝56．36 kV。

　　（2）按DL／T596－1996，110 kV部分更换绕组，以线端操作波试验电压319 kV为准，中性点电位为U0＝319÷1．5×0．5＝106．3 kV，高压侧将达到电位为Uh＝319÷1．5×（K高—中＋0.

5）＝553 kV，低压侧应施加电压为Ul＝319÷1．5÷K中—低＝47．95 kV。

　　（3）按DL／T596－1996规程，220 kV全部更换绕组，以变压器高压线端试验电压750 kV为准施加电压，则中性点电位为U0＝750÷2．6×0．5＝144 kV，加压相中压侧感应电压为Um＝750

÷2．6×1．5＝432．7 kV，低压侧应施加电压为Ul＝750÷2．6×2．1÷K高—低＝65 kV。

　　（4）按DL／T596－1996规程，220 kV部分更换绕组，以变压器高压线端试验电压638 kV为准施加电压，则中性点电位U0＝638÷2．6×0．5＝122 kV，加压相中压侧感应电压为Um＝638÷

2．6×1．5＝368 kV，低压侧应施加电压为Ul＝638÷2．6×2．1÷K高—低＝55．3 kV。

　　从220 kV自耦变压器绝缘水平来看，它比220kV非自耦变压器的绝缘水平（LI950AC395＿

LI400AC200／LI125AC55）的中性点、低压侧要低。如采用低压侧绕组加压，高压侧绕组经小电阻接地接线，按DL／T596－1996规程，220 kV线端试验电压750 kV（或638 kV）为准施加电压，则中性点感应电压250 kV（或212．6kV）超过允许的绝缘水平185 kV，中压侧感应电压488 kV也超过允许的绝缘水平480kV，因而有可能造成绕组及中性点击穿；如按DL／T596－1996规程，110 kV线端试验电压375 kV（或319kV），则中性点感应电压192 kV（或163 kV）超过允许的绝缘水平185 kV，高压侧感应电压576 kV（或490 kV），中性点感应电压超过绝缘水平，高压侧感应电压达不到考核要求。如采用低压侧绕组加压，中压侧绕组两相经小电阻接地，按DL／T596－1996规程，220 kV线端试验电压750 kV（或638 kV）为准施加电压，则中压侧感应电压432 kV（368 kV）不会超过其绝缘水平480 kV，但超过了DL／T596－1996规程中110kV线端试验电压规定的375 kV（或319 kV），中性点感应电压144 kV（或122 kV）不会超过其绝缘水平185 kV；如按DL／T596－1996规程，110 kV线端试验电压375 kV（或319 kV）为准施加电压，则中性点感应电压125 kV（或106 kV）不会超过允许的绝缘水平185 kV，高压侧感应电压650 kV（或553kV），既达到高、中压侧考核的目的，又满足了绝缘水平的要求，低压侧应施加电压也不会超过其绝缘水平105 kV，试验证明，这种接线是可行的，达到了考核高、中、低压绕组及中性点绝缘的目的。

4　变压器绕组接地与施加操作波相、测量相之间的相互关系及影响

　　变压器低压绕组的三绕组两端各经一套管引出，其绕组端排列如图4所示。加压前，先将低压绕组c，x；b，z；a，y端分别短接，使低压绕组接成d11形。采取中压两相经小电阻接地，利

用高、中压的油纸电容式套管的测量小套管，下边串联一适当的电容分压以录取电压波形，利用示伤电阻录取电流波形。A相操作波电压加在低压绕组a端（同时也是y端），而c端（同时也是x端）接地，同时中压绕组Bm、Cm经小电阻接地，这样全压加在ax绕组上。如电压加在a端，而b端接地，则全压加在yb绕组上，而这时仍测量A、Am电压波形，加压与测量绕组就不对应，示波器就不能真实反映出变压器所加电压，高、中压侧效率也将低于正确接线的效率。同理测试B、C相时，也应使加压绕组与测试相严格对应。

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