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  目前都在生產(chǎn)低損耗變壓器。有時(shí)，同一套圖紙?jiān)诓煌a(chǎn)廠制造低損耗變壓器時(shí)，損耗實(shí)測值相差很多。引起差別的因素很多，包括電源波形、儀表精度、接線等。本文主要介紹負(fù)載損耗與空載損耗時(shí)應(yīng)注意的一些問題，以便獲得更小的誤差。

A.負(fù)載損耗測量

    不論是雙繞組還是三繞組變壓器，只能測量一對(duì)繞組的負(fù)載損耗，應(yīng)在額定頻率下將近似正弦波的電壓施加在一個(gè)繞組上，此時(shí)，另一繞組短路，其它繞組(如果有的話)開路。但是，對(duì)三繞組變壓器而言，如果被測一對(duì)繞組位于最里面與最外面，中間繞組在測量負(fù)載損耗時(shí)開路，測出的負(fù)載損耗中將包括中間繞組的渦流損耗，這一損耗屬附加損耗，它與溫度成反比。

    影響負(fù)載損耗測量準(zhǔn)確度的因素很多，新IEC76－1標(biāo)準(zhǔn)已有特殊的要求：“所有用于試驗(yàn)的測量系統(tǒng)應(yīng)要根據(jù)ISO9001(1987)標(biāo)準(zhǔn)第4.11條表明其具有保證的可追溯性的準(zhǔn)確度�！睂�(duì)測量系統(tǒng)準(zhǔn)確度的規(guī)定，也將在新的IEC606中加以說明。所以，首先要保證測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度。一般，測量系統(tǒng)的測不準(zhǔn)誤差要達(dá)到3％以下。這對(duì)負(fù)載損耗測量而言，是較難達(dá)到的。

    要減少負(fù)載損耗測量誤差，應(yīng)注意：

a.電源容量與電壓波形：

    電源容量要能使被試變壓器中通過額定電流，照新IEC76－1規(guī)定，“也可以不小于50％額定電流�！边@里應(yīng)注意的是：一般是假設(shè)負(fù)載損耗與電流平方成正比，但是，當(dāng)采用非線性材料時(shí)，負(fù)載損耗不與電流平方成正比，此時(shí)應(yīng)使電源容量能輸出變壓器所需的額定電流。

    施加于變壓器的電壓應(yīng)是阻抗電壓，電壓波形要近似于正弦波。一般用市電作電源時(shí)較難達(dá)到這一要求，最好用正弦波電壓波形發(fā)電機(jī)作電源。

    對(duì)選用的調(diào)壓器應(yīng)不使電壓波形畸變；對(duì)選用的電流互感器應(yīng)使互感器額定電流接近變壓器的額定電流，且測量級(jí)準(zhǔn)確度應(yīng)達(dá)0.1級(jí)以上，最好選用零磁通電流互感器或“雙級(jí)式”電流互感器保持較小比值差與相位差；對(duì)選用的電壓互感器應(yīng)使互感器額定電壓接近變壓器的阻抗電壓，其測量級(jí)準(zhǔn)確度也應(yīng)達(dá)到0.1級(jí)以上，使電壓互感器保持較小的比值差與相位差。

    電源的頻率要準(zhǔn)，在試驗(yàn)過程中或試驗(yàn)大容量變壓器時(shí)額定頻率不能變化。市電的頻率也難滿足這一要求，要有儀表監(jiān)測頻率。

    所以，在試驗(yàn)報(bào)告上要證明：

    負(fù)載損耗確定與負(fù)載電流平方成正比；

    選用的電壓互感器電壓比、電流互感器的電流比接近于額定值；

    頻率表讀數(shù)始終為額定值。

b.試驗(yàn)讀數(shù)的速度，與變壓器溫度的測定

    因?yàn)樨?fù)載損耗值是溫度的函數(shù)，新IEC76－1的附錄E中對(duì)負(fù)載損耗的溫度校正有規(guī)定。

    如測量速度慢，負(fù)載損耗產(chǎn)生的溫度會(huì)使讀數(shù)不準(zhǔn)。

    變壓器冷態(tài)溫度的測量時(shí)應(yīng)使變壓器在不激磁，不帶負(fù)載下靜放一段時(shí)間后使繞組溫度接近室溫方可進(jìn)行。變壓器真空干燥、注油后繞組溫度仍高于室溫時(shí)測變壓器溫度與變壓器繞組冷態(tài)電阻，測量結(jié)果是不準(zhǔn)的。

    負(fù)載損耗中電阻損耗與溫度成正比，所有其它損耗與溫度成反比�？烧誌EC76－1附錄E所列公式將負(fù)載損耗測量值換算到參考溫度。換算后的負(fù)載損耗值才能列入試驗(yàn)報(bào)告。

    對(duì)油浸式變壓器而言，參考溫度為75° C,對(duì)干式變壓器而言，參考溫度為各絕緣材料溫度等級(jí)的繞組允許溫升加20° C，如A級(jí)為95° C等。

    這里還有一個(gè)問題：負(fù)載損耗的溫度校正前，應(yīng)將電阻損耗與附加損耗先從測出的負(fù)載損耗中分離，然后才能作溫度校正與參考溫度的換算。分離時(shí)，電阻損耗應(yīng)是額定電流平方與實(shí)測電阻的乘積，要對(duì)低壓繞組的電阻測準(zhǔn)，測量速度也應(yīng)快。電阻測量的誤差直接影向額定負(fù)載損耗的誤差。

c.儀表接線

   對(duì)測量三相變壓器負(fù)載損耗而言，有雙瓦特表法與三瓦特表兩種。

    用雙瓦特表法時(shí)，雙瓦特表讀數(shù)一般是一塊表正讀數(shù)，另一塊表負(fù)讀數(shù)，對(duì)低損耗變壓器而言，測量誤差就很大。讀數(shù)時(shí)有隨機(jī)誤差，低損耗變壓器負(fù)載損耗的功率因數(shù)很小，低功率因數(shù)瓦特表的功率因數(shù)會(huì)大于負(fù)載損耗的功率因數(shù)，因此，瓦特表指示的偏轉(zhuǎn)讀數(shù)很小，讀數(shù)隨機(jī)誤差很大。因此測量低損耗變壓器負(fù)載損耗時(shí)應(yīng)采用三瓦特表法接線，三瓦特表讀數(shù)為相加，瓦特表應(yīng)用功率轉(zhuǎn)換表(其功率因數(shù)為零)，這樣，讀數(shù)隨機(jī)誤差可小。

    試驗(yàn)報(bào)告上要說明選用的瓦特表接法、表的種類。

d.測量誤差與變壓器容量的關(guān)系

    變壓器容量越大，負(fù)載損耗的功率因數(shù)越小，也就是說，測量等值回路功率因數(shù)越小。

式中：j _k為負(fù)載損耗功率因數(shù)角，

IZ％為變壓器阻抗電壓百分?jǐn)?shù)，

P_k為負(fù)載損耗，W，

S為變壓器額定容量，kVA。

以GB6451.1～.5--86標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的技術(shù)參數(shù)為例：

10kV100kVA三相變壓器的cosj _k=0.50

10kV1000kVA三相變壓器的cosj _k=0.258

35kV10000kVA三相變壓器的cosj _k=0.071

110kV63000kVA三相變壓器的cosj _k=0.039

220kV120000kVA三相變壓器的cosj _k=0.027

如果，變壓器負(fù)載損耗進(jìn)一步降低，即目前采用的低損耗變壓器系列，按上面

公式可知，cosj _k值還將降低。

被測出的損耗，按定義為：

P＝U×I×cosj

此公式中功率因數(shù)角用j 表示，因此式可用于空載損耗與負(fù)載損耗，是一通用公式，如代入j _k，P為負(fù)載損耗，代入空載損耗功率因數(shù)角j ₀，P為空載損耗。

組合相對(duì)誤差可由上式對(duì)兩邊取自然對(duì)數(shù)，再求微分得出：

j 為與間相位角，因j ≈90°(感性)故cosj 很小，相位差? j 前系數(shù)可簡化為：

表示測量誤差的相量圖與為功率因數(shù)函數(shù)的相對(duì)誤差見下圖：

  ? j 前系數(shù)遠(yuǎn)大于1，這表示：預(yù)估相位角(弧度為單位)的某些相對(duì)誤差可引起預(yù)估損耗有較大的相對(duì)誤差，而電壓與電流幅值的相對(duì)誤差則沒有擴(kuò)大率。

所以，測量電力變壓器負(fù)載損耗的中心問題是如何降低電壓與電流測出值的相位差。尤其大容量變壓器，cosj 越小，引起損耗測量值的誤差越大。

e.傳統(tǒng)損耗測量系統(tǒng)相位差對(duì)負(fù)載損耗誤差的影響。

   傳統(tǒng)損耗測量系統(tǒng)中包括電磁式電流與電壓互感器，以及電動(dòng)式瓦特表。

    如d _u與d _i分別表示電壓與電流互感器的相位差，并以弧度為單位，同時(shí)瓦特表的線圈有電感會(huì)使接入瓦特表的電壓互感器的電壓與瓦特表電壓線圈中電流有相位滯后，此相位差為w L／R(以弧度為單位)，L為瓦特表電壓線圈的電感，R為儀表中電阻與可能的外部電阻箱電阻串聯(lián)后的總值。以d w 表示瓦特表的相位差。

    如原來被試變壓器中電壓與電流間相位角為j ，實(shí)際相位角將為：

      j ’=j +d _u-d _i-d _ω=j +d j

    如總的相位角誤差d j 為正值，于是預(yù)估功率因數(shù)cosj ’會(huì)小于正確值cosj 。

  測出損耗P＇修正值將為正值：

d j 為負(fù)值，P＇修正值為負(fù)值。

一般，相位差以電氣角度的量表示：

1分=   弧度

  例：220kV120000kVA三相變壓器的cosj _k=0.027，這些，總的相位差為3分時(shí)就會(huì)引起3.3%的測量損耗的相對(duì)誤差：

  相位差是電壓互感器與電流互感器引起的總誤差，一般而言，d i為正值，d u為負(fù)值，(d u-d i)將使實(shí)測負(fù)載損耗增大(P’修正值為負(fù)值)。

  如為三瓦特表法，每相實(shí)測損耗P₁’，P₂’，P₃’應(yīng)分別校正后再相加得出總負(fù)載損耗。

  0.1級(jí)互感器的相位差允許值約±5’(電流互感器電流比選得不對(duì)時(shí)會(huì)遠(yuǎn)大于5’)，對(duì)大容量變壓器而言也會(huì)引起不少的測量損耗的誤差�？砂磳�(shí)際相位差對(duì)實(shí)測值進(jìn)行校正。

f.較先進(jìn)的負(fù)載損耗測量系統(tǒng)

    較為先進(jìn)的負(fù)載損耗測量系統(tǒng)包括：“兩級(jí)式”或“零磁通”電流轉(zhuǎn)換器，通常的電容型電壓分壓器線路，電子阻塞放大器及可調(diào)誤差補(bǔ)償線路，數(shù)字式電子功率轉(zhuǎn)換器。

    系統(tǒng)的單獨(dú)元件應(yīng)是可調(diào)的，照標(biāo)準(zhǔn)校到較好準(zhǔn)確度，使系統(tǒng)誤差可以忽略，由于輸出放大器作為誤差源的儀表負(fù)荷可以取消。

    全套系統(tǒng)的合成相位差可達(dá)100～200微弧度(0.3’～0.6’)，這樣，cosj _k≤0.02時(shí)的總的測量損耗誤差≤±3%)。

    因?yàn)樵谙冗M(jìn)的測量系統(tǒng)中為低信號(hào)功率水平，因此在安裝時(shí)精確地對(duì)測量系統(tǒng)校驗(yàn)防電磁場干擾能力是極為重要的。

g.短路用聯(lián)結(jié)線

    短路用聯(lián)結(jié)線的電流密度要低，聯(lián)結(jié)要牢靠，尤其在低壓側(cè)短路的聯(lián)結(jié)線。如電流密度較高，聯(lián)結(jié)又不牢，有較大接觸電阻，會(huì)有附加損耗產(chǎn)生，也是測量損耗的誤差。

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