浅析Z型干式接地变压器在35kV变电所的应用及试验方法.doc

浅析Z型干式接地变压器在35kV变电所的应用及试验方法 王丽 （中铁十四局集团电气化工程有限公司，山东济南250014） 【摘要】通过分析干式接地变压器的工作原理，结合富县35kV变电所的接地系统，讨论了Z型干式接在变压器在变电所中的作用及交接试验方法。 关键词干式接地变压器；交接试验；35kv变电所 1接地变压器的原理 我国电力系统中35kV电网大都采用中性点不接地的运行方法，即二次配电侧一般三角形接法，这样可以在发生单相接地故障时系统不跳闸，供电可靠性大大提高。但是当系统发生单相接地故障时，流过接地点的电容电流会非常大，会在接在点拉弧，形成持续的“弧光接地过电压”，这个过电压可能会达到标称电压的3.5倍，将会对系统设备造成严重损坏。为解决这个问题，通常采用的方法是在变压器的中性点安装一个消弧线圈，利用这个电感产生的电感电流去“抵消”接地点的电容电流，即通过减少流入接地点的电流值，以达到降低过电压幅值的作用，从而保护系统内设备的绝缘安全。接地变压器种类繁多，其中国内最常见的是Z型接地变压器。Z型接地变压器就是采用Z型接线（或者称曲折型接线）方式，即每一相线圈分别绕在变压器的两个磁柱上，这样产生的零序磁通可沿磁柱流通，并且互相抵消，所以Z型接地变压器的零序阻抗非常小（一般10），且变压器的空载损耗也非常低，大大提高了变压器容量的利用率，可达到90%以上，所以Z型接地变压器是一种适用性强的高效接地变压器。 Z型接地变压器降低零序阻抗的原理是：变压器三相铁芯的每一相都有两个匝数相同的绕组，分别接不同的相电压。当对接地变压器线端施加三相正、负序电压时，每一相铁芯柱上产生的磁势是两相绕组磁势的向量和，三个铁芯柱上的合成磁势相差120，是一组三相平衡矢量。三相磁通可在三个铁芯柱上互相连通，形成磁通路，磁阻小、磁通量大、感应电势大，呈现很大的励磁阻抗。而当对接地变压器三相线端施加零序电压时，在每个铁芯柱上的两个绕组产生的磁势大小相等，方向相反，合成的磁势为零，三相铁芯柱上没有零序磁通。零序磁通只能通过外壳和周围介质形成闭合回路，磁阻很大，零序磁通很小，所以零序阻抗也很小。 2富县变电所接地系统简述 陕西富县芦村一号煤矿电源35kV变电所主变为两台SZ11-1600/35型16000kVA三相油浸自冷铜芯双绕组有载调压电力变压器，联接组别为YNd11，即星形三角连接，一次为星形连接，有中性点引出，二次为三角形连接，无中性点引出。 由于主变二次侧无中性点引出，这就需要安装接地变压器来引出中性点。因此富县35kV变电所采用的是DKSC-730/10.5-100/0.4型干式接地变压器，联接组别为ZNyn11，并与XHDC-630/10.5/5-75型干式偏磁消弧线圈相连接。接地变压器的作用就是在系统为型接线或Y型接线中性点未引出时，用于引出中性点以连接消弧线圈，传递接地补偿电流。 3接地变压器交接试验 电力系统中运行着众多的电力设备，设备的安全运行是保证系统安全可靠发供电的前提。由于电力设备在设计和制造过程中可能存在一些质量问题，设备运输、保管和安装过程中也可能出现一些损坏，这些都会造成一些缺陷设备，如果投入运行，则可能造成工程开通供电试运行失败，或者运行一段时间后，缺陷设备问题日益严重，出现大的故障，给国家和社会、人民生命财产造成巨大损失。交接试验就是在新设备投入运行前进行试验，用来检验产品设计和制造过程中有无缺陷，运输过程中有无损坏等。通过交接试验，可避免缺陷设备被安装到系统中，对于提高工程质量、保障电力系统的安全运行是极其重要的。 变压器是电力系统变电所的核心部件，对于整个电网的安全运行起到至关重要的作用。接电变压器的交接试验也是整个变电所交接试验的重要环节。下面以富县庐村一号煤矿电源35kV变电所的干式接地变压器为例来阐述下变压器的试验方法及注意事项。 为保证交接试验操作合规，结果准确，试验前需要精心准备，做好以下准备工作：准备好性能良好且在有效检定期内的试验仪器，熟悉试验仪器，了解待试品性能参数，编写操作规程和作业指导书，并对试验人员进行交底和技术培训。高压试验时需要设置围栏，安排专人进行防护，确保人员和设备安全。一切工作准备就绪，并经试验负责人检查合格后，放可进行试验。 根据电气设备安装工程电气设备交接试验标准GB50150-xx规定，干式接地变压器主要进行测量绕阻连同套管的直流电阻、检查变压器阻别和极性、检查所有分接头的电压比、绕阻连同套管的绝缘电阻、绕阻连同套管的交流耐压试验等试验。 3.1测量绕阻连同套管直流电阻 测量直流电阻主要使用直流电阻速测仪进行测量，测量原理是用双臂电桥测量法。其目的是检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路；分接开关的各个位置接触是否良好以及分接开关的实际位置与指示位置是否相符；引出线有无断裂；多股导线并绕的绕组是否有断股的情况；由于富县变电所的干式接地变容量为100kVA，因此各相测得值的相互差值应小于平均值的4%，线间测得值的相互差值应小于平均值的2%；并且与同温下的出厂实测数值进行比较，相应变化不应大于2%。 由于出厂试验温度为20，而此次交接试验时温度为12，需要按照公式R2=R1（T+t2）/(T+t1)式中R1、R2分别为在温度t1、t2时的电阻值，T为计算用常数，铜导线取235。 3.2测量绕阻连同套管的绝缘电阻 使用2500V兆欧表或者智能绝缘电阻表测量变压器绝缘电阻，是检查其绝缘状态最简便的辅助方法，能有效发现绝缘受潮及局部缺陷，如瓷件破裂，引出线接地等。 实测绝缘电阻值不应低于产品出厂试验值的70%。同样，由于试验温度不同，也需要换算到同一温度下进行比较。由于该干式接地变10kV及以上且容量在4000kVA以下时，无需测量吸收比及极化指数。 3.3检查所有分接头的电压比 使用变比测试仪检查所有分接头的电压比，可检查变压器绕组匝数比的正确性；检查分接开关的状况等。 试验时，每个档位都必须逐一进行，首先计算额定变比，然后加压测量实际变比与额定变的误差。测试结果各相引接头的电压比与铭牌值相比，不应有显著差别，且符合规律；10kV变压器的允许偏差为1%。 3.4检查变压器阻别和极性 变压器结线组别和极性的检查是保证并列运行和保护极性的重要措施。测量极性可用直流法或交流法，试验时反复操作几次，以免误判断，在开、关的瞬间，不可触及绕组端头，以防触电。接线组别可用直流法、双电压表法及相位表法三种，对于三绕组变压器，一般分两次测定，每次测定一对绕组。该试验方法是采用的直流法，取一干电池分别加在AB、BC、AC端。A接正、B接负。观察低压端电压表的指示方向和最大数值，电压表也是a接正、b接负。 3.5绕阻连同套管的交流耐压试验 工频交流（以下简称交流）耐压试验是考验被试品绝缘承受各种过电压能力的有效方法，对保证设备安全运行具有重要意义。交流耐压试验的电压、波形、频率和在被试品绝缘内部电压的分布，均符合在交流电压下运行时的实际情况，因此，能真实有效地发现绝缘缺陷。 由于耐压试验属于破坏性试验，必须有其它绝缘试验完成后进行同，并且试验结束后需要再次测量绝缘电阻，与耐压试验前相比必须无明显差别。 该干式接地变压器为10KV电力变压器，因此交流耐压试验电压取24KV，试验时间1分钟，试验过程中无异常放电声，且电流表批示稳定，没有实然上午或者下降，耐压试验合格。 通过以