提高變壓器變比測試工作效率與安全性的探討

佛山勁恒電力工程有限公司廣東佛山528000 謝勇基

　　變壓比測試試驗是電力變壓器交接試驗中的一個必做項目，測量變比的目的是：

　　1、檢查變壓比是否與銘牌相符，以保證達到要求的電壓變換；
　　2、檢驗電壓分接開關的狀況；
　　3、檢查變壓器繞組匝數比的正確性；
　　4、變壓器發生故障后，常用測量變比來檢查變壓器是否存在匝間短路；
　　5、提供變壓比的準確程度，以判斷變壓器能否并列運行。

　　國標GB1094－79規定：“電力變壓器的變壓比，除電壓在35kV以下且小于3的變壓器允許偏差為±1%外，其它所有變壓器(額定分接)允許偏差為±0.5%。”對變壓器變比的測試，我所在班組一般采用單相雙電壓表法。變壓器變壓比測試的單相法，是根據三相變壓器的不同連接組別，將200V單相電壓依次施加在高壓側的兩個端子上，同時測量低壓側對應端子上的電壓，然后計算出變壓比。使用單相法試驗的接線和計算方法如表1：

　　由于日常工作中較多接觸到的是10kV中小型配電變壓器，而且變壓器的類型不多，同時變壓器變壓比的變化也有限，所以，在實際工作中，本人根據這些數據制作了一份表格，見表2及表3。以下兩個表格是工作現場使用的簡化版，在擬制變壓器整體試驗報告時，所使用的參數是已進一步細分了的表格。

表2：Y.yn0變壓器變比測試數據對照表

　　把不同組別的變壓器及其相應各個變壓比試驗數據歸納在一起，用測試數據與該表對比一下，只要低壓側測試電壓與相應的標準電壓相差不超過±0.03V，就可以知道測試結果是否正確。在變比測試工作中，我發現使用這種方法不但試驗接線較麻煩、操作程序繁瑣，工作效率低(工作速度慢、操作人員多)，而且在對D.yn11型變壓器進行測試時接線較容易出錯和不安全。這是因為在對變壓器兩相施加試驗電壓時，需要對相應的端子進行短接，如果不小心接錯了線，就很容易造成短路，損壞設備，所以有必要對這種測試方法進行改進。經過分析，如果不考慮試驗數據的分析處理和打印功能的話，利用現成的設備和技術，使用較少的資金對現有的設備進行實用性改造，完全可以使測試工作的效率和安全性達到使用專用儀器的水平。因此，我以此為課題：探索如何充分利用現有的試驗設備和用較少的資金，來提高變壓器變壓比測試工作的效率與安全性。在日常工作中，進行這項工作需要3個試驗員，具體的任務分配是：1個人負責加試驗電壓及記錄試驗數據，2個人分別站在被試變壓器的高、低壓側更換試驗接線(換相和更換分接開關)以及在施加電壓時作監護人。我把變壓器變比試驗工作的操作程序進行了分解(其中的步驟1稱為變壓器極性測試)，對每一項步驟進行詳細地分析，具體試驗工作的流程如下步驟1：確定被試變壓器的接線組別；步驟2：根據變壓器的接線組別連接試驗設備；步驟3.1：檢查試驗接線，確認正確無誤后，把電壓調升至要求值，記錄試驗數據；步驟3.2：數據符合到試驗要求，進行換相、換檔工作，直至所有相位、檔位全部測試完畢；步驟4：解除試驗接線，恢復變壓器至使用狀態，試驗工作結束。經統計分析，2001年6—8月份，我班組一共對23臺配電變壓器進行了交接試驗，其中有3檔位的Y.yn0變壓器5臺，3檔位的D.yn11變壓器10臺。5檔的D.yn11變壓器8臺。試驗過程中，步驟3占了變壓器變比試驗的大部分時間，是造成變壓比測試效率低的主要原因。針對這一問題，對此進行進一步的分析發現：盡管3種變壓器的檔數不同、試驗接線也不盡相同，但步驟3每檔換相的耗時是相近的—約為39秒，而在對D.yn11變壓器的試驗接線中存在的短接線是導致工作不安全的因素。所以，要提高變壓器變壓比測試的工作效率與安全性，關鍵是要縮短換相時間和取消短接線，而采用三相變壓比測試法就可以達到這個目的。根據三相變壓比測試法的要求，對此我設計了三個方案：

　　方案一，購置有關變壓器變壓比測試的專用設備以替代現有的試驗設備；方案分析：現在的變壓器變壓比測試專用設備采用了單片機技術，操作簡單，讀數方便，功能強大，但其價格昂貴——金迪科儀公司的變壓器變壓比測試儀售價3萬多元，而據有關使用該設備的班組反映，其實用效果并不理想；另一種測試設備——QJ35型變壓比電橋，其價格亦不菲，而且這種設備測量倍率窄，操作繁瑣。因此，這個方案不可取。

　　方案二，以現有的三相調壓器為核心制作三相法測試操作箱；方案分析：這種方案的試驗接線如圖1。采用這種方案試驗時，對三相電源電壓的平衡性和穩定性要求較高，但是一方面由于試驗現場一般是沒有三相電源的，要取得三相電源比較困難，即使能取到三相電源，但由于工地其他工作機械的影響使得電壓難以平衡和穩定(我用作驗證試驗的三相電源是由本公司的三相發電機提供的，但不可能為了此項測試工作而成天把這臺體大而笨重的發電機放在班組的工程車)；另一方面，測試使用三相調壓器的重量達到20多公斤，體積為600×250×250mm3(其重量和體積與一瓶充滿了氣的液化石油罐差不多)，這對于我們每天都不斷更換工作場所的班組來說，它的塊頭也略嫌大了點，使用起來不方便。基于以上兩個原因，亦放棄了這個方案。

圖1 雙電壓表法測量三相變壓比試驗接線圖

　　U-交流380V電源 T1-三相調壓器 V1-高量程電壓表QK-三相刀閘開關 T-被試三相變壓器 V2-低量程電壓表

　　方案三，應用現代電力電子技術，制作以單進三出(1AC－INPUT/3AC－OUTPUT)的交—交變頻電路為核心的三相法測試操作箱；方案分析：電力電子技術是一種電力變換技術，它使用功率半導體器件對電能進行控制和變換——包括電壓、電流、頻率和波形等方面的變換，而市面大量銷售的變頻器具備了單相交流電源輸入、三相交流電源穩定平衡輸出的能力，所以我設計了這個以單進三出變頻器為核心的三相法測試操作箱。三相法測試操作箱的電氣原理如圖2：