穩(wěn)定繞組引起變壓器輸出電壓中性點(diǎn)位移的分析賈俊！泰州供電公司，江蘇泰州225300）和分析，得出該類變壓器穩(wěn)定繞組引起低壓繞組中性點(diǎn)電壓位移的形成機(jī)理，并給出了相應(yīng)的處理方法。

　　隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，變壓器的容量越來(lái)越大，其結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜，以前220kV變壓器多為Y/Y/A接法，低壓側(cè)采用三角形接法，既可以傳輸電能，也可以消除3次諧波。但現(xiàn)在許多220kV變壓器采用高、中、低壓側(cè)全星型再加穩(wěn)定繞組的接法，其目的是為了使220kV變壓器35kV側(cè)輸出的電壓相位與110kV變壓器35kV側(cè)輸出電壓相位相同，從而便于電網(wǎng)調(diào)度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而穩(wěn)定繞組則專門用于消除3次諧波。然而穩(wěn)定繞組作為一特殊的繞組，其額定電壓的選擇、絕緣的配合以及繞組的運(yùn)行方式都給變壓器的運(yùn)行帶來(lái)了一些影響。

　　2變壓器輸出電壓不平衡的實(shí)測(cè)某廠家2001年10月生產(chǎn)的一臺(tái)變壓器，其型在Cs相開(kāi)口分兩點(diǎn)引出，運(yùn)行時(shí)開(kāi)口短路接地。投運(yùn)后發(fā)現(xiàn)，變壓器35kV側(cè)輸出對(duì)地電壓很平衡的，其相應(yīng)的數(shù)據(jù)為-35kV母線不帶出線時(shí)三相對(duì)地電壓分別是：A相27.5kV，B相22.5kV，C相14.7kV；母線帶約12km線路時(shí)三相對(duì)地電壓分別是-A相21.7kV，B相20.9kV，C相19.3kV.為了找出原因，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)變壓器進(jìn)行了實(shí)測(cè)。拆除變壓器35kV側(cè)頭引線，從220kV側(cè)給變壓器供電，110，35kV側(cè)空載，用阻容分壓器分別測(cè)量35kV側(cè)三相及中性點(diǎn)的對(duì)地電壓，分別為-A相30.26kV，B相23.38kV，C相12.99kV，中性點(diǎn)12.25kV.由此可以看出，在變壓器35kV側(cè)不帶出線或出線較短時(shí)，其中性點(diǎn)的位移電壓大大超過(guò)了規(guī)程規(guī)定的“中性點(diǎn)的長(zhǎng)時(shí)間電壓位移不應(yīng)超過(guò)系統(tǒng)標(biāo)稱相電壓的15 %”的規(guī)定，給系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)了隱患。

　　3變壓器中性點(diǎn)電壓位移的分析該類自耦變壓器的高、中壓繞組的中性點(diǎn)在運(yùn)行時(shí)是直接接地的，而低壓繞組的中性點(diǎn)不接地。在低壓繞組未接負(fù)載時(shí)，其中性點(diǎn)電壓主要是由其它繞組電壓通過(guò)繞組間電容耦合感應(yīng)而產(chǎn)生的，在這種情況下可以將變壓器繞組等效成電容極（變壓器繞組分布及繞組之間的等效電容分布見(jiàn)，電容值由變壓器廠家提供）。由于高、中壓繞組中性點(diǎn)接地，在系統(tǒng)電壓對(duì)稱的情況下，通過(guò)繞組間電容耦合在低壓繞組感應(yīng)的電壓也是對(duì)稱的，不會(huì)引起低壓繞組中性點(diǎn)電壓位移，所以在分析中就不再考慮高、中壓繞組的影響；同樣穩(wěn)定繞組在不接地的情況下，高、中壓繞組對(duì)它的影響也是對(duì)稱的，即其虛擬的中性點(diǎn)電壓為零，所以這種情況下穩(wěn)定繞組也不會(huì)在低壓繞組上感應(yīng)出不對(duì)稱電壓，其向量圖見(jiàn)。但是當(dāng)穩(wěn)定繞組一相接地時(shí)，其虛擬的中性點(diǎn)就會(huì)發(fā)生位移，位移的電壓就會(huì)通過(guò)繞組間的電容耦合在低壓繞組上感應(yīng)出位移電壓，從而導(dǎo)致低壓繞組的中性點(diǎn)電壓位移，使得相對(duì)地電壓不平衡，其簡(jiǎn)化等（c2）上，增加了穩(wěn)定繞組的對(duì)地等效電容，從而降低了低壓繞組耦合電壓）1，等效電路見(jiàn)。

　　4處理辦法效電路見(jiàn)，發(fā)生位移后各繞組的向量圖見(jiàn)。

　　具體理論計(jì)算如下。

　　根據(jù)的向量圖，穩(wěn)定繞組虛擬中性點(diǎn)電壓根據(jù)的等效電路，低壓繞組中性點(diǎn)電壓為：低壓繞組各相對(duì)地電壓（低壓繞組的線電壓取表1分析比較中性點(diǎn)Ui理論計(jì)算值頭實(shí)測(cè)值空母線實(shí)測(cè)值帶12km線路實(shí)測(cè)值從表1的數(shù)據(jù)可以看出：理論計(jì)算值和頭實(shí)測(cè)值基本接近，其間差距的主要原因是：①理論計(jì)算所用的電容值只是通過(guò)計(jì)算得到的繞組間的電容值，未考慮引線、套管之間的電容和雜散電容的影響。②頭實(shí)測(cè)值是使用阻容分壓器測(cè)得的，測(cè)量系統(tǒng)對(duì)電壓分布也有一定的影響。變壓器帶母線和帶出線后，其中性點(diǎn)的位移電壓有所降低，這是由于母線和出線的對(duì)地電容（3）并在低壓繞組和中壓繞組之間的電容通過(guò)分析可以看出，解決該類Y/Y/Y -"變壓器低壓繞組中性點(diǎn)電壓位移的問(wèn)題有以下幾種方法在滿足其它條件的情況下，適當(dāng)降低穩(wěn)定繞組的額定電壓。在穩(wěn)定繞組一點(diǎn)接地運(yùn)行時(shí)，由于穩(wěn)定繞組的額定電壓降低，其虛擬中性點(diǎn)電壓也隨之降低，通過(guò)電容耦合到低壓繞組上的電壓自然也就會(huì)降低。如一臺(tái)與上述變壓器結(jié)構(gòu)相同的變壓器，但穩(wěn)定繞組的額定電壓只有11kV，在低壓繞組頭上實(shí)測(cè)的電壓分別為：A相26.18kV，B相17.85kV，C相22.47kV，中性點(diǎn)5.07kV，比穩(wěn)定繞組額定電壓為35kV的變壓器降低了58%.這種情況下，變壓器低壓側(cè)帶上空母線后，其中性點(diǎn)的位移電壓就會(huì)降低到規(guī)程要求的系統(tǒng)標(biāo)稱相電壓的15 %以下。

　　針對(duì)低壓繞組的電壓是通過(guò)電容分壓得到的，從而可以通過(guò)改變電容來(lái)降低電壓。可以在變壓器低壓繞組的中性點(diǎn)上掛電容，也可以在三相上分別掛相同的電容。如上述變壓器在中性點(diǎn)上接300 000pF的電容（或每相接100 000pF），其中性點(diǎn)位移電壓就會(huì)降到2.9kV，從而滿足規(guī)程要求。

　　限制系統(tǒng)的運(yùn)行方式。保證變壓器低壓繞組帶足夠長(zhǎng)的出線（約12km），利用線路的對(duì)地電容來(lái)增加低壓繞組的等效對(duì)地電容，從而控制中性點(diǎn)位移電壓在規(guī)程的允許范圍之內(nèi)。

　　綜合3種處理方法認(rèn)為，首選第1種方法，因?yàn)樗容^徹底，一勞永逸，尤其是對(duì)新制造的變壓器，對(duì)于已經(jīng)運(yùn)行的變壓器雖然一次性投資較大（一臺(tái)220kV的變壓器改造、運(yùn)輸及安裝約需50萬(wàn)元），但會(huì)給以后的生產(chǎn)運(yùn)行帶來(lái)方便。其次選第3種，因?yàn)樗容^簡(jiǎn)單，但長(zhǎng)期也會(huì)對(duì)運(yùn)行和調(diào)度帶來(lái)麻煩。而第2種比較差，主要是因?yàn)樾枰淮涡酝顿Y且安裝比較麻煩，同時(shí)也給以后運(yùn)行帶來(lái)很大工作量。

　　5結(jié)語(yǔ)對(duì)于Y/Y/Y-A變壓器，由于穩(wěn)定繞組一點(diǎn)接地的特殊運(yùn)行方式，會(huì)給變壓器的其它繞組運(yùn)行帶來(lái)影響，尤其是對(duì)中性點(diǎn)不接地的低壓繞組，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使低壓繞組的中性點(diǎn)位移電壓超（下轉(zhuǎn)第294頁(yè)"減小相位量化誤差，系統(tǒng)采樣了更高頻率的計(jì)數(shù)脈沖，使用24MHz的W77E58芯片，比較小定時(shí)周期達(dá)到0.016！s.中斷響應(yīng)誤差難以消除，因此系統(tǒng)采用查詢方法，即在測(cè)量時(shí)關(guān)閉中斷，對(duì)于信號(hào)的上升沿和下降沿不斷進(jìn)行查詢，從而避開(kāi)了中斷響應(yīng)帶來(lái)的誤差，這樣數(shù)字化誤差可以小于0.005%，達(dá)到測(cè)量規(guī)程要求。

　　3.2零點(diǎn)漂移誤差當(dāng)比較器失調(diào)和溫漂時(shí)，不管是上升沿還是下降沿的過(guò)零鑒相方法都將帶來(lái)誤差，該測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用了文C1D提出了雙向過(guò)零平均鑒相技術(shù)，對(duì)正向過(guò)零鑒相和負(fù)向過(guò)零鑒相的結(jié)果取平均值，即取！=（！R+ /2，使測(cè)試值更接近真實(shí)值，以減小零漂帶來(lái)的誤差。

　　3.3模擬和數(shù)字濾波由于電網(wǎng)中諧波分量的存在，以及高壓試驗(yàn)變壓器也會(huì)產(chǎn)生干擾諧波，加上試品電容對(duì)高頻分量呈低阻抗，反而對(duì)于諧波有一定的放大作用，因此采樣得到的信號(hào)波形往往產(chǎn)生畸變，影響到采樣信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)。以3次諧波為例，設(shè)3次諧波分量為基波的1%，當(dāng)其正半波位于基波負(fù)半波處時(shí)，可以求得其影響為Atan"=0.3%，測(cè)量誤差太大。

　　為了消除諧波干擾，在測(cè)量?jī)x器的設(shè)計(jì)中采用了模擬濾波結(jié)合數(shù)字濾波的方法達(dá)到抗干擾的目的。模擬濾波電路采用巴特沃斯二階有源低通濾波器，四級(jí)級(jí)聯(lián)，結(jié)構(gòu)見(jiàn)。

　　信號(hào)經(jīng)采樣后，在軟件中編制了數(shù)字濾波程序，采用去極值平均值濾波方法，進(jìn)一步對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行抗干擾的處理。

　　3.4測(cè)量系統(tǒng)自校準(zhǔn)介損角的測(cè)量來(lái)源于兩個(gè)同頻率信號(hào)的相位差，傳統(tǒng)的做法是讓兩個(gè)信號(hào)分別從兩個(gè)電路通道通過(guò)，然后通過(guò)鑒相器鑒相。在這個(gè)過(guò)程中，即使采用相同的元器件，兩個(gè)通道也不可能做得完全一樣，它們引起的附加相移是不同的，而且由于電路中各種參數(shù)和噪聲在不斷變化，這時(shí)所引起的相移漲落也是一個(gè)不容忽視的誤差來(lái)源。為了解決這個(gè)問(wèn)題，該系統(tǒng)采用測(cè)量通道分時(shí)通過(guò)的辦法。

　　兩個(gè)通道中，一路固定讓信號(hào)通過(guò)，稱為標(biāo)準(zhǔn)通道，另一稱為測(cè)量通道。測(cè)量通道的入口裝配一個(gè)高速的電子開(kāi)關(guān)，分時(shí)接入信號(hào)和測(cè)量信號(hào)。在信號(hào)接入時(shí)，采集器采集的是同一信號(hào)信號(hào)）在通過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)通道和測(cè)量通道后的相差，這個(gè)相差與信號(hào)無(wú)關(guān)，而只是兩個(gè)電路通道本身的相移，采集器采樣后，將這個(gè)相差記憶下來(lái)。當(dāng)測(cè)量信號(hào)接入時(shí)，采集器可以采集到一個(gè)相差，這個(gè)相差包含測(cè)量相差和兩個(gè)電路通道的相差。兩次采樣后，通過(guò)軟件處理，可以把電路引起的誤差消除，從而形成一個(gè)自校準(zhǔn)過(guò)程。

　　4溫度控制絕緣油溫度采樣采用電流型溫度傳感器AD590，其線性度好，適用范圍為-55150，滿足各類絕緣油溫度控制要求。將電流溫度信號(hào)通過(guò)電流/電壓轉(zhuǎn)換為05V電壓信號(hào)，再通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，輸入給單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)實(shí)測(cè)溫度與設(shè)定溫度進(jìn)行PID運(yùn)算計(jì)算出控制字，控制字通過(guò)固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)電加熱帶對(duì)電極杯進(jìn)行加熱，來(lái)達(dá)到控制溫度的目的。

　　5結(jié)語(yǔ)使用該儀器可對(duì)各類絕緣油的tan"值進(jìn)行快速、方便、準(zhǔn)確的測(cè)量，測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、穩(wěn)定、重復(fù)性好。