1 引言

變比試驗(yàn)是變壓器產(chǎn)品的傳統(tǒng)試驗(yàn)項(xiàng)目， 在生產(chǎn)制造、 現(xiàn)場(chǎng)安裝以及運(yùn)行檢修過(guò)程中可以檢查繞組匝數(shù)與設(shè)計(jì)是否相符、分接引線裝配是否正確、各分接的電壓比是否在標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)。 變比試驗(yàn)還可以為變壓器繞組短路及短路部位的判斷提供依據(jù)。

目前，變比測(cè)試儀種類(lèi)繁多。 QJ-35 型變比電橋是國(guó)內(nèi)較早生產(chǎn)和使用的一種變比測(cè)試儀， 經(jīng)多次改進(jìn)，仍被許多試驗(yàn)單位和變壓器生產(chǎn)廠使用。隨著電子技術(shù)和微處理器的高速發(fā)展， 國(guó)內(nèi)外已推出多種自動(dòng)變比測(cè)試儀，其操作簡(jiǎn)單、測(cè)試速度快，正逐漸被廣泛采用。

近期，筆者在一次變比試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，不同的試驗(yàn)接線方式會(huì)得到不同的變比誤差， 將直接影響試驗(yàn)合格與否的判定。 由于較大的變比誤差會(huì)對(duì)變壓器并聯(lián)運(yùn)行帶來(lái)負(fù)面影響， 因此本文中筆者將深入分析不同接線方式對(duì)變比試驗(yàn)結(jié)果的影響。

2 試驗(yàn)案例

在一次交接試驗(yàn)中， 使用自動(dòng)變比測(cè)試儀對(duì)聯(lián)結(jié)組別為 Dyn11 的變壓器進(jìn)行變比測(cè)試，試驗(yàn)接線方式如圖 1 所示。 試驗(yàn)結(jié)果表明，在額定分接時(shí) UAB/

Uab 變 比 誤 差 達(dá) 到-0.74% ，超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的±0.5%。 但是，該變壓器出廠試驗(yàn)報(bào)告中的變比測(cè)試結(jié)果全部合格，如表 1 所示。與該變壓器制造廠聯(lián)系后得知，該廠采用 QJ-35 型變比測(cè)試儀，試驗(yàn)接線方式如圖 2 所示。 由于 QJ-35 型變比測(cè)試儀沒(méi)有中性點(diǎn)引線，變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)懸空。

3 理論分析

有中性點(diǎn)引線和無(wú)中性點(diǎn)引線屬于兩種不同的接線方式，其測(cè)試原理也不相同。 下面，將以 Dyn11型變壓器為對(duì)象， 分析兩種接線方式的關(guān)系并對(duì)試驗(yàn)案例中的現(xiàn)象進(jìn)行解釋。

對(duì)于變比試驗(yàn)，不論采用何種測(cè)試方法，一般均使用單相電源。 筆者的分析過(guò)程都是以單相電源勵(lì)磁為前提的。

在公式推導(dǎo)過(guò)程中，將使用如下變量：UAB、UBC、UCA 為測(cè)試儀向被試變壓器高壓側(cè)施加的勵(lì)磁電壓；Ua、Ub、Uc 為被試變壓器低壓側(cè)感應(yīng)出的相電壓；ka、kb、kc 為被試變壓器三相繞組的匝數(shù)比；k、kN 為被試變壓器變比測(cè)量值和額定值。

3.1 連接中性點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果分析

對(duì)于有中性點(diǎn)引線的試驗(yàn)接線方式， 以 UAB/Uab為例，變比測(cè)試儀從 AB 端施加電壓，從 ao 端測(cè)量電壓，其測(cè)試原理如圖 3 所示。

變比測(cè)量結(jié)果以誤差形式表示，記為 εAB/ab，有：

εAB/ab= k-kN

kN×100%= k

kN-1 （1）

其中，變比測(cè)量值與繞組的匝數(shù)比有如下關(guān)系：

k= UAB

姨3 Ua= ka姨3（2）

將式（2）帶入式（1）可得：

εAB/ab= ka姨3 kN-1 （3）

于是有：

ka=姨3 kN（εAB/ab+1） （4）

同理，其他兩相有對(duì)應(yīng)關(guān)系式：

kb=姨3 kN（εBC/bc+1） （5）

kc=姨3 kN（εCA/ca+1） （6）

3.2 不連接中性點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果分析

對(duì)于 QJ-35 型變比儀， 由于沒(méi)有中性點(diǎn)引線，變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)懸空。 同樣以 UAB/Uab 為例，變比測(cè)試儀自動(dòng)將 AC 端短路并從 AB 端施加電壓，從 ab 端測(cè)量電壓，其測(cè)試原理如圖 4 所示。

測(cè)試結(jié)果以誤差形式表示，記為 θAB/ab，并有：

θAB/ab= k-kN

kN×100%= k

kN-1 （7）

其中，變比測(cè)量值按下式計(jì)算：

k= UAB姨3 Uab2= 2UAB姨3 （Ua+Ub）= 2UAB姨3 （ 1ka+ 1kb）（8）

將式（8）帶入式（7）可得：

θAB/ab= 2kakb姨3 kN（ka+kb）（9）

同理，對(duì)于其他兩相有：

θBC/bc= 2kbkc姨3 kN（kb+kc）（10）

θCA/ca= 2kcka姨3 kN（kc+ka）（11）

3.3 兩種接線方式的關(guān)系和比較

將式（4）~式（6）帶入式（9）~式（11）中，可以得

到兩種接線方式的關(guān)系，如下式：

θAB/ab= 2（1+εAB/ab）（1+εBC/bc）

（1+εAB/ab）+（1+εBC/bc） （12）

θBC/bc= 2（1+εBC/bc）（1+εCA/ca）

（1+εBC/bc）+（1+εCA/ca） （13）

θCA/ca= 2（1+εCA/ca）（1+εAB/ab）

（1+εCA/ca）+（1+εAB/ab） （14）

由式（12）可以得出如下不等式：

θAB/ab≤12 [（1+εAB/ab）（1+εBC/bc）]2（1+εAB/ab）+（1+εBC/bc） -1= εAB/ab+εBC/bc2（15）

當(dāng)且僅當(dāng) εAB/ab=εBC/bc 時(shí)，有 θAB/ab=εAB/ab=εBC/bc。 同理，對(duì)式（13）、式（14）有：

θBC/bc≤ εBC/bc+εCA/ca2 （16）

θCA/ca≤ εCA/ca+εAB/ab2 （17）

以上不等式表明，不連接中性點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果在數(shù)值上會(huì)偏小。 這是因?yàn)椴贿B接中性點(diǎn)時(shí)，低壓側(cè)只能從相間測(cè)量電壓，讀取的電壓值為兩相電壓的平均值，兩相的變比誤差會(huì)相互影響，較大的變比誤差會(huì)被較小的所“弱化”，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小。

根據(jù)式（12）繪制出 θAB/ab=±0.5%的兩條曲線，兩種接線方式在測(cè)量結(jié)果上的關(guān)系可以直觀地分為幾個(gè)區(qū)域，如圖 5 所示。 區(qū)域 A 表示 ε、θ 都在合格范圍內(nèi)， 區(qū)域 B 表示 ε 不合格而 θ 在合格范圍內(nèi)，區(qū)域 C 表示 ε 和 θ 都不合格。 本文中的試驗(yàn)案例結(jié)果就在區(qū)域 B 內(nèi)。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）變壓器變比試驗(yàn)有兩種接線方式：有中性點(diǎn)引線和無(wú)中性點(diǎn)引線。 經(jīng)過(guò)分析可知，無(wú)中性點(diǎn)引線的試驗(yàn)結(jié)果偏小，其對(duì)應(yīng)的合格“區(qū)域”相對(duì)較大。

（2）自動(dòng)變比測(cè)試儀正逐漸被供電部門(mén)和試驗(yàn)單位采用，往往都帶有中性點(diǎn)試驗(yàn)接線，并且儀器說(shuō)明書(shū)中要求連接變壓器的中性點(diǎn)。 然而，國(guó)內(nèi)變壓

器生產(chǎn)廠在出廠試驗(yàn)中測(cè)量電壓比通常不接中性點(diǎn)，導(dǎo)致交接試驗(yàn)結(jié)果與出廠值可能會(huì)有差異，甚至影響合格與否的判定。 此問(wèn)題應(yīng)引起試驗(yàn)人員的注

意。