摘要：在電力變壓器的交接試驗中，標準要求對變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗，現場(chǎng)試驗人員常會(huì )遇到使用便攜式試驗變壓器的輸出電流不夠，而采用大容量的試驗變壓器又有設備笨重、攜帶不便等問(wèn)題，因此，便攜式試驗變壓器對大容量變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗，用高壓電抗器作并聯(lián)補償的應用探討很有必要。

1引言

在電力變壓器的交接試驗中，標準要求對變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗，現場(chǎng)試驗人員常會(huì )遇到使用便攜式試驗變壓器的輸出電流不夠，而采用大容量的試驗變壓器又有設備笨重、攜帶不便等問(wèn)題;采用成套的變頻串聯(lián)諧振裝置，由于相關(guān)標準對變壓器外施耐壓試驗電壓的頻率要求較高，(應不低于80%額定頻率，最好在45~55Hz之間)，變頻裝置的諧振頻率不容易滿(mǎn)足標準要求。因此，便攜式試驗變壓器對大容量變壓器進(jìn)行交流耐壓試驗，用高壓電抗器作并聯(lián)補償的應用探討很有必要。

2原理柴油發(fā)電機組

試驗變壓器配電抗器作并聯(lián)補償進(jìn)行外施交流耐壓試驗的原理接線(xiàn)如圖1。

TY—調壓器：T—試驗變壓器：R—限流電阻：r—球隙保護電阻：G—球間隙：

L—補償電抗器：CX—被試品電容： C1、C2—電容分壓器高、低壓臂：PV—電壓表

圖1 試驗變壓器配電抗器作并聯(lián)補償進(jìn)行外施交流耐壓試驗的原理接線(xiàn)圖

用高壓電抗器并聯(lián)補償作外施交流耐壓試驗的電路圖和相量圖如圖2。

CX—被試品電容：L—補償電抗器： R—限流電阻：

U—電源電壓：IC—試品電容電流：IL—電抗器電感電流：I—補償后的總電流

圖2 用高壓電抗器補償作外施交流耐壓試驗的電路圖和相量圖

3應用

現場(chǎng)對電力變壓器的外施交流耐壓試驗，為攜帶方便常用的試驗變多為10kV/100kV，其高壓側電壓為100kV，容量為10kVA，高壓繞組額定電流0.1A。

該類(lèi)規格的試驗變壓器及控制系統設備輕巧、搬運方便，對35kV及以下的小電容量變壓器試驗，非常實(shí)用，但對容量較大的35kV變壓器或110kV等級變壓器的耐壓試驗，雖然電壓能滿(mǎn)足要求，而電流往往不能滿(mǎn)足需要。

在高壓側用高壓電抗器對容性電流作補償，就能做到既方便又實(shí)用，可以方便地解決這一難題。

以下是常見(jiàn)電力變壓器在交流耐壓試驗時(shí)的電容量參考值及相關(guān)標準對變壓器交流耐壓試驗的試驗電壓值。

常見(jiàn)電力變壓器的電容量參考值如表1。

常見(jiàn)變壓器交流耐壓的試驗電壓值見(jiàn)表2。

注：試驗電壓值依據GB 50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》附錄D。

采用補償電抗器的技術(shù)參數為：7.6kVAr，38kV，0.2A，電感量為605 H。數量2臺，試驗電壓高于38kV時(shí)采用2臺電抗器串聯(lián)組合。

以表1電力變壓器交流耐壓時(shí)的參考電容量和表2的試驗電壓值為依據，電抗器的組合方式及對應的試驗電壓、電感量、補償電流見(jiàn)表3。

說(shuō)明：表中允許試品最大電容量含分壓器電容。

以下用1套便攜式10kV/100kV試驗變壓器，對表1中序號1的110kV變壓器做交流耐壓為例，對高壓電抗器并聯(lián)補償前后的電流變化進(jìn)行驗證。

例：表1中序號1的110kV的變壓器做外施交流耐壓試驗，該變壓器容量為50000kVA，三側額定電壓為110kV/35kV/10kV，三側電容量分別為11000pF /12000pF /15000pF，按交接試驗標準，試驗電壓分別為76kV/68kV/28kV，采用便攜式10kV/100kV試驗變壓器，配100kV(電容量1000pF)分壓器作高壓測量，試驗變壓器的額定電流0.1A，現對高壓電抗器補償前后的電流作如下計算分析：

高壓電抗器補償前在試驗電壓下試品(含分壓器電容)的電容電流：

110kV側：IC=ωCU=2×3.14×50×(11000+1000)×10-12×76000=0.286(A)

35kV側：IC=ωCU=2×3.14×50×(12000+1000)×10-12×68000=0.278(A)

10kV側：IC=ωCU=2×3.14×50×(15000+1000)×10-12×28000=0.141(A)

從以上計算結果可看出：耐壓時(shí)三側繞組的電容電流均超出試驗變壓器的額定電流0.1A，試驗無(wú)法進(jìn)行。

試驗電壓下高壓電抗器補償的電感電流：

110kV側：電抗器76kV(2只串聯(lián))：IL= U/ωL=76000/(2×3.14×50×1210)=0.200(A)

35kV側：電抗器68kV(2只串聯(lián))：IL= U/ωL=68000/(2×3.14×50×1210)=0.179(A)

10kV側：電抗器28kV：IL= U/ωL=28000/(2×3.14×50×605)=0.147(A)

高壓電抗器補償后，試驗變壓器高壓側應輸出的電流為：

110kV側：I=IC-IL=0.286-0.200=0.086(A)

35kV側：I=IC-IL=0.278-0.179=0.099(A)

10kV側： I=IC-IL=0.141-0.147=-0.006(A)

經(jīng)高壓電抗器補償后，三側繞組試驗時(shí)的電流均小于試驗變壓器的額定電流0.1A，試驗能正常進(jìn)行。

同理，可用上述方法對表1所列的常見(jiàn)變壓器交流耐壓試驗時(shí)，電抗器并聯(lián)補償前后的電流計算分析，結果見(jiàn)表4：

注：計算補償前電流值應加上分壓器的1000pF電容量。

從表4中可以看出：對表1所列的常見(jiàn)變壓器交流耐壓試驗時(shí)，補償前電流除序號9、序號10較小容量的變壓器外，全都超出試驗變壓器0.1A的額定電流，但經(jīng)電抗器并聯(lián)補償后，所需電流值都降到了0.1A以下，都用能便攜式10kV/100kV小容量試驗變壓器完成上述常見(jiàn)變壓器的交流耐壓試驗。

4結語(yǔ)

采用便攜式10kV/100kV小容量試驗變壓器，配高壓電抗器作并聯(lián)補償，設備輕巧，攜帶方便，能完成表1提供的常見(jiàn)電力變壓器的交流耐壓試驗。若220kV及以下變壓器，試驗電壓和對應的允許試品最大電容量符合表3要求，都能用該套試驗裝置完成交流耐壓試驗。