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(yàn)是電力變壓器交接試驗(yàn)中的一個必做項(xiàng)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(dá)到要求的電壓變換；
　　2、檢驗(yàn)電壓分接開關(guān)的狀況；
　　3、檢查變壓器繞組匝數(shù)比的正確性；
　　4、變壓器發(fā)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(zhǔn)確程度，以判斷變壓器能否并列運(yùn)行。

　　國標(biāo)GB1094－79規(guī)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(jù)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(cè)的兩個端子上，同時測量低壓側(cè)對應(yīng)端子上的電壓，然后計(jì)算出變壓比。使用單相法試驗(yàn)的接線和計(jì)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(shí)際工作中，本人根據(jù)這些數(shù)據(jù)制作了一份表格，見表2及表3。以下兩個表格是工作現(xiàn)場使用的簡化版，在擬制變壓器整體試驗(yàn)報(bào)告時，所使用的參數(shù)是已進(jìn)一步細(xì)分了的表格。

表2：Y.yn0變壓器變比測試數(shù)據(jù)對照表

　　把不同組別的變壓器及其相應(yīng)各個變壓比試驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納在一起，用測試數(shù)據(jù)與該表對比一下，只要低壓側(cè)測試電壓與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電壓相差不超過±0.03V，就可以知道測試結(jié)果是否正確。在變比測試工作中，我發(fā)現(xiàn)使用這種方法不但試驗(yàn)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(jìn)行測試時接線較容易出錯和不安全。這是因?yàn)樵趯ψ儔浩鲀上嗍┘釉囼?yàn)電壓時，需要對相應(yīng)的端子進(jìn)行短接，如果不小心接錯了線，就很容易造成短路，損壞設(shè)備，所以有必要對這種測試方法進(jìn)行改進(jìn)。經(jīng)過分析，如果不考慮試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理和打印功能的話，利用現(xiàn)成的設(shè)備和技術(shù)，使用較少的資金對現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行實(shí)用性改造，完全可以使測試工作的效率和安全性達(dá)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(xiàn)有的試驗(yàn)設(shè)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(jìn)行這項(xiàng)工作需要3個試驗(yàn)員，具體的任務(wù)分配是：1個人負(fù)責(zé)加試驗(yàn)電壓及記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，2個人分別站在被試變壓器的高、低壓側(cè)更換試驗(yàn)接線(換相和更換分接開關(guān))以及在施加電壓時作監(jiān)護(hù)人。我把變壓器變比試驗(yàn)工作的操作程序進(jìn)行了分解(其中的步驟1稱為變壓器極性測試)，對每一項(xiàng)步驟進(jìn)行詳細(xì)地分析，具體試驗(yàn)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(jù)變壓器的接線組別連接試驗(yàn)設(shè)備；步驟3.1：檢查試驗(yàn)接線，確認(rèn)正確無誤后，把電壓調(diào)升至要求值，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)；步驟3.2：數(shù)據(jù)符合到試驗(yàn)要求，進(jìn)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(yàn)接線，恢復(fù)變壓器至使用狀態(tài)，試驗(yàn)工作結(jié)束。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，2001年6—8月份，我班組一共對23臺配電變壓器進(jìn)行了交接試驗(yàn)，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(yàn)過程中，步驟3占了變壓器變比試驗(yàn)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(jìn)行進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)：盡管3種變壓器的檔數(shù)不同、試驗(yàn)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(yàn)接線中存在的短接線是導(dǎo)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(guān)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(dá)到這個目的。根據(jù)三相變壓比測試法的要求，對此我設(shè)計(jì)了三個方案：

　　方案一，購置有關(guān)變壓器變壓比測試的專用設(shè)備以替代現(xiàn)有的試驗(yàn)設(shè)備；方案分析：現(xiàn)在的變壓器變壓比測試專用設(shè)備采用了單片機(jī)技術(shù)，操作簡單，讀數(shù)方便，功能強(qiáng)大，但其價(jià)格昂貴——金迪科儀公司的變壓器變壓比測試儀售價(jià)3萬多元，而據(jù)有關(guān)使用該設(shè)備的班組反映，其實(shí)用效果并不理想；另一種測試設(shè)備——QJ35型變壓比電橋，其價(jià)格亦不菲，而且這種設(shè)備測量倍率窄，操作繁瑣。因此，這個方案不可取。

　　方案二，以現(xiàn)有的三相調(diào)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(yàn)接線如圖1。采用這種方案試驗(yàn)時，對三相電源電壓的平衡性和穩(wěn)定性要求較高，但是一方面由于試驗(yàn)現(xiàn)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(jī)械的影響使得電壓難以平衡和穩(wěn)定(我用作驗(yàn)證試驗(yàn)的三相電源是由本公司的三相發(fā)電機(jī)提供的，但不可能為了此項(xiàng)測試工作而成天把這臺體大而笨重的發(fā)電機(jī)放在班組的工程車)；另一方面，測試使用三相調(diào)壓器的重量達(dá)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(diǎn)，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(yàn)接線圖

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

　　方案三，應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，制作以單進(jìn)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(shù)是一種電力變換技術(shù)，它使用功率半導(dǎo)體器件對電能進(jìn)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(wěn)定平衡輸出的能力，所以我設(shè)計(jì)了這個以單進(jìn)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：