电力变压器二次侧路径是否短路的试验方法

电力变压器二次侧路径是否短路的试验方法

 牛建荣

中国二十冶集团有限公司 上海 201999

【摘要】工程项目上设计的电力变压器是一种静止的大型电气设备，通常应用于工厂冶金生产动力或整流设备交流电源的变流变压方面。变压器安装、交接试验的紧后步骤，按照额定电压对变压器进行冲击合闸试验，这也是考验变压器性能的关键步骤。变压器二次侧根据负载的大小设计了双根或多根电缆与设备端进行连接，保证设备获得持续供电的能力。在项目上变压器容量越大，二次侧所压接的负载电缆就越多，abc三相之间一旦存在交叉或者相序交叉，变压器二次侧就形成短路状态。此时冲击合闸轻则损坏变压器、烧毁电缆、一次侧断路器跳闸；重则一次母线侧发生大范围断路器跳闸事故，影响生产安全和试验人员的人身安全。本文从电力变压器原理和结构特点上，对变压器冲击合闸试验前，用短路电流算法验证低电压试验，对变压器二次侧电缆和设备是否存在短路状况进行检测的试验方法。

【关键词】变压器短路电流

电力变压器是一种隔离变压器，有高压侧和低压侧，也称为一次侧和二次侧。是由绕在同一铁芯上的两个或两个以上的线圈绕组组成。根据变压器结构特点和原理，当一次侧绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次侧绕组中感应出交流电动势。二次侧感应电动势的高低与一二次侧绕组匝数的多少有关，电压大小与匝数成正比，额定容量是电力变压器的主要参数。示例为工程建设上常用动力变压器参数。图1为变压器铭牌参数。

图1变压器铭牌参数

根据图1变压器铭牌参数，已知变压器额定容量（Se）和一次侧（Hu）、二次侧（Lu）额定电压，即可计算出一次侧（HA）、二次侧（LA）额定电流值。

一次侧电流HA =Se/√3/Hu                       ①

二次侧电流LA =Se/√3/Lu                       ②

电力变压器二次侧有中性点接线柱时，二次侧电缆压接后，是无法测试出二次侧电缆间是否存在短路点；整流变压器二次侧没有中性点，所以abc三相与电缆压接后，仅能测试对地绝缘状况，相间无法测试有无短路点，所以需要一种能检测出变压器二次侧与电缆压接后绝缘检测方法。假设向电力变压器一次侧施加一个试验低电压0.38kV,根据图1变压器铭牌参数的短路阻抗，结合公式①②，分别计算出电力变压器一次侧试验短路电流（I试验）和二次侧试验短路电流（I短路）。

I试验= 100*0.38*HA /10*4.38          ③

=100*0.38*72.27/10*4.38

=62.7A

I短路= LA /HA*I试验   ④

        =1804.2/72.27*62.7

=1565.29A

根据示例的电力变压器铭牌参数，分别计算出了一次侧和二次侧额定电流、短路试验下一次侧和二次侧短路试验电流值。结合计算所得，通常在电力变压器一次侧高压开关柜出线仓，三相电缆接线端子上施加一个低电压0.38kV,用钳形电流表检测电力变压器一次侧试验电流，通过低电压试验来验证二次侧电缆或设备是否存在短路情况。图2所示低电压试验。

图2 低电压试验

低电压试验下，电力变压器二次侧根据感应原理，或者通过变压器的电压比获得一个较低的电压值。在低压柜侧测试电压值，如果仅仅依靠二次侧abc三相之间电压平衡关系判断二次侧是否存在短路，既不可靠也非常不安全。所以，根据示例的电力变压器铭牌参数，计算出变压器在二次侧电缆或设备短路状态下，一次侧和二次呈现出的电流值；与变压器二次侧没有短路状态下低电压试验所检测出的变压器一次侧电流值，与实际用钳形电流表检测到的电力变压器低电压试验一次侧电流值相比较，非常直观可靠地判断出试验结果。

 将低电压试验的0.38kV带入① 公式中：

一次侧低电压试验正常电流:

=Se/√3/380=1250/1.732/380

=1.8A

电力变压器在低电压试验过程中，钳形电流表检测到的三相电流值见图3所示，与计算的数值相比较，数值偏小。误差与施工现场所取得的0.38kV电压源不稳定有一定的关系，总体上理论值与实际值之间比较接近，能精准判断出电力变压器二次侧电缆或设备是否存在短路点，为项目建设电力交接试验，提供便捷、可靠的试验方法。

图3 检测值

结束语

    电力变压器容量越大，表明二次侧所承载的负荷能力越大，所以从变压器连接到低压动力柜的电缆根数也就越多。电力变压器各项交接试验中，冲击合闸试验前，必须对变压器二次侧电缆进行相间和对地的绝缘检测，这一项检测项目仅仅是变压器侧电缆没有压接之前可以进行；对于动力变压器而言，二次侧三相和中性点电缆全部压接完成后，此时电缆无论相间还是对地，绝缘全都为零，对地呈导通状态。所以此时，绝缘电阻测试仪，是无法判别有无短路点存在。低电压试验方法，通过计算低电压下，电力变压器一次侧和二次侧短路电流、正常电流，与实际用钳形电流表所检测的电流，三者之间进行比较，既能解决了绝缘电阻测试仪不能检测的问题，也解决了变压器二次侧正常还是短路的问题。大大提高了电力变压器冲击试验的可靠性，也提高了电力变压器交接试验作业人员的安全系数。

参考文献

《变压器短路试验原理在变压器差动保护回路极性校验中的应用》葛启魁