关于干式变压器零点选取浅谈

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关于10kV干式电力变压器接零排零点选取方法浅谈
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摘要： 对变压器的接零排零点选取的两种方法进行了分析比较，指出了零点的选取位置。
关键词：变压器；电阻；不平衡率

1 a4 D5 m0 ^1 M" ~5 ]& L# b1.        前言
2 z+ [% P3 F1 z$ P6 Z/ g随着电力事业的蓬勃发展，电力系统装机容量的日益增大，电力部门对各电力设备的需求也不但加大。而电力变压器作为输变电系统中的核心设备之一，近年来其产量也不断提高。作为城网改造中的重要推荐产品—10kV干式电力变压器，近年来其制造水平和产量也得到了很大的发展！
$ G- U! L2 z7 M8 D& x2.        接零排中零点的选取方法
6 z( B$ U* x1 t- c) h9 i: G; \3 V9 mGB/T 10228-1997中4.6对绕组电阻不平衡率的规定为:对于2500kVA以下的配电变压器,其不平衡相为4%,线为2%;630kVA及以上的电力变压器,其不平衡率相(有中性点引出时)为2%,线(无中性点引出时)为2%。应以三相实测最大值减最小值作分子,三相实测平均值作分母计算。
( o8 ?- V9 M7 A* `  y而在10kV干式配电变压器中,一般高压线圈电阻较大,且干式变压器本身的高压引线也较短,所以在干式变压器的实际生产中,高压部分也基本不存在电阻不平衡的问题。以下我们就只讨论低压电阻的不平衡。
1 R4 a0 \/ ]# m在实际的生产中，对同一台变压器低压接零排零点的选取有下列两种方法可供选择：
$ V' l" i5 B  V  ⑴接零排零点选取方法一：
' v' E" Y/ `7 h& }% ^3 m, }
* F3 T& J  x6 w2 e: O
如图所示，我们取A、B、C三相线圈的电阻分别为Ra、Rb、Rc，由于变压器相间距相等，所以由铜排连接所产生的附加电阻相等，取为R1。在理论分析中,我们一般认为A、B、C三相线圈电阻平衡,即Ra= Rb= Rc。将上图简化后,可得如下等效电路图:

: i7 q6 G/ l6 f) C7 N& Q/ ~! V从上图很容易看出，Rao> Rbo> Rco,故计算其相电阻和线电阻不平衡，根据国标要求则有：
相电阻不平衡率：
8 S" W2 _4 O$ j2 o- e: ~
. z" S, [0 M9 Q% i- K% C由于Rab=Rbc,则其线电阻不平衡率：
8 f. [) Z' o5 G- o' b$ F
（2）接零排零点选取方法二：
1 ~; ]6 V+ O' u) l, J) h! J! _  a
+ }* e, n5 ?9 `+ I+ F2 g; ?同方法一假设一样，我们先假定各元件电阻，且有R1=R3+R4，将上图简化后,可得如下等效电路图:

. |0 g1 T4 K8 z  U0 }3 p. ?% W& K令R3≥4，则其相电阻不平衡率：

' s: ^/ `0 g0 Y线电阻不平衡率：
- @8 ~. r" f8 L% w
若R3≤R4，可得如下结论：
: B9 D7 R. C% {' s: |# p相电阻不平衡率：
         
- Z' y4 P/ _1 \  y( @, K线电阻不平衡率：
8 \" K. S5 z0 G2 ]- G         
由式（2-1）-（2-3）则有：

又由在（2-1）中，我们的假设前提是R3≥4，故式（2-5）≥0,即式（2-1）的电阻不平衡率大于或等于式（2-2）的电阻不平衡率。所以我们只需比较式（1-1）与（2-3）的大小。而式（1-1）和（2-1）均大于0，故我们可以比较其倒数的大小来确定它们的大小。
9 V  ~+ g# K( e% p
而Ra>>R2,故（2-6）>0,即式（1-1）的倒数小于（2-3）的倒数，所以式（1-1）>式(2-3)，即式（1-1）的电阻不平衡率大于式（2-3），故综合比较可的，选用式（2-3）时其电阻不平衡率最小。
7 Z0 N, E% I* L; j% o2 i- ]2 z为使我们取得最小的电阻不平衡率，我们同样对式（2-3）的倒数进行讨论。

$ w+ D; X5 B* {; l3 i0 A7 p, E7 N    要使电阻不平衡率最小，则应使式（2-7）取最大值。而Ra为线圈电阻为一定值，R1与R3的大小直接由接零铜排的长度所决定。而当变压器确定时，其相间距离必然也已经确定，即R1也为一定值。所以要使式（2-7）取得最大值，R3的值应为最大，而R3≤R4,所以当R3=R4时式（2-7）可取最大值，即将B、C相的中点选作接零点时变压器的相电阻不平衡率为最小。
    而比较式（1-2）、（2-2）、（2-4）可见，其线电阻不平衡率完全一致，其大小与接零点的选择无关，仅与线圈电阻和接零排电阻有关。再比较式（1-2）与（2-3）可见，式（1-2）数值的大小基本为式（2-3）数值大小的1/2，与国标要求也刚好吻合。
9 x* c! z) ^* d  i. K# ^3.结束语
   合理地选择接零点可降低企业的生产成本，如某厂每年生产3000台变压器，按一半需要附加接零同排计算，我们合理选择接零点就可节约1500根铜排，按现在市场的铜假来计算，可为企业带来上百万元的经济效益。但在实际的生产中，也有部分变压器出于各种原因，往往线圈A、B、C三相电阻并不平衡；或线圈本身电阻较大，接零铜排的附加电阻对变压器的线、相电阻的不平衡率影响很小；或由于变压器出线位置限制等原因使得接零点不能选择为相间的中心位置，其具体的接零位置需在实际生产中根据需要来选取。
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参考文献：
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[1] 《变压器手册》编写组.电力变压器手册[M].沈阳：辽宁科学技术出版社，1991
$ E, a5 \3 Q( s! N; J[2] 尹克宁.变压器设计原理.北京.中国电力出版社，2003

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谢谢，需要了解更多