摘要：随着经济在快速发展，社会在不断进步，通过对特高压变压器结构分析，提出分柱试验方法，满足现有电源容量要求。系统采用试验变压器反向串级连接，后级整体支撑的方式，满足先短路法下空载电压的要求。采用对试品的支撑，解决两端施加电压，试品中性点电压承受能力不够问题。系统的建设完成，填补了特高压变压器短路承受能力试验验证领域的空白。
关键词：特高压;短路;串级;分柱;支撑
引言
变压器在投运前若处于湿度高的场所或在储存、运输、运行过程中维护不当，其绝缘强度会降低。标准规定，变压器高压侧对低压侧及地的绝缘电阻值不低于产品出厂试验值的70%，否则必须对其进行干燥处理，以改善其绝缘状况。新装或回路有较大变动的装置在投运前，必须用一次电流及工作电压检验和判定接到电流差动保护中的各组电流回路的相对极性关系及变比是否正确。而差动保护要求在相距较远的高、低压侧电流互感器二次侧同时输出一定相位、幅值的电流，常规的试验操作难以实现，为此投运前的测试通常都在各侧分别进行，不能直接比较各侧之间的电流相位关系。以上问题如果没有切实可行的处理方案，不仅要耗费大量的人力、物力、财力，而且难以取得好的效果。经工程实践探索，本文提出应用电力变压器短路试验原理来解决上述问题，可确保电气调试质量。
1变压器试验的类型
变压器试验的种类有很多，常见的类型有：变压器高压试验、变压器空载试验、变压器短路试验、变压器其他试验，这些试验的目的就是通过不同参数的变化来确定变压器的性能，进而为变压器的安全与维护提供相关的依据，在避免变压器故障和隐患的前提下，实现变压器在整个电力系统中的技术性能，进而确保变压器的使用寿命。
2特高压变压器短路承受能力的试验方法
2.1三绕组变压器试验工况的选择
大型三绕组电力变压器在网络上运行，通常高压侧并网，中压侧并网，低压侧接负荷。若中压侧出线端发生短路故障，短路电流在高中压绕组中产生，若高压侧出线端发生短路故障，这时由中压供电，短路电流同样在高中压绕组中产生，这两种故障情况可由高中短路试验工况模拟验证。若低压侧出线端发生短路故障，这时由高中压绕组同时向低压绕组供电，变压器的高对低短路阻抗要大于中对低短路阻抗，所以短路电流主要在中低压绕组中产生，这种故障情况可由中低短路试验工况模拟验证。具体短路电流的计算还决定中压网络的系统表观容量，是并网或是几台同型号变压器的并联运行，运行方式的选取对短路电流的影响很大。综上所述三绕组大型电力变压器选择高对中，中对低短路试验工况更符合实际运行故障情况。
2.2短路电抗变化超标
根据ＧＢ １０９４．５－２００８标准规定，对于圆形同芯式线圈的变压器，电抗变化前后不超过２％；对于箔绕和短路阻抗为３％以上的，电抗变化前后不超过４％；对于非圆形同芯式变压器且阻抗在３％以上的，电抗变化前后不超过７．５％；实际试验中，应注意观察每次试验所测得的短路电抗的变化，此电抗值变化可能是递增的，也可能是趋于某个稳定值，但一旦变化过大或超标，应立即停止试验，做进一步故障排查，如测试变比，绕组电阻，或空载损耗、空载电流谐波等项目，进行短路前后的比较。如有必要，应吊芯检查作进一步确认。由于短路试验的轴向力和辐向力同时作用，绝缘垫块与绝缘纸圈又是弹性体，在短路时受挤压，超过压限的情况下，会使垫块形成槽形，此时垫块便松动弹出。在端部较厚的层压纸板圈也会受到不均匀的压力，造成断裂。同时，导线所承受的力叠加后传向两端，向上的力由铁压圈承受，由于铁压圈是开口的，压圈开口处一端翘起，压圈的力传至压钉，压钉受力向上，使夹件的下肢板顶弯，所以，油变吊芯后，重点检查绝缘垫块和线圈位置有否移位或变形，压缩带、夹件和压钉有否松动或歪斜，干变的环氧树脂有否开裂和绝缘受损现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此类缺陷都会导致结构变化，从而影响电抗变化，阻值异常，谐波畸变等。
2.3进行电气设备干燥处理
类似地，只要合理选择短路点，让受潮的电气设备流过短路电流，就可对其进行干燥处理。此外，还可利用变压器短路试验原理进行相关二次电流回路的检查。
2.4特高压变压器的短路容量
特高压变压器高中短路试验时，额定容量1000MVA，短路阻抗18%，根据式(3)计算，短路容量5555MVA，采用先短路法试验，最理想情况下，系统电压是试品短路时所承受电压的2倍，则需要4倍22220MVA系统电源容量，需7台6500MVA发电机和16台短路阻抗为40mΩ的高压试验变压器，设备投资规模在20亿。目前国内外的大容量实验室都不具备条件。式中:St———短路容量Sr———额定容量Uk———短路阻抗电器科学研究院现有5台6500MVA发电机和19台短路阻抗为43mΩ的高压试验变压器，结合设备情况，提出1000MVA的特高压变压器2柱分别试验的方法，每柱容量500MVA，设备情况满足电源容量要求。现国内110kV以上变压器短路承受能力试验全部采用单相试验方法，最大、额定、最小分接对应A、B、C3个柱绕组分别试验，短路试验主要考核单柱高中低绕组相互间电动力的承受能力，所以1000MVA变压器2柱分别进行短路试验是可行的。同制造单位协商，将中压Am引线从内部2柱绕组并联处断开，分Am1、Am2端子引出。柱1高中试验，施加电压AAo端子，短接Am1Ao端子，中低试验，施加电压Am1Ao端子，短接ax端子，柱2高中试验，施加电压AAo端子，短接Am2Ao端子，中低试验，施加电压Am2Ao端子，短接ax端子。
2.5变压器短路试验
变压器短路试验是在变压器高压端通电，在低压端短路，通过对电压和电流的策略可以得出变压器阻抗电压百分数，这样就可以确定变压器的铜耗。变压器的短路试验的具体做法主要包括：要通过调节变压器的方式对变压器的另一侧进行施压，一直到加压到变压器的额定电流为止，此时测量变压器的损耗也就得到了变压器的负载损耗。这里要注意的是，可根据加压的难易程度来决定对变压器的哪一侧进行短路。
2.6过热严重
短路试验过程中，应随时关注接线铜排和波纹油箱的温度变化，因为除了机械力造成损坏的因素外，热稳定因素亦能造成缺陷。当试验电流倍数大，试验次数累积时，导线温度骤升。制造厂一般规定铜线温度不超过２５０℃，铝线温度不超过２００℃。实际铜线温度超过１００℃以上时，将重新结晶，此时导线变软。每当短路试验１次，导线加温１次，并承受张力１次，会使导线延伸１次，这累积效应也将使导线骤然升温和逐渐伸长，超过应力时，导线将断裂。在短路试验过程中，是模拟最严重的三相短路情况，在遭受几个分接多次短路试验后，由于分接头线段处漏磁不平衡，而使高压线圈外圆增大。同时，也应关注油箱或散热器裂缝，导致绝缘油大量漏出，在短路试验后期，油箱往往在最薄弱的焊缝处裂开，对片式散热器更容易在受压下裂缝。
结语
随着国内大容量试验室能力的逐步提高，国家电网公司在招标中提出500kV及以下电力变压器均需通过短路试验验证。目前国内已有数条交流特高压线路投入运行，但受检测条件限制，特高压变压器均为进行过短路承受能力试验验证，存在着一定的安全隐患，同时也有强烈的市场需求。
参考文献：
［1］杨丽徙，于发威，包毅.基于物元理论的变压器绝缘状态分级评估［J］.电力自动化设备，2010，（06）：24-26.
［2］张哲，赵文清，朱永利，等.基于支持向量回归的电力变压器状态评估［J］.电力自动化设备，2010，(04)：67-68.
论文作者:余霖
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
标签：变压器论文; 绕组论文; 电流论文; 电压论文; 阻抗论文; 电抗论文; 端子论文; 《电力设备》2020年第1期论文;