摘要：近年来我国科技水平的提升，人们对电力行业的要求也在越来越高。10kV变压器作为一种重要的电气设备，在电力系统中发挥着十分重要的作用，因而保证10kV变压器合理运行也就十分必要。在10kV变压器实际运行及应用过程中，为能够得到更加理想的效果，需要对其合理设计，而10kV变压器设计过程中，合理进行设计选型属于十分重要的内容，在此基础上可为10kV变压器的更好应用奠定理想的基础，保证10kV变压器运行能够取得更加理想的效果。本文就10kV变压器试验系统设备选型展开探讨。
关键词：10kV变压器；设计；设备选型
引言
10kV变压器试验系统用以提供10kV变压器试验所需的工频及中频试验电压，通常有两种配置方式：一种是采用工频发电机提供工频电压，采用中频发电机提供中频电压；另一种是采用调压器提供工频电压，采用变频电源装置提供中频电压。
1影响变压器试验的主要因素
变压器电气试验过程中，对试验产生影响的因素有很多种，其中最主要的影响因素有三方面：（1）电阻测量不精准。变压器在电气试验中电阻测量是十分重要的操作环节，而导致电阻测量不准确、误差大的因素有很多，诸如接线方式错误、试验电流不稳定以及计量设备的精准度较低等问题。因此，在变压器试验过程中要做好相关设备调试，按正确流程操作，提高电阻测量精准度。（2）电气试验环境因素。变压器电气试验过程中，对试验环境的要求较高。由于变压器试验主要是针对高低电压之间的转换，因此高电压环境操作无法避免，这在很大程度上已经具备危险性，若是变压器试验的外在环境不良，不仅会对试验结果产生影响，对操作人员的人身安全也会造成威胁。（3）试验操作人员责任意识淡薄。变压器电气试验中，试验操作人员的责任意识关系到变压器的试验结果是否准确。在电气试验完成后，试验操作人员需要对变压器试验数据和操作步骤进行准确记录，以供二次试验参考。若是试验操作人员记录不准确或是在细节上有所遗漏，会导致二次试验结果出现偏差，这对变压器的性能试验将会造成不利影响，为后续变压器的运行安全埋下隐患。
2、电力变压器试验系统组成
电力变压器试验微机测控系统(手自一体)组成框图如图1。系统设计具有手动和自动一体化功能，完成电力变压器的例行试验项目和部分特殊试验项目。其中手动操作主要完成试验中的紧急处理、变压器故障检修、一些特殊高压试验等。图1中USB接口完成高速数据采集接口板与上位PC机通信，串行通信实现PC机与测试仪器和仪表的通信。试验测试中上位机根据已建好的待测电力变压器试验标准参数，通过USB接口将控制信号先后传输到高速数据采集接口板、试验控制台、电器控制柜、调压器、感应发电机组输出额定电压、电流测试电源到待测变压器。待测电压电流信号通过高精度电压电流互感器倍率切换输出到试验控制台，经信号调理器形成适配的采集电压进人数据采集板转换为数字信号，通过USB接口将数据传送到上位机，由上位机机实现电力变压器三项电压、电流、功率的分析、处理、计算、存储、输出显示，并根据测试参数输出相应的控制信号到电器控制柜，合理控制试验设备的运行。试验控制台采样信号分两路进行测试，一路进人高速DSP数据采集板，采样数据通过USB输人计算机完成数据分析、计算、显示、储存、报表打印等功能，另一路直接输出到电压表、电流表、功率表、频率表等显示仪表。双路测试同时显示测量参数并相对比较。试验控制台电路包括:采样电路、过压过流保护电路、信号调理电路、控制信号识别电路、接口输出驱动电路。电器控制柜由互感器倍率切换接触器、调压器、发电机通断升降压控制接触器、高低压切换接触器等组成，实现电压互感器和电流互感器倍率切换控制，调压器、感应发电机的升降压和通断控制以及高压试验与低压试验变换功能。调压器作为的损耗试验、温升试验的试验电源，给待测变压器提供所需的试验电压或试验电流。发电机组主要应用于变压器的感应试验，输出给待测变压器所需的倍频电压。上位机通过RS485串行通信接口对变比测试仪、直流电阻仪、温度巡检仪等测试仪器进行控制，并将测试参数传输到上位机分析、计算、显示、存档，实现电力变压器的电压比、直流电阻、多点温度的自动测试。
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图1电力变压器试验系统组成框图
3、设备选型
3.1选型依据
10kV变压器试验系统针对变压器设计，可进行的试验项目：空载损耗和空载电流测量、短路阻抗和负载损耗测量、感应电压试验、温升试验及零序阻抗测量等。按温升试验能力，该系统最大试验容量为2500KV·A。依据GB/T6451—2015《油浸式10kV变压器技术参数和要求》，2500KV·A/10kV三相无励磁调压10kV变压器的基本参数为：额定频率为50Hz；高压Un1及分接范围10.5kV±2×2.5%；低压电压Un2为0.4kV；联结组标号为DYn11；空载损耗P0为1.6kW；负载损耗PN为18kW；空载电流I0为0.3%；短路阻抗Zk为3.62%；绝缘水平为LI75/AC35/AC5。以上参数作为10kV变压器试验系统设备选型的依据。
3.2电力变压器微机测控系统试验平台
电力变压器试验操作平台使用管理员和操作员两级用户管理设计，管理员负责变压器试验标准库的建立，操作员负责待测变压器参数选择、各项试验项目的测试、设备合理运行、试验数据综合管理等操作。在损耗试验、感应耐压试验中可以选择手动或自动进行试验;手动试验时计算机仅具有数据跟踪采集功能，需要配合操作台面板上的升降压按钮进行升降压，当手动升压时，观察试验电压或电流达到额定试验参数时，点击保存试验数据后手动降压;自动试验时不需试验人员操作升降压按钮，微机自动控制调压器、发电机的通电、升压、降压、断电整个试验过程。感应试验可监视感应波形(三相电压和三相电流波形)，并根据发电机输出电压的频率来控制加电试验时间。在谐波分析试验中，点击测量同时读取三相电流和电压的实时数据并显示各相电压电流波形、十九次谐波分量、相位差及波形失真度等参数。在查询预览中，操作员可以对当前试验变压器数据库的参数进行查询和预览，当选中某一序号的试品后，自动生成EXCEL试验记录及产品合格证表格，便于试验数据查看、报表保存和打印。在备份查询预览中，可将当前试验变压器数据库的试验数据全部备份到备份数据库中，也可对历史试验数据库的数据进行查询、预览、统计、报表打印。
结语
在电力能源需求量日益提升的情况下，电力企业要重视10kV变压器的设计与选型工作，充分考虑电力系统与输电网络的综合因素，科学选择10kV变压器的型式、容量和联结组别方式，增强10kV变压器整体性能，保障电力系统的安全稳定运行。
参考文献:
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[3]王石磊.影响变压器试验的主要因素及故障分析[J].山东工业技术，2019，279(1)：202.
论文作者:莫新潘
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
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