用兩短路一開(kāi)路法測(cè)試全星形自耦變壓器零序參數(shù)

1、用兩短路一開(kāi)路法測(cè)試全星形自耦變壓器零序參數(shù).、八、一前言該種變壓器的低壓繞組電壓為 35 千伏級(jí)，在系統(tǒng)中 35 千伏 級(jí)為經(jīng)消弧線圈接地或不接地系統(tǒng)， 變壓器該側(cè)的零序阻抗可按 無(wú)窮大處理。因此只要測(cè) 220千伏和 110 千伏繞組間的零序阻抗， 方法可采用兩開(kāi)路兩短路法， 分別在高中壓側(cè)進(jìn)行， 如按表一所 示。表一把測(cè)得的Z001、Z002、ZK01、ZK02歸算到變壓器的同一側(cè)， 或用標(biāo)么值表示后， 從表一中的四個(gè)方程任取三式聯(lián)解方程， 則 可求得Z10、Z20及Z0C值。當(dāng)利用兩短路一開(kāi)路的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn) 行計(jì)算，即利用表一中的（ 1）（2）（3）公式，聯(lián)解得：（5）或利用表一中的（ 1

2、）（2）（4）公式，聯(lián)解得：（6）不論用公式（ 5）還是公式 （6）進(jìn)行計(jì)算， 計(jì)算結(jié)果應(yīng)一致。 兩開(kāi)路一短路法在實(shí)際試驗(yàn)中的困難 利用兩開(kāi)路一短路的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作 中，對(duì)試驗(yàn)電源的要求存在以下困難：電壓等級(jí)的限制由于 Zuo 的飽和特性， 計(jì)算中一般取飽和值， 在測(cè)試時(shí)外加電壓應(yīng)達(dá) 2030%左右，且在運(yùn)用公式（ 5）或（ 6）計(jì)算時(shí)，開(kāi)路阻抗Z001、Z002應(yīng)取同一 U0%勺數(shù)據(jù)進(jìn)行。因此必須外加不 同電壓，測(cè)取不同的 Z001和Z002值，作出Z001和Z002對(duì)U0% 的變化曲線，然后在曲線上取同一U0%勺飽和值進(jìn)行計(jì)算。短路阻抗ZK01和ZK02受磁路飽和的影響很

3、小，可認(rèn)為與U0%6關(guān)，測(cè)試時(shí)外加低電壓即可。然后水平延長(zhǎng)至同一U0%t。由表一的（1）（ 2）式可知曲線Z002與Z001之間的距離為：Z002-Z001 = Z20 - Z10常數(shù)（7）在實(shí)際測(cè)試時(shí)利用安裝該種變壓器的變電站現(xiàn)有各級(jí)電源 就近的電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)較為方便。但是，當(dāng)前安裝該種變壓器的 220千伏變電站中，除去 220千伏和 110千伏電壓級(jí)外，一般具 備的電源電壓等級(jí)為 0.4 千伏、 10千伏（或 6千伏）、 20.2 千 伏（35千伏級(jí)相電壓）和35千伏。其中10千伏等級(jí)為連接； 0.4千伏等級(jí)的相電壓0.23千伏，由于u0%低，無(wú)使用價(jià)值； 又10千伏和 6千伏兩種電壓等級(jí)對(duì)

4、一個(gè)變電站往往只具備一種， 因此實(shí)際具備的實(shí)驗(yàn)電壓， 一般僅為上述四種， 對(duì)于被試變壓器 高中壓側(cè)額定電壓百分?jǐn)?shù)如表二所示：表二由表二可見(jiàn)，高壓側(cè)開(kāi)路試驗(yàn)，加壓 35 千伏；低壓側(cè)開(kāi)路 試驗(yàn)，加壓20.2千伏，uO%即已滿足要求，曲線基本飽和。同時(shí) 0.4千伏一級(jí)，高側(cè)uO%、于5%處于曲線最大值之前，不起作 用。因此，Z001變化曲線的測(cè)試僅有三點(diǎn)，Z002變化曲線的測(cè)試僅有兩點(diǎn)至三點(diǎn)，對(duì)此兩曲線的正確求得，存在困難。當(dāng)然， 兩曲線之間具有一定的關(guān)系，利用下面所述的第（8）式，可以相互補(bǔ)充和校驗(yàn)。電源容量的限制實(shí)驗(yàn)電源的容量，根據(jù)某變電站 90 兆千伏安自耦變壓器較 低的實(shí)測(cè)參數(shù)， 可估算出

5、該種容量的變壓器須要單相試驗(yàn)電源的 容量如表三所示：表三最大所須容量達(dá) 6800 和 6120 千伏安。其中最為嚴(yán)重的是20.2 千伏中壓側(cè)開(kāi)路試驗(yàn)，對(duì)電源來(lái)說(shuō)為單相負(fù)載，需要的實(shí)際三相電源容量為6120X 3=18400千伏安。而35千伏高壓側(cè)開(kāi) 路試驗(yàn)， 對(duì)于電源來(lái)說(shuō)為兩相負(fù)載， 須要的實(shí)際三相電源容量為 6800X 3=11750千伏安。在某些試驗(yàn)條件下，例如我們?cè)趯?duì)某變 電站的該種變壓器進(jìn)行測(cè)試時(shí)， 作為試驗(yàn)電源的主變壓器容量為 1000千伏安，不能滿足中壓側(cè) 20.2 千伏開(kāi)路試驗(yàn)的要求。同時(shí) 在實(shí)際試驗(yàn)中，為了獲得該級(jí)電壓，不僅要使主變停電，而且增 加倒閘操作以及改變接線的工作量。

6、 為了創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件， 簡(jiǎn)化試 驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等工作量，對(duì)該種變壓器零序的測(cè)試， 我們采用兩短路一開(kāi)路法進(jìn)行。兩短路一開(kāi)路法的基本原理比較（1）X（ 4）式和（2）X（ 3）式，或?qū)τ谌我?U0%按（ 5）式和（ 6）式計(jì)算出的 Zu0 必須相等，令（ 5）式等于（ 6） 式，可得：Z001 ZK02= Z002 - ZK01 ( 8) 由上式可知，只要測(cè)得兩開(kāi)路兩短路阻抗中的任意三個(gè)數(shù)值，便可計(jì)算得第四個(gè)數(shù)值，且此四個(gè)數(shù)值具有相同的 uO%根 據(jù)前面分析的試驗(yàn)條件，測(cè)試兩短路參數(shù)ZK01和ZK02以及一開(kāi) 路參數(shù) ZOO1 較為方便，前者可用 O.4 千伏電源測(cè)試，后者用 35 千伏測(cè)

7、試(u0=27.5%已達(dá)飽和值)。從表一的原始計(jì)算公式中取( 1)、( 3)、( 4)式聯(lián)立解 之，即把( 1 )式中減( 3)式后用( 3)式相除，再用( 1 )式與 ( 4)式之積乘之，或由( 8)式先計(jì)算得Z002= Z001 - ZK02/ZK01 ，代入(5)式或(6)式，即可 求得變壓器的零序參數(shù)為：Z1O=ZOOZu0(9)Z20=Z002- ZuO同理，如果用兩短路一開(kāi)路參數(shù) ZKO1, ZK02和Z002,則零 序參數(shù)的計(jì)算公式為：Z1O=ZOO1-ZuO(1O)Z2O=ZOO2-ZuO可見(jiàn)用兩短路一開(kāi)路法測(cè)試時(shí)， 試驗(yàn)項(xiàng)目只須進(jìn)行三項(xiàng)， 簡(jiǎn) 化了試驗(yàn)條件， 減少了試驗(yàn)和計(jì)算

8、工作量， 而對(duì)于測(cè)試結(jié)果具有 足夠的準(zhǔn)確度， 只需要保證測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠， 以及開(kāi)路試驗(yàn)時(shí)外 加uO%達(dá)20%30%兩開(kāi)路兩短路法(或兩開(kāi)路一短路法)雖然 由試驗(yàn)點(diǎn)做出曲線后取值， 實(shí)際上 Z001 和 Z002 已處于飽和區(qū)的 水平直線上，基本上是用測(cè)試所得的飽和值直接計(jì)算零序參數(shù)?，F(xiàn)對(duì)某全星形自耦變壓器的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算比較。型號(hào) OSFPSL 12000/220 ；額定容量： 120000/120000/60000 千伏安； 定額電壓：220土2X2.5%/121/38.5 千伏；額定電流：315/575/900 安；連接組別： O Y0/Y 12 12。用兩開(kāi)路兩短路法測(cè)得的開(kāi) 路阻抗及

9、短路阻抗值，以及由此用（ 5）（ 6）（ 9）（ 1 0）式計(jì) 算出的Zu0值如表四所示：表四由表四可見(jiàn)，由于存在誤差，Z001 ZK02和Z020 ZK01并不完全相等，但相差不大。假定如表所示，Z002 - ZK01Z001 ZK02則有，當(dāng)按（5）式、（6）式計(jì)算時(shí)，兩者根號(hào)內(nèi) 的前項(xiàng)都為較大的兩個(gè)開(kāi)路阻抗的乘積 Z001 Z002,而后向則 為較小的開(kāi)路阻抗與短路阻抗的乘積，Z002 - ZK01及Z001 ZK02其偏差對(duì) Zu0的影響較小，因此按（5）式、（6） 式計(jì)算出的Zu0偏差較小。當(dāng)按（9）式、（10）式計(jì)算時(shí)，（10） 式根號(hào)內(nèi)的兩個(gè)因子都較（9）式為大，因此計(jì)算出的 Zu0偏差 稍大。但用兩開(kāi)路一短路法及兩短路一開(kāi)路法計(jì)算出的Zu0之間，偏差僅為 4%左右。結(jié)束語(yǔ)三相三鐵芯柱全星形自藕變壓器的兩開(kāi)路兩短路阻杭之間存Z001 ZK02=Z002- Zk01的關(guān)系，對(duì)試驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理和校核