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一种变压器试验用中间变压器

2023-10-25 43 上传者：管理员

摘要：结合试验工作中实际应用，介绍了一种多种输出电压的试验用中间变压器的电压变换及接线方式，通过实际应用验证了中间变压器的合理性。

关键词：
中间变压器
变压器
可调电源
接线方式
电压组合
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1、引言

在变压器电气试验中，不同的试品、不同的试验项目所需的试验电压不同，为了达到试验中所需的多种电压，仅仅依靠可调电源是远远不够的，选取一台参数合适的中间变压器就显得格外重要。试验用中间变压器的作用就是通过变换电压和电流来达到需要的试验电压。

本文中笔者介绍了一种试验变压器，用调压器和发电机组做试验电源，试验变压器设置串/并联转换开关、调压分接开关等进行不同连接，能够满足750kV级变压器、低压电压69kV及以下、容量720000kVA及以下变压器的空载、负载、温升及感应局放等试验的需要。

2、中间变压器的原理

2.1 变压器参数

型号：SS10-18000

额定电压：（2×30±6×4%）/11/6.6kV

额定容量：18000/18000/6300kVA

冷却方式：ONAN

高压、中压、低压头尾全部引出，手动进行单/三相、星/角转换。

输出电压、电流如表1所示。

2.2 高压独立绕组的串/并联

每相高压绕组有两组独立绕组组成，通过高压两段绕组串/并联、高压绕组的星/角接线方式来实现输出电压的粗调，另设有独立调压绕组，通过正反调实现13个挡位的电压细调，以满足试验所需的多种电压。下面介绍串/并联的结构原理。

图1为高压调压原理图，中间变配备一个串/并联开关，改变高压两段绕组的串/并联，串并联开关原理如图2所示。当X1-A2,Y1-B2,Z1-C2连接时，三相高压绕组的两个独立绕组实现串联接法，此时高压绕组可以获得60±6×4%kV的电压。当A1-A2,X1-X2,B1-B2,Y1-Y2,C1-C2,Z1-Z2连接时，三相高压绕组的两个独立绕组实现并联接法，此时高压绕组可以获得30±6×4%kV的电压。图3为开关的接线图，以A相为例，利用开关的切换来完成X1-A2,X1-X2,A1-A2连接。

表1 中间变输出电压及电流

图1 高压调压原理图

图2 串/并联开关原理图

2.3 高压、中压、低压绕组的接法变换

图3 串/并联开关接线图

高、中、低绕组的首尾端采用全绝缘结构，首端、尾端通过套管引至线端外部，通过改变外部连线来改变各个绕组的电压，从而达到最佳电压组合。下面详细介绍各个绕组的输出电压。

2.3.1 高压绕组电压组合

1)A1-A2,X1-X2,B1-B2,Y1-Y2,C1-C2,Z1-Z2,A-Y,B-Z,C-X。高压两段绕组并联后三角形连接，此时电压的调压范围是30±6×4%。

2)A1-A2,X1-X2,B1-B2,Y1-Y2,C1-C2,Z1-Z2,Y-Z-X。高压两段绕组并联后星形连接，此时电压的调压范围是51.96±6×4%。

3)X1-A2,Y1-B2,Z1-C2,A-Y,B-Z,C-X。高压两段绕组串联后三角形连接，此时电压的调压范围是60±6×4%。

4)X1-A2,Y1-B2,Z1-C2,Y-Z-X。高压两段绕组串联后星形连接，此时电压的调压范围是103.92±6×4%。

高压绕组通过多种连接组合，可获得从22.8kV到128.8kV的输出电压，可以满足多种试品空载、负载、感应耐压等试验的电压需求。

2.3.2 中、低压绕组电压

中、低压三相绕组的头尾分别引出，通过外部连接实现绕组星形连接、三角形连接。

中压绕组额定电压为11kV（用工频发电机作电源输入用），低压绕组额定电压为6.6kV（用感应调压器和中频发电机作电源输入用），高-中、高-低组合使用时，还可以通过改变中、低压接法来变换中间变的电压比，具体组合见表2。

3、试验中间变压器的实际运用

以一台试品为例，通过各项试验所需的实际电压来介绍本台试验中间变的变换。试品参数如下：

试品型号：SF11-180000/220

额定电压：（220±2×2.5%）/66k

表2 各种电压组合接线方式

额定电流：472.4/1574.6A

高压线端绝缘水平：SI/LI/AC 750/950/395kV

高压中性点绝缘水平：LI/AC 400/200kV

低压绝缘水平：LI/AC 325/140kV

联结组标号：YNd11

短路阻抗：13%

试验电源的参数如下：

1）感应调压器型号：TSA-5000/6.6

额定频率：50Hz

输出电压：0～6600V

额定输出电流：437.4A

2）中频发电机型号：TFZP2000/6

额定频率：200Hz

输出额定电压：0～6000V

额定输出电流：192.5A

可单/三相切换。

3）工频发电机型号：TFS15000-8/2130

额定频率：50Hz

输出电压：0～11000V

额定输出电流：787.3A

3.1 空载试验

空载试验额定电压为66kV,1.1倍空载电压为72.6kV。用中间变高压-低压组合，用调压器输出电压从中间变低压输入，中间变高压输出试验电压给试品三相加压。

中间变高压绕组串联后三角形连接，并切换至1分接，低压采用三角形接法，中间变变比K为11.27。给试品升至额定电压66kV时，试品空载电流约为0.1%，调压器输出电压5.85kV，输出电流约为20A;1.1倍额定电压72.6kV时，空载电流约为0.4%，调压器输出6.44kV，完全能满足空载试验需要的电压。

使用工频发电机进行该试验，中间变采用高压-中压组合，同样满足试验要求。

3.2 负载及温升试验

负载试验以额定分接为例，送至额定电流时需要电压28.6kV，输出电流472.4A。中间变高压-低压组合，调压器从中间变低压输入，中间变高压输出试验电压，并通过电容塔进行无功补偿。高压绕组并联后三角形连接，分接置于6分接，低压采用三角形接法，中间变变比K为4.545。当试品送至额定电流时，调压器输出电压为6.29kV，无功补偿按照95%计算，调压输出电流为104A。

温升试验施加至总损耗状态下，试验电压约为31.5kV，试验电流约为520A，无功按照95%补偿。中间变接法与负载试验相同，可将分接位置切换至2分接，中间变变比K为5.273。施加至总损耗时，调压器输出电压约为5.974kV，调压器输出电流约为137A，试验设备能够满足负载试验、温升试验的要求。

使用工频发电机进行该试验，中间变采用高压-中压组合，同样满足试验要求。

3.3 线端交流耐压试验

线端交流耐压时，试品置于1分接，低压需要施加130.3kV的单相电压，倍频试验电流较小，发电机容量完全能满足试验需求，所以在这暂不考虑输出电流。将中间变高压两段绕组串联后星形连接，将B相绕组及中性点接地，中间变置于1分接，低压三角形连接将B相磁路短接，中间变单相输出，接线如图4所示。中间变的单相变比K为22.545，试验电压升至耐压值时，发电机输出5.8kV单相电压（在中间发电机输出端须并联相应电抗器进行补偿），此时完全能满足线端交流耐压试验电压。

图4 中间变单相输出连接简图

3.4 带有局部放电测量的感应电压试验

带有局部放电测量的感应电压试验三相施加，电压下,低压施加电压为79.2kV,电压下，低压施加电压为104.28kV，预加电压为，低压施加电压为118.8kV。将中间变高压两段绕组串联后星形连接，分接置于1，中间变低压三角形接法，中间变的变比K为19.52。电压下，发电机输出电压4.06kV,电压下，发电机输出电压为5.34kV,电压下，发电机电压为6.09kV，能够满足感应局放试验的要求。

图5 中间变外形图

4、结束语

图5为试验中间变外形图，这台试验变压器经过近年来多种不同试品的实际试验验证，能够满足目前电网中750kV及以下电力变压器空载、负载、温升、线端交流耐压、感应局放试验的需要，同行业厂家在进行试验用中间变选取时可参考借鉴。

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