浅谈电力工程变电站建设中变压器的短路测试

摘要: 本文作者根据自己多年的实际工作经验，以某文章以投运的750 kV 变电站为例，介绍变压器短路试验的过程和测试数据结果分析，仅供参考。

关键词: 电力建设；变电站；变压器；试验

Abstract: the author according to his many years of practical experience, the article put into operation in a substation of 750 kV in as an example, this paper introduces the process of transformer short-circuit test and test data analysis results, only for reference.

Key words: electric power construction; Substation; Transformer; test

Abstract: the author according to his many years of practical experience, the article put into operation in a substation of 750 kV in as an example, this paper introduces the process of transformer short-circuit test and test data analysis results, only for reference.

Key words: electric power construction; Substation; Transformer; test

中图分类号： TM411 文献标识码：A 文章编号：

1前言

电流互感器接线正确是保证变电站各种保护、测量、计量装置工作的基础，在以往变电站投运中，由于没有合理有效的方法检查变电站投运前电流回路，投运时经常出现电流互感器二次回路开路，极性、变比错误现象，保护装置误动、烧毁事故屡有发生。通过模拟变压器一次短路，测出二次短路电流，根据二次电流相位、大小来确定各电流互感器二次回路的正确性，有效解决了电流互感器投运过程中出现的问题，为变电站的一次投运成功提供了可靠保障。

2 试验前满足条件和计算

2. 1 试验前满足条件

(1)要求电流回路查线工作结束，保护传动完毕，电流互感器变比满足继电保护定值要求，所有电流回路的电流端子连片处于合位；(2)全站电流互感器保护级的变比试验和测量级的角比差试验结束，且在合格范围内；(3)提前编制变压器短路模拟试验专项方案，并经过审核、批准程序，试验过程中严格按方案进行；(4)做六角图测试用的钳型相位表应达到一定精度，不影响测试效果；(5)保证试验用380 V 交流电源相序正确(试验接线时应与变压器相序一致) ，根据计算的短路电流数据，配置适当容量的三相交流空开；(6)六角图测试用基准电压与户外用试验电源A、B、C 三相中的A 相为同相，且要求相线接入钳型相位表基准电压的极性端；(7)试验场地除试验人员外，其余施工人员均撤离，试验电源空开由专人操作，所有带电区域派专人监护，并保证试验时通讯畅通；(8)断开变电站内所有断路器、隔离刀闸以及接地刀闸。在试验过程中合相应断路器和刀闸，每项试验完毕后必须断开相应断路器和刀闸。

2. 2 参数计算(计算中忽略激磁电流和绕组电阻)

已知750 kV 变电站2 号变压器参数:额定容量: 3×(500 /500 /150 ) MVA；额定电压:kV；短路阻抗:， ， 。本次只计算变压器330 kV 中压侧加380 V 三相交流电压，750 kV 高压侧三相对地短路情况下折算至中压侧的I中，其它方式下的计算省略，此计算不考虑2 号变压器66 kV侧，如图1 所示。

图1 变压器通流实验图

图中，x1、x2、x3 为变压器高、中、低绕组。

标么值计算公式:

（1）

其中: X* 为变压器高绕组短路阻抗

代入参数计算:

阻抗有名值计算公式:

(2)

其中: Xb1为阻抗有名值；X * 为阻抗标么值；K为电压变比；Ue为额定电压；Se为额定容量。

d3 点短路( 330 kV 中压侧加380 V 三相交流电压，750 kV 高压侧三相对地短路)

折算至330 kV 中压侧:

最后计算出中压侧短路电流为：

3 试验方法和过程

1) 由于本工程是750 kV 大型工程，为叙述简单只讨论局部330 kV 第四串间隔的电流互感器试验测试方法，330 kV 系统接线形式为3 /2接线。

2) 根据各保护自动装置和测量计量装置对电流互感器极性的要求，绘制330 kV 第四串电流互感器极性图 (第四串为不完整串，无3342 断路器和相应电流互感器)。

3) 图中从750 kV I 母处按正相序接入380V 交流电源试验线，2号变压器750 kV GIS 侧某处设置三相短路接地点，2号变压器66 kV 侧断路器和刀闸要求在分位。

4) 进行变压器模拟短路试验时，首先合上一次设备3341、3340 等断路器及其相应刀闸，再合380 V 试验电源空开，实现一次负荷潮流方向为: 380 V 交流电源－ 330 kV I 母－ 3341 断路器－ 3341 断路器电流互感器－ 3340 断路器电流互感器－ 3340 断路器－ 330 kV II 母－ 2 号变压器330 kV 侧－ 2 号变压器750 kV 侧－ 750 kV短路点，进行3341、3340 断路器电流互感器的带负荷六角图测试工作，完毕后断开3341、3340断路器及其相应刀闸和试验电源。

实际测量( 取A 相) 330 kV 一次电流值为19. 0 A，与前面理论计算值17. 8 A 基本一致，偏差的主要原因是试验电源电压比额定值380 V偏高造成。

通过上述试验可进行全站其它电流互感器的试验测试工作，其方法和过程不再赘述。

4 测试数据结果分析

4. 1 测试数据结果

3341 断路器电流互感器的六角图测试结果见表1 ( 钳型相位表参考电压取试验电源AN 相电压)。

表1 3341 断路器电流互感器六角图测试值

4. 2 试验结果分析

1) 变比误差分析。330 kV 电流互感器一次为串并联结构，变比为2 500 － 5 000 /1，根据继电保护定值整定通知单要求，330 kV 第四串电流互感器变比均为2 500 /1，相应一次结构改为串联。实际测得试验时一次电流值为19. 0 A，可以计算出二次电流为19. 0 A/2 500 = 7. 6 mA，略大于测试结果平均值7. 4 mA，造成二次电流误差的主要原因是一次短路电流较小，造成电流互感器的比角差增大，还有二次电流偏小后测试仪器的精度引起的误差。通过上述计算和分析可以确定电流互感器的变比正确。

2) 极性的确定。根据前面的试验过程和绘制的极性图可知，线路保护、母线保护、断路器测量和保护装置按照要求都是以330 kV I母为极性端，而计量装置按照要求是以330 kV II 母为极性端，由于变压器短路后不存在其它负荷，只有短路电流，且电流方向以330 kV I 母指向330kV II母，与保护装置要求的极性相一致。以南郊Ⅰ线保护为例，A相参考电压超前A相电流90°，试验测试数据中A相参考电压超前A相电流87°左右，造成误差的主要原因是变压器绕组有一定功率损耗，所以实测值必定小于90°，此外还有二次电流较小造成的测量仪器误差。同理，计量装置A相参考电压超前A相电流266°与保护装置87°刚好相差180°左右，通过分析测试数据后确定的极性与绘制的极性图相一致。

3) 三相电流相序的确定。从上面测试数据可以看出，测试结果与理想状态下的六角图相一致，三相电流很明显是正相序，三相之间相差120°左右，造成误差的原因是现场试验电源三相电压不平衡和测试电流过小。

上述只列出3341 断路器电流互感器的六角图测试结果和分析结果。同理，根据3340 断路器电流互感器的六角图测试结果也可分析作出3340断路器电流互感器测试结果。

5 结束语

在750 kV 变电站施工中使用“变压器模拟短路试验”方法，确保了变电站所有电流互感器的极性、变比以及电流二次回路接线的正确性，为变电站的一次投运成功提供了可靠保障。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。