配电变压器一次侧A相断线运行分析

配电变压器一次侧 A相断线运行分析

祖向东 1 崔旭东 2 周丽英 1

1 国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院 内蒙古 呼和浩特 010010

2 国网通辽供电公司 内蒙古通辽 028000

摘要：蒙东地区近三年由于农网改造升级、农业设施水平提高，季节性负荷波动会导致配电变压器产生异常，进而影响可靠供电。据统计，2020年蒙东地区发生配变异常台次高达5万，其中配电变压器一次侧断线异常占比不可忽视，已经属于该地区配变异常中的常发性事故缺陷。文章通过对一次侧A相断线后，配电变压器在空载运行状态下的一、二次侧回路电压变化的理论分析，得出二次侧相电压之间、相电压与线电压之间的客观关系，以便于一线农村电工或抢修人员以此电压关系式为依据，在保证安全的前提下，快速开展配变异常分析，减少事故缺陷损失。

关键词：配电变压器；配变异常；缺相运行；等效分析

引言

配变异常问题，一直都是国家电网公司高度关注和重视的焦点问题，公司通过齐抓共管、多管齐下的方式不断加强配变异常问题治理。据悉，在国网公司2010年启动农村异常配变治理工作后，2016年底再度启动了农村异常配变治理专项整治工作。目前，造成配变异常的主要原因是配变重载、配变过载、配变低电压、配变三相负荷不平衡及断线故障。而解决配变异常最直接的方式一般为增加变电站电源点、缩短供电半径、增加线路截面积、安装并联补偿电容器、装设线路调压器等方式。但是，针对配变断线故障，缺少指导实践的理论分析。本文通过理论分析得出二次侧相电压之间、相电压与线电压之间的客观关系，再通过实例验证分析结论，形成问题成效分析。

1 配变A相断线运行理论分析

1.1 一次侧运行电压分析

由于联结组别为Dyn11的配电变压器较Yyn0有更多的优点，目前蒙东地区配电变压器的应用多以Dyn11为主，因此，文中以Dyn11联结组别的配电变压器为研究对象，进行断线运行电压分析。

Dyn11联结组别配电变压器一、二次侧线圈联结方式及一次侧A相断线运行时电压、电流方向，如图1所示。

图1 Dyn11联结方式及一次侧A相断线运行时电压电流方向

以配电变压器一次侧A相断线后缺相运行为研究对象进行分析。当外部电源A相断线缺相时，变压器一次侧线圈B、C相电压正常，由Dyn11联结组别配电变压器一次侧绕组的连接方式，作一次侧线圈运行等效电路图，如图2所示。

图2 一次侧等效电路图

由图2电路图可知，当A相断线后，变压器一次侧运行电路为一个由电源U_BC供电，一次侧绕组A、C相串联后再和B相绕组并联的电路。

将配电变压器按照理想变压器特点进行电路分析，对于理想变压器，变压器各相绕组匝数相同、阻抗相等。由此，由电路理论计算高压侧线圈相电压、线电压之间关系可知：（1）U_BC=U_B=2U_A=2U_C；（2）U_A=U_C。

1.2 二次侧运行电压分析

文中规定回路中B相为高电位，C相为低电位，其回路中电流流向如图1、图2中所示。由于配电变压器一、二次侧线圈共同绕在各相对应的磁柱上，由电磁感应原理和变压器原理可知，变压器二次侧各相上产生的感应电压分别由其同相的一次侧绕组中流过的电流产生磁通感应而来，其大小符合变压器变比相关原理。根据配电变压器联结组别，作二次侧各相电压相量图如图3所示。

图3 二次侧相电压相量图

其二次侧各相电压和线电压的大小关系可由其相量关系、一次侧电压大小推导而出，其之间关系为：（1）U_bo=2U_ao=2U_co=U_ao+U_co，U_ao=U_co；（2）U_ab=U_ao+U_bo；（3）U_bc=U_bo+U_co；（4）U_ca=0；（5）U_bo=U_BC/1.732k。其中，k为变压器一、二次侧电压比。

2 配变A相断线运行实测分析

国网通辽供电公司某运行配电变压器在运行过程中，二次侧电压出现异常情况，运行人员及时对二次侧总开关进行分闸。首先对变压器二次侧相电压和线电压进行测量，具体结果为Uao=122V，Ubo=230V，Uco=108，Uab=353V，Ubc=338V，Uca=19V。

该异常变压器一次侧在额定档位运行，其额定变比为10/0.4kV，对测量数据之间进行比较，可得如下结果：（1）U_bo=U_ao+U_co=122+108=230V，（2）U_ab=U_ao+U_bo=122+230=352V，（3）U_bc=U_bo+U_co=230+108=338V，（4）U_bo=U_BC/1.732k=10000/(25*1.732)=230V。

通过以上测量数据分析结果可知，结果和配电变压器A相断线运行的理论分析关系式结果近似，故初步判定此台变压器二次侧电压异常现象是由变压器一次侧电源进线回路A相断线引起。进线电源停电后，重点对A相进行核查，发现A相熔丝熔断，更换后变压器正常运行。

3 结语

文中针对配电变压器异常中的一种情况一相断线进行分析，梳理出变压器一次侧断线运行状态下二次侧相电压、线电压之间的关系式，并通过实践验证，测量结果基本符合理论分析。文中分析结果可为一线检修人员对缺相异常运行提供有力判定依据。

参考文献：

1. 陈波，陈丹.基于缺相运行的农村配变分析[J].湖北电力，2018，38(4)：5-8.
   [2] 任艳杰.配电设备异常分析的研究[D].沈阳农业大学博士论文，2017.