Z 型變壓器具有優(yōu)越的抗雷擊能力，同時具有人為中性點等特點，作為接地變配合消弧線圈完成對配電網(wǎng)中電容電流的補償，還可帶二次負(fù)載，代替所用變，從而節(jié)省投資費用，在電力系統(tǒng)中的地位越來越突出，目前已廣泛應(yīng)用于多雷地區(qū)的配電網(wǎng)。準(zhǔn)確掌握變壓器的參數(shù)，可以保證設(shè)備安全穩(wěn)定運行。因此，變壓器變壓比的測試尤為重要。
1 現(xiàn)狀調(diào)查
在變壓器變比測試中發(fā)現(xiàn)［1］，按照試驗的步驟輸入變比、聯(lián)結(jié)組別及分接頭位置測量，變比誤差大，超標(biāo)嚴(yán)重 ( ±0. 5%) 。廠家出廠報告中變比誤差**值均在 0. 3% 以下 ( 使用儀器為普通的 SM63變比測試儀。變壓器型號: DKSC － 550 － 100/10; 變壓器額定電壓: 10. 5 ± 2 × 2. 5 /0. 4 kV; 接線組別:
ZNyn11) 。采用 Z 型變壓器變比測試儀后，測試結(jié)果誤差仍在 － 1. 20% 。本文針對以上問題進(jìn)行了認(rèn)真分析和總結(jié)，并提出了正確的判斷方法。
2 原因分析
a． 從結(jié)構(gòu)原理上進(jìn)行分析，其 結(jié) 構(gòu) 原 理和向量圖如圖1所示。對于普通變壓器，一次( 高壓) 繞組和二次 ( 低壓) 繞組相對位置是固定的，同相的高低壓繞組都是纏繞在同一根鐵芯柱上，一、二次繞組匝數(shù)比也是固定的。采用曲折型接線( Z 型接線) 后，與普通變壓器的區(qū)別是把每一相繞組均分相等的兩段，分別纏繞在 2 根鐵芯柱上，再把其中 1 根鐵芯的一段繞組和另一鐵芯上的另一段繞組反向串聯(lián)起來，成為一個相繞組，然后再按星形連接法把三相繞組末端接在一起［2］。這種接線使一次繞組與二次繞組的對應(yīng)關(guān)系不同于普通常用電力變壓器，Z 型接線繞組的匝數(shù)關(guān)系也不同于普通變壓器，由于曲折連接，使繞組匝數(shù)增加，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
b． 從儀器原理上進(jìn)行分析。對于電阻比較式或普通變壓器變比的測量儀器，變壓比測量的是在 1 根鐵芯柱上 2 個繞組的的匝數(shù)比，它要求高低壓繞組必須在同一鐵芯柱上［3］，而且只能方便地測量聯(lián)結(jié)組別為 Y 或 D 接線并且是固定的幾種標(biāo)準(zhǔn)接線的變壓比，而對 Z 型變壓器變比的測試比較困難［4 － 5］。在 Z 型變壓器變比測量時，由于 Z 型變壓器的 A 相繞組同時關(guān)聯(lián)了 A、C 2 根鐵芯柱，如果直接采用傳統(tǒng)的變比電橋測量方法，不能保證被測繞組中的磁通與加壓繞組中的磁通一致，必須根據(jù)實際運行中電壓的相位關(guān)系確定變壓比的測量對象［6］。因此，不能直接使用常規(guī)變壓比電橋來測量曲折型接線變壓比，否則就會出現(xiàn)百分之十幾的誤差。
3 改進(jìn)措施
3. 1 采用普通 SM63 變比測試儀的單相測量方式對 Z 型變壓器采用電流、電壓表法測量方式，由于電流電壓表法受到電源波形、電壓平衡率、儀表精度及人為誤差等因素的影響較多，方法較笨拙。建議采用普通 SM63 變比測試儀的單相測量方式。具體測量步驟方法如下。
a． 根據(jù)儀器特點，把三相變壓器的變壓比測量變?yōu)閱蜗嘧儔浩髯儽葴y量，首先根據(jù)變壓器接線方式及組別，確定變壓器的高低壓測試相別。
b． 由圖 1 可 以 看 出: 一 次 A 相 繞 組 ( 由AA1、A1O 兩段組成) 交聯(lián)的鐵芯有 A、C 2 根鐵芯柱，正好與二次繞組 a、c 兩相對應(yīng)，構(gòu)成一個單相變壓器，如圖 2 所示。因此，可以按照單相變壓器的測試方法，進(jìn)行變壓比測試。若先確定變壓器的一次繞組測試相為 A 相，并依據(jù)該測試相對應(yīng)的變壓器二次繞組有 a、c 兩相，即可以在 OA相施加電壓，二次 ac 相為測量電壓［7］。為了避免非被試相的干擾，可把 b 相繞組 bo 短路［8］。同理，其它相測量順序如表 1 所示。
c． 計算出單相額定電壓比［6，9］。以 A 相為例，其額定變比計算公式為K = UOA /uac = U線 /槡3 u線 ( 1)
式中: U線 為一次額定線電壓; u線 為二次額定線電壓。
d． 依據(jù)式 ( 1) ，可**地計算出變壓器一次繞組測試相與對應(yīng)的變壓器二次繞組的變比值，再依據(jù)表 1 的測量方法，某 Z 型變壓器變比測試誤差如表 2 所示。
3. 2 采用新型感應(yīng)式智能型變比電橋
新型感應(yīng)式智能型變比電橋可直接測量 Z 型變壓器的變壓比。為避免測量錯誤，采用新型感應(yīng)式智能型變比電橋再次測量該變壓比數(shù)據(jù)，將被測變壓器高壓、低壓試驗線正確對應(yīng)接入，并輸入變壓器各個參數(shù)指標(biāo)，儀器自動顯示變比誤差值，結(jié)果如表 3 所示。結(jié)果與表 2 測試結(jié)果的規(guī)律一致。
4 B 相變壓比數(shù)據(jù)異常原因分析
從表 3 數(shù)據(jù)可以看出，測試數(shù)據(jù) A、C 兩相與出廠數(shù)據(jù)吻合，符合標(biāo)準(zhǔn)。而 B 相與出廠報告中的測試數(shù)據(jù)相差在 － 1. 2% 以上，其原因與 Z 型變壓器的結(jié)構(gòu)和作用有一定關(guān)系。對三角形接線的配電系統(tǒng)，要形成系統(tǒng)的中性點，須接入接地變壓器。一般系統(tǒng)不平衡電壓較大時，Z 型變壓器的三相繞組做成平衡式，可滿足測量需要。當(dāng)系統(tǒng)不平衡電壓較小時 ( 如全電纜網(wǎng)絡(luò)) ，Z 型變壓器的中性點要形成幾十伏不平衡電壓以滿足測量需要。有的廠家采取將接地變繞組不平衡方式運行，即接地變?nèi)嗬@組不運行在同一分接位置上，以滿足自動調(diào)諧消弧線圈裝置信號電壓的需要［10］; 而有的廠家會把 B 相繞組變比減少 1% ，以滿足中性點不平衡電壓測量的需要。但在變比測試報告中，廠家按出廠條件計算變比誤差，不會超標(biāo)。本次試驗與廠家進(jìn)行了聯(lián)系，如果沒有特殊標(biāo)注，一般都是平衡式，所測數(shù)據(jù)各相間沒有較大差別。
5 結(jié)論
a． 在沒有先進(jìn)儀器的情況下，可采用電壓、電流表法進(jìn)行變比測試。此方法受各種因素的影響較大，判斷困難。
b． 采用普通的變比測量儀，通過轉(zhuǎn)變變壓器變比的測量方式，可準(zhǔn)確測量 Z 型變壓器的變壓比，但要注意測量變比與額定變比的關(guān)系。此技術(shù)可靠，且經(jīng)濟實用［7］。
c． 新型感應(yīng)式智能型變比測試儀可直接測量Z 型變壓器的變比誤差，方便實用。
d． 變壓器廠家出廠報告中的變比誤差數(shù)據(jù)**值一般不會大于標(biāo)準(zhǔn) ( ± 0. 5% ) ，對于有些不平衡型變壓器在結(jié)構(gòu)上需要變壓器 B 相變壓比減少 1% 的情況，要慎重對待，考慮周到，須與生產(chǎn)廠家聯(lián)系，保證試驗數(shù)據(jù)正確、可靠。
