阻抗匹配平衡牵引变压器短路试验研究
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
阻抗匹配平衡牵引变压器(本文中简称平衡变压器)是一种将一次侧三相对称电压变换为二次侧二相垂直电压的降压变压器,它不同于已有的任何一种变压器,短路电流的分析计算和短路试验必须予以重新研究。
     变压器的短路强度只能通过短路试验来验证,国家标准GB1094.5-1985《电力变压器 第5部分 承受短路的能力》只适用于电力变压器,对平衡变压器等特殊变压器并无具体规定,对于平衡变压器,如果可以用单相电源预先短路法模拟三相电源的短路试验,那么其它特种变压器的短路试验也可以参照进行,这对提高我国变压器试验室的试验能力具有重要意义。
     本文从平衡变压器的工作原理入手,建立平衡变压器各绕组中电流之间的电流映射关系矩阵和矢量关系,推导平衡变压器短路电流有效值和峰值的计算公式。
     平衡变压器在运行中可能发生单臂短路、双臂短路、双臂先后短路、空载短路、负载短路、高压侧短路事故。分析、计算平衡变压器运行中各种可能发生的短路方式下的短路电流,通过对比分析,找出运行中最严酷的短路方式,并进行试验验证。
     建立一定的试验条件,在1.5相电源双臂预先短路情况下进行短路试验,使短路试验能够同时满足实际运行中发生短路时的短路电流有效值和短路电流峰值的要求,并进行试验验证。
     本文推导峰值系数与品质因数和合闸初相角的函数关系式,依此编制峰值系数曲线程序,利用对品质因数和合闸初相角的控制可使每个绕组都受到规定峰值的作用。利用本文中的峰值系数曲线程序可以使短路试验时施加的电流峰值更加准确,该程序适用于各类变压器的短路试验。
     利用推导的短路试验方法对一台SF2—QY—25000—110/27.5GY型阻抗匹配平衡牵引变压器进行短路试验,解决了工程实际问题。
Impedance-matching balanced traction transformers (balanced transformers in this paper for short) are step-down transformers , they transfer symmetrical three phase voltage in primary side to perpendicular two phase voltage in secondary side . They are different from any other transformers, so their short-circuit current analysis and short-circuit test method must be taken into special account.
    GB1094.5-85 Power transformers Part 5 Ability to withstand short circuit only applies to power transformers , not to balanced transformers . If short-circuit test on balanced transformers can be performed by means of single phase supply instead of three phase supply, and other special transformers can also be done in this way ,so it is very significant to improve test capacity of transformer laboratory in our country.
    The relation among all short-circuit current in each winding is described , and the rms value and peak value equation of short circuit current are concluded in this paper.
    Single-arm short-circuit fault, both-arm short-circuit fault, both-arm sequent short-circuit fault, short-circuit fault under no load, short-circuit fault under on load, short-circuit fault in primary side may occur in balanced transformers in power system, which short-circuit fault is the most serious is decided according to calculation and test.
    Under some conditions, short-circuit test on balanced transformers can be performed by means of 1.5 phase supply . It is proved to be equivalent to the short-circuit fault during their operation. The test results comply with GB1094.5-1985.
    The equation among peak factor, quality factor, switch initial angel is concluded . On the basis of the equation, peak factor curve has been programmed . The rms value, peak value and switch initial angel can be shown in the screen of computer . Switch initial angel can be corrected automatically to make the peak value in each winding comply with requirements. This program has been applied for short-circuit test on all kinds of transformers.
    
    
    
    The short circuit test method in this paper applies to balanced transformers, such as Y/V impedance-matching balanced transformer and YNA impedance-unmatching balanced transformers . The analysis method of short-circuit current applies to all special transformers, for example, split winding transformers, Z connection winding transformers.
    Finally, a SF2-QY-25000-110/27.5 GY balanced transformer has been tested, the result is approved by China National Transformer Quality Supervision Testing Center.
引文
[1]刘福生、肖乐军、周有庆.阻抗匹配平衡变压器的等值电路及其应用.铁道学校,1994.No.16,PP.22-30.
    [2]张伯龄、周鸿昌.平衡变压器的理论分析与设计.变压器,1984.No.10,PP2-9.
    [3]张修启.YN,d**联结阻抗匹配平衡变压器.变压器,1984.No.10,PP2-7.
    [4]刘福生、聂光前.利用阻抗匹配方法构成的新型平衡变压器.铁道学报,1988.No.10.PP.16-22.
    [5]陆家榆、盛剑霓、陈党生.非阻抗匹配联结平衡变压器.变压器,1994.No.11,PP5-7.
    [6]冯林桥、张志文等.两种接线平衡变压器的对比分析.变压器,1999.No.6,PP.1-4.
    [7]张子学.牵引变压器综论.变压器.1987.No.8,PP.2-6;No.9,PP.5-7,1987 ;No.10,PP.7-11,1987.
    [8]张永前、任东波.YNA联结平衡牵引变压器的研究.变压器.No.10,1987;PP.1-5,1999;No.11,PP.5-8,1999.
    [9]郑启村.电气化铁路与平衡变压器.变压器,1998.No.10,PP1-7.
    [10]刘光晔、周有庆.YN/V新型平衡变压器阻抗平衡关系的基本理论.电工技术学报,1999.No.14,PP.1-7.
    [11]崔立君、张茂鲁、张子学等.特种变压器理论与设计.北京科学技术文献出版社,1996.
    [12][苏]瓦修京斯基.变压器理论与计算.北京机械工业出版社,1983.
    [13]路长柏、朱英浩.电力变压器计算.黑龙江科学出片社,1986.
    [14]许实章、电机学.北京机械工业出版社,1987.
    [15]邱关源.电路.高等教育出版社,1986.
    [16]吴大榕.电机学.中国工业出版社,1962.
    [17]俞大光.电工基础.人民教育出版社,1962.
    [18]王述论等.变压器试验.机械工业出版社,1987.
    
    
    [19]变压器杂志编辑委员会.变压器技术大全[M].辽宁科学技术出版社,1996.
    [20]彭桂先.GB1094.1-1996电力变压器 第一部分 总则.中国标准出版,1996.
    [21]王肇平等.GB1094.3-1985 电力变压器 第三部分 绝缘水平和绝缘试验.中国标准出版社,1985.
    [22]王肇平等.GB1094.5-1985 电力变压器 第五部分 短路的承受能力.中国标准出版社,1985.
    [23]张宜狄.各国电力变压器短路试验标准的对比分析.变压器,1990.No.7,PP.27-30.
    [24]刘伯涛.变压器突发短路试验方法.变压器,1989.No.7,PP8-13.
    [25]刘伯涛.变压器承受短路动稳定能力试验研究.变压器,1987.No.4,PP.15-19.
    [26]曾刚远.三相变压器用单相电源进行短路试验时试验电流的计算方法.变压器,1997.No.11,PP18-22.
    [27]曾刚远.短路试验测量系统主要参数选择方法.变压器,1988.No.4,PP.19-22.
    [28]变压器专业委员会.变压器线圈短路时的机械强度(上、下).国外变压器,1980.
    [29]王世阁.从变压器事故实例看短路试验的必要性.变压器,1988.No.1,PP.17-22.
    [30]周清泉.110kV变压器绕组的机械强度.变压器,1988.No.2,PP.1-4.
    [31]陈奎.大型变压器短路试验方法及四台变压器短路试验情况简介.变压器,1988.No.1,PP12-16.
    [32]贺以燕.从设计、工艺结构与试验等方面探讨提高变压器抗短路能力的问题.变压器,1997.No.10,PP.1-5.
    [33]李文海.变压器短路强度研究成果简介.变压器,1997.No.10,PP.18-23.
    [34]李自良.变压器等效电路的类型和阻抗参数的分析与变换.变压器,1997.No.3,PP.25-29,1997。
    [35]王梦云、凌愍.大型电力变压器短路事故统计与分析.变压器,1997.No.10,PP.12-16.1997。
    [36]高言道.提高变压器承受短路能力的措施.变压器,1997.No.10,PP.38-40.
    
    
    [37]刘玉仙.变压器绕组各种短路故障分析研究.变压器,1989.No.11,PP.16-20.
    [38]赵太明.三相不等容铁道牵引变压器的短路试验.变压器,1997.No.10,PP.44-45.
    [39]陈奎.变压器短路试验方法及发展.变压器,2000.No.1,PP.49-52.
    [40]李英、杨力军、辛朝辉.大型变压器绕组结构对漏磁场及短路电动力的影响.变压器,2000.No.3,PP.7-10.
    [41][美]变压器的短路特性.变压器,1981.No.1,PP.28-32.
    [42][苏]C.A.乌里揭诺夫.电力系统短路.中国工业出版社,1963.
    [43]IEC60076-5:2000 Power transformers Part 5 Ability to withstand short- circuit
    [44]IEEE/C57.12.90-1993 IEEE Guide for short circuit testing of distribution and power transformers
    [45]A.L.J. Janssen, L.H. te Paske. Short-circuit testing experience with Large power transformers. CIGRE SC 12 Session 2000, report 12-105.
    [46]G.Bertagnolli. Results of short-circuit performance of transformers. CIGRE SC12 Transformer Colloquium in Budapest,1999. Short circuit performance tests and failures, report 2.
    [47]G.Bertagnolli. Effects of short-circuit currents in power transformers. Key note speech at the 8th International Symposium on Short-circuits in Power Systems,Brusels, 1998.
    [48]J.Foldi, D. Berube, G.Bertagnolli, R.Maggi,P.Riffon. Recent achievements in performing short-circuit withstand tests on large power transformers in Canada. CIGRE SC12 Session 2000,report 12-201.
    [49]G.Cannavale, G.Caprio, U.Di Marco, G.Bertagnolli. Short-circuit withstand test of power transformers: Evoluation, Results and Perspectives after 25 Years of Practical Experiences. 7th International Symposium on Short-circuit Currents in Power Systems, Warsaw,1996.
    [50]W.J. Mcnutt, W.M. Johnson, R.A.Nelson, R.E. Ayers. Power transformer short-circuit strength requirements, design and demonstration, IEEE Winter Power Meeting, 1970, PP.70-127.
    [51]GIORGIO BERTAGNOLLI, Short-circuit duty of power transformers, 1998 (Italy)
    [52]L.Torseke. Short-circuit problems in large transformers_CIGRE, 1962, PP142.
    
    
    在学研究成果
    一、 在学期间取得的科研成果
    1、保护用电流互感器暂态特性的研究及暂态误差的测试方法的确定。本人在科
    研工作中排名第一。目前,已完成多台C-O循环或C-O-C-O循环电流互感器暂态误差
    的试验。2002年7月由国家变压器质量监督检验中心鉴定通过。
    2、OSFPS8-120000/220样机短路试验的研究。本人在科研工作中排名第二。本人
    解决了合闸瞬间发生的激磁涌流和过电压问题。该样机为目前国内最大的试品,成果处
    国内领先,2000年7月由国家变压器质量监督检验中心鉴定通过。
    3、电流互感器,电压互感器的短路试验的研究。本人在科研工作中排名第一。提
    出电流互感器和电压互感器的短路试验方法及电流互感器的短时电流试验线路的布
    置。2002年3月由国家变压器质量监督检验中心鉴定通过。
    4、虎石台强电流检验室的扩建改造,变压器例行试验和型式试验仪器设备的选型
    配置。本人在科研工作中排名第二。2001年9月由国家变压器质量监督检验中心鉴定
    通过。
    5、干式变压器的燃烧试验、冷凝试验、环境试验试验室的建立及试验方法的研
    究。本人在科研工作中排名第一。已完成一台干式变压器的燃烧试验。2002年9月由
    国家变压器质量监督检验中心鉴定通过。
    6、三相短路试验系统的继电保护问题。本人在科研工作中排名第一。重新设置该
    系统的各级保护,使它们动作安全可靠。1999年3月由国家变压器质量监督检验中心
    鉴定通过。
    二、 在学期间所获的奖励
    1.全国变压器顺德学术学会论文一等奖。全国变压器行业协会,1998。
    2.沈阳变压器厂科协论文二等奖。沈阳变压器厂,2000。
    三、在学期间所写的科技论文
    [1]田文革.变压器短路试验不合格率的分析和对策.《变压器》,2003,No.3.PP10-12.
    
    
    [2]田文革、高祖绵.GB16847-1997《保护用电流互感器暂态特性技术要求》.中国标准出版社出版,1997.
    [3]贺以燕、田文革.世界各国配电、中等、大容量变压器强电流试验室(站)的试验能力.《变压器》,2000,No.4,PP.3-7.
    [4]田文革.电流互感器的强电流试验.《变压器》待发,2003.
    [5]田文革.三绕组变压器短路试验方法的研究.沈阳变压器厂科协论文集,2000.
    [6]张宜狄、田文革.GB2900.15-1997《电工术语 变压器、互感器、调压器和电抗器》.中国标准出版社出版,1997.
    [7]黄佩娜、田文革.GB17201-1997《组合式互感器》,中国标准出版社出版,1997.
    [8]张宜狄、田文革.《关于用图解法求线圈平均温升时,须先校正实测线圈电阻曲线的理论分析》.《变压器》,1998.PP.8-9.
    [9]田文革.220kV电力变压器短路试验研究.《变压器》,待发,2003年3月.

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700