变压器容量及其阻抗电压关系
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输出变压器的圈数比和阻抗的关系变压器是一种常见的电气设备,用于将交流电能从一个电路传输到另一个电路,通常实现电压的升降。
圈数比是衡量变压器性能的重要参数之一,它描述了输入线圈和输出线圈之间的输电比例。
变压器的圈数比与阻抗之间存在着密切的关系,下面我们将详细探讨这种关系。
首先,让我们从变压器的基本原理出发。
变压器由一个铁芯和两个线圈组成,分别称为一次线圈和二次线圈。
一次线圈通常是供电侧线圈,而二次线圈是输出侧线圈。
当交流电通过一次线圈时,它在铁芯中产生一个磁场。
这个磁场会穿过二次线圈,导致在二次线圈中诱发电势。
根据法拉第电磁感应定律,诱导电势的大小与磁场的变化速率成正比。
因此,输入线圈和输出线圈之间的圈数比决定了变压器中诱导电势的大小。
接下来,我们来研究圈数比和阻抗之间的关系。
阻抗是描述电路阻力的参数,它代表了对电流流动的阻碍程度。
变压器的阻抗主要由铁芯和线圈的电阻以及电感组成。
线圈的电阻主要取决于线圈的长度、导体的材料以及导体的截面积等因素。
而线圈的电感是由线圈的圈数、铁芯的材料以及线圈的几何形状等因素决定的。
根据欧姆定律和亦阻定律,阻抗可以表示为电阻和电感两部分的综合。
圈数比与阻抗之间的关系主要体现在变压器的电感方面。
由于变压器中线圈的电感与圈数的平方成正比,所以圈数比的平方也会影响变压器的电感。
换句话说,如果我们增加输入线圈的圈数,输出线圈的电感也会相应增加。
这就导致了输出线圈的阻抗增加,从而影响了变压器的整体阻抗。
因此,可以得出结论:圈数比越大,变压器的阻抗越大。
在实际应用中,圈数比和阻抗的关系对于变压器的设计和选择非常重要。
当我们需要将电能从一个电路传输到另一个电路时,圈数比的选取会直接影响输出电压的大小。
同时,阻抗的大小也会对电路的稳定性和效率产生重要的影响。
因此,通过合理选择圈数比,我们可以调节变压器的输出电压和阻抗,以满足不同电路的需求。
综上所述,变压器的圈数比与阻抗之间存在着密切的关系。
变压器的阻抗可分为励磁阻抗、一次侧阻抗、二次侧阻抗。
励磁阻抗可通过变压器的空载试验测得,Z0=U0/I0一、二次侧阻抗可通过变压器的稳态短路试验测得,测得的稳态短路阻抗Zk=Uk/Ik,一般可以认为,一、二次侧阻抗Z1=Z2=Zk/2一、变压器正序阻抗1)按额定电压计算Uk高%=高压侧短路电压百分数=1/2(高中+高低-中低)Uk中%=中压侧短路电压百分数=1/2(高中+中低-高低)Uk低%=低压侧短路电压百分数=1/2(中低+高低-高中)高压侧基准阻抗=高压侧基准电压*高压侧基准电压/基准容量高压侧阻抗有名值= Uk高%*高压侧额定电压*高压侧额定电压/高压侧额定容量高压侧阻抗标幺值=高压侧阻抗有名字/高压侧基准阻抗中压侧基准阻抗=中压侧基准电压*中压侧基准电压/基准容量中压侧阻抗有名值= Uk中%*中压测额定电压*中压测额定电压/额定容量中压侧阻抗标幺值=中压侧阻抗有名字/中压侧基准阻抗低压侧基准阻抗=低压侧基准电压*低压侧基准电压/基准容量低压侧阻抗有名值= Uk低%*低压侧额定电压*低压侧额定电压/额定容量低压侧阻抗标幺值=低压侧阻抗有名字/低压侧基准阻抗2)按基准电压计算Uk高%=高压侧短路电压百分数=1/2(高中+高低-中低)Uk中%=中压侧短路电压百分数=1/2(高中+中低-高低)Uk低%=低压侧短路电压百分数=1/2(中低+高低-高中)高压侧基准阻抗=高压侧基准电压*高压侧基准电压/基准容量高压侧阻抗有名值= Uk高%*高压侧基准电压*高压侧基准电压/额定容量高压侧阻抗标幺值=高压侧阻抗有名字/高压侧基准阻抗中压侧基准阻抗=中压侧基准电压*中压侧基准电压/基准容量中压侧阻抗有名值= Uk中%*中压侧基准电压*中压侧基准电压/额定容量中压侧阻抗标幺值=中压侧阻抗有名字/中压侧基准阻抗低压侧基准阻抗=低压侧基准电压*低压侧基准电压/基准容量低压侧阻抗有名值= Uk低%*低压侧基准电压*低压侧基准电压/额定容量低压侧阻抗标幺值=低压侧阻抗有名字/低压侧基准阻抗二、变压器零序阻抗(YYD)1)按额定电压计算试验参数A=高压加压、中压开路B=高压加压、中压短路C=中压加压、中压开路D=中压加压、低压短路将实验参数换算为标幺值A’=A*基准容量/高压侧额定电压*高压侧额定电压B’=B*基准容量/高压侧额定电压*高压侧额定电压C’=C*基准容量/中压侧额定电压*中压侧额定电压D’=D*基准容量/中压侧额定电压*中压侧额定电压各侧阻抗标幺值低压侧1:Xuo = (Sqr( B×(A-C))低压侧2:Xuo = (Sqr( A×(B-D))低压侧:(低压侧1+低压侧2)/2高压侧Xgo = A- Xuo中压侧Xzo = B- Xuo2)按基准电压计算试验参数A=高压加压、中压开路B=高压加压、中压短路C=中压加压、中压开路D=中压加压、低压短路将实验参数换算为标幺值A’=A*基准容量/高压侧基准电压*高压侧基准电压 B’=B*基准容量/高压侧基准电压*高压侧基准电压 C’=C*基准容量/中压侧基准电压*中压侧基准电压 D’=D*基准容量/中压侧基准电压*中压侧基准电压 各侧阻抗标幺值低压侧1:Xuo = (Sqr( B×(A-C))低压侧2:Xuo = (Sqr( A×(B-D))低压侧:(低压侧1+低压侧2)/2高压侧Xgo = A- Xuo中压侧Xzo = B- Xuo。
三相变压器的额定阻抗1.引言1.1 概述概述三相变压器作为电力系统中常见的重要设备之一,其额定阻抗是评价其性能和稳定性的重要因素之一。
在电力系统中,变压器广泛应用于输电和配电系统中,用于实现电压的升降和电能的传输。
而额定阻抗则是指变压器在额定负载下所具有的内部电路阻抗。
本文将从三相变压器的基本原理出发,介绍了三相变压器的额定阻抗的计算方法,以及其在电力系统中的重要性和应用。
通过对三相变压器的额定阻抗的研究,可以更加全面地了解和评估变压器的性能,为电力系统的稳定运行提供重要的参考。
在正文部分,我们将首先对三相变压器的基本原理进行介绍。
三相变压器是由三个相同的单相变压器组合而成,其基本原理是利用电磁感应的原理,通过互感作用将电压和电流从一个电路传递到另一个电路中。
我们将详细讨论其工作原理和电路结构,为后续的额定阻抗计算提供基础。
然后,我们将介绍三相变压器额定阻抗的计算方法。
额定阻抗是指变压器在额定负载下所具有的内部电路阻抗,其大小和变压器的设计参数密切相关。
我们将介绍基于短路试验和开路试验的计算方法,以及通过这些测试数据确定变压器的额定阻抗值。
同时,我们也将探讨一些影响额定阻抗的因素,如变压器的设计和制造工艺等。
最后,在结论部分,我们将对全文进行总结,并对三相变压器额定阻抗的重要性和应用进行讨论。
变压器的额定阻抗对于电力系统的稳定运行具有重要影响,它影响着电压和电流的分配以及系统的短路能力。
因此,合理地评估和选取变压器的额定阻抗对于确保电力系统的安全稳定运行至关重要。
通过本文的介绍和阐述,读者可以更好地了解三相变压器额定阻抗的概念和计算方法,以及其在电力系统中的重要性和应用。
对于电力系统的工程技术人员和研究人员来说,深入理解和掌握变压器的额定阻抗是非常有益的,它有助于提升电力系统的稳定性和可靠性,确保电力供应的质量和安全。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
变压器的损失电量分为铁损和铜损,铁损又叫空载损耗,就是其固定损耗,实是铁芯所产生的损耗(也称铁芯损耗,而铜损也叫负荷损耗)。
一变压器损耗计算公式(1)有功损耗:ΔP=Po+KT β2 Pk(2)无功损耗:ΔQ=Qo+KT β2 Qk(3)综合功率损耗:ΔPz=ΔP+KQΔQQo≈Io%Sn,Qk≈Uk%Sn式中:Qo——空载无功损耗(kvar)Po——空载损耗(kW)Pk——额定负载损耗(kW)Sn——变压器额定容量(kVA)Uk%——短路电压百分比β——负载系数,为负载电流与额定电流之比。
KT——负载波动损耗系数Qk——额定负载漏磁功率(kvar)KQ——无功经济当量(kW/kvar)上式计算时各参数的选择条件:(1)取KT=1.05;(2)对城市电网和工业企业电网的6kV~10kV降压变压器取系统最小负荷时,其无功当量KQ=0.1kW/kvar;(3)变压器平均负载系数,对于农用变压器可取β=20%;对于工业企业,实行三班制,可取β=75%;(4)变压器运行小时数T=8760h,最大负载损耗小时数:t=5500h;(5)变压器空载损耗Po、额定负载损耗Pk、Io%、Uk%,见产品出厂资料所示。
二变压器损耗的特征Po——空载损耗,主要是铁损,包括磁滞损耗和涡流损耗;磁滞损耗与频率成正比;与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。
涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。
Pc——负载损耗,主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗,一般称铜损。
其大小随负载电流而变化,与负载电流的平方成正比;(并用标准线圈温度换算值来表示)。
负载损耗还受变压器温度的影响,同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗,并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。
变压器的全损耗ΔP=Po+Pc变压器的损耗比=Pc /Po变压器的效率=Pz/(Pz+ΔP),以百分比表示;其中Pz为变压器二次侧输出功率。
三变损电量的计算变压器的损失电量有铁损和铜损两部分组成。
变压器阻抗电压标准# 变压器阻抗电压标准## 一、前言嘿,朋友们!今天咱们来聊聊变压器阻抗电压标准这个事儿。
你知道吗,变压器在咱们的电力系统里那可是超级重要的角色,就像一个电力的“搬运工”,把电能从一个地方搬到另一个地方。
而这个阻抗电压标准呢,就像是这个“搬运工”的一个能力指标。
为啥要有这么个标准呢?这是为了确保变压器在各种不同的工作环境和应用场景下,都能稳定、安全、高效地工作。
要是没有这个标准,那变压器的性能就没个准儿了,就像开车没有交通规则一样,那可就乱套啦!## 二、适用范围(一)电力系统中的应用在电力系统里,从发电厂到变电站,再到咱们老百姓家里的配电箱,到处都有变压器的身影。
不管是大型的电力变压器,还是小区里那种小型的配电变压器,这个阻抗电压标准都适用。
比如说,城市里那些高耸的变电站,里面的变压器要把高压电变成低压电供周围的区域使用,就得按照这个标准来,这样才能保证电能传输过程中的稳定性和安全性。
要是不按照这个标准,可能就会出现电压波动太大,电器设备容易损坏之类的问题。
(二)工业领域的变压器在工厂里也一样,很多大型设备需要特定电压的电源,变压器就得把电网的电转换成设备能使用的电压。
像炼钢厂的大型电炉,它需要的电压和普通的电器设备不一样,这时候变压器就要发挥作用了。
而且这个变压器也得遵循阻抗电压标准,不然可能会影响电炉的正常工作,甚至可能会引发安全事故呢。
说白了,只要是用到变压器的地方,基本上都要受到这个标准的约束。
## 三、术语定义(一)变压器咱先来说说变压器是啥。
简单来讲,变压器就是一种能改变电压大小的电器设备。
它有两个或者多个线圈绕在一个铁芯上,通过电磁感应的原理,把输入的电压变成另外一个电压输出。
你可以想象成是一个魔法盒子,电从一边进去,经过这个盒子的“魔法”,就变成了不一样的电压从另一边出来。
(二)阻抗电压这个阻抗电压啊,也叫短路电压。
就是当变压器的一个绕组短路,在另一个绕组上施加额定频率的电压,当流经这个短路绕组的电流达到额定值的时候,所施加的这个电压就叫做阻抗电压。
变压器短路阻抗大小对变压器运行影响戴永林变压器短路阻抗也称阻抗电压,在变压器行业是这样定义的:当变压器二次绕组短路(稳态),一次绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uz。
通常Uz以额定电压的百分数表示,即uz=(Uz/U1n)*100%当变压器满载运行时,短路阻抗的高低对二次侧输出电压的高低有一定的影响,短路阻抗小,电压降小,短路阻抗大,电压降大。
当变压器负载出现短路时,短路阻抗小,短路电流大,变压器承受的电动力大。
短路阻抗大,短路电流小,变压器承受的电动力小。
(一)电压比(变比)不相同的变压器并列运行:由于三相变压器和单相变压器的原理是相同的,为了便于分析,以两台单相变压器并列运行为例来分析。
由于两台变压器原边电压相等,电压比不相等,副边绕组中的感应电势也就不相等,便出现了电势差△E。
在△E的作用下,副边绕组内便出现了循环电流IC。
当两台变压器的额定容量相等时,即SNI=SNII。
循环电流为:IC=△E/(ZdI+ZdII)式中ZdI--表示第一台变压器的内部阻抗ZdII--表示第二台变压器的内部阻抗如果Zd用阻抗电压UZK表示时,则Zd=UZK*UN/100IN式中UN表示额定电压(V),IN表示额定电流(A)当两台变压器额定容量不相等时,即SNI≠SNII,循环电流IC为:IC=á*II/[UZKI+(UZKII/â)]式中:UZKI--表示第一台变压器的阻抗电压UZKII--表示第二台变压器的阻抗电压INI<INIIá--用百分数表示的二次电压差II--变压器I的副边负荷电流根据以上分析可知:在有负荷的情况下,由于循环电流Ic的存在,使变比小的变压器绕组的电流增加,而使变比大的变压器绕组的电流减少。
这样就造成并列运行的变压器不能按容量成正比分担负荷。
如母线总的负荷电流为I时(I=INI+INII),若变压器I满负荷运行,则变压器II欠负荷运行;若变压器II满负荷运行,则变压器I过负荷运行。
变压器阻抗计算公式一、电阻阻抗的计算公式变压器的电阻阻抗主要是由变压器的铜线电阻和接触电阻组成。
变压器的铜线电阻主要取决于变压器线圈的导体材料、截面积和长度。
连接方式不同,铜线电阻的计算公式也略有不同。
1.单相变压器的电阻阻抗计算公式:Zr=(R1+R2)/Sn其中,Zr为变压器的电阻阻抗,R1为高压侧线圈的电阻,R2为低压侧线圈的电阻,Sn为变压器的额定容量。
2.三相变压器的电阻阻抗计算公式:Zr=(R1+R2)/3Sn其中,Zr为变压器的电阻阻抗,R1为高压侧线圈的电阻,R2为低压侧线圈的电阻,Sn为变压器的额定容量。
二、漏抗阻抗的计算公式变压器的漏抗阻抗主要由变压器的铁心磁滞和磁损耗所产生。
变压器的漏抗阻抗可以通过额定容量和短路实验数据来进行计算。
1.单相变压器的漏抗阻抗计算公式:Zm=Um^2/Sm其中,Zm为变压器的漏抗阻抗,Um为变压器的额定开路电压,Sm为变压器的额定容量。
2.三相变压器的漏抗阻抗计算公式:Zm=Um^2/3Sm其中,Zm为变压器的漏抗阻抗,Um为变压器的额定开路电压,Sm为变压器的额定容量。
三、变压器阻抗的计算公式1.单相变压器的阻抗计算公式:Z=√(Zr^2+Zm^2)其中,Z为变压器的阻抗,Zr为变压器的电阻阻抗,Zm为变压器的漏抗阻抗。
2.三相变压器的阻抗计算公式:Z=√(Zr^2+Zm^2)其中,Z为变压器的阻抗,Zr为变压器的电阻阻抗,Zm为变压器的漏抗阻抗。
需要注意的是,变压器的阻抗计算公式通常是在额定电压和额定容量下进行推导,实际使用中可能会存在一定的误差。
为了准确计算变压器的阻抗,需要了解变压器的具体参数,如线圈电阻、铁心磁滞和磁损耗等。
致使会使用模型和实验数据来进行精确计算。
整流变压器短路阻抗计算整流变压器短路阻抗是电力系统设计和运行过程中重要的参考参数之一,对于安全稳定的电力供应具有重要意义。
在本文中,我们将介绍整流变压器短路阻抗的计算方法,以及如何确定合适的短路阻抗值,以确保电力系统的稳定性和可靠性。
一、整流变压器短路阻抗的定义及计算方法整流变压器短路阻抗是指在整流变压器的两个相侧短路时,通过短路端子引出的短路电流与短路电压之比。
短路阻抗的单位为欧姆(Ω)或者倍数。
整流变压器短路阻抗的计算方法主要有以下几种:(1)理论计算法整流变压器短路阻抗的理论计算方法主要是按照电气公式和变压器的磁路特性进行计算,通常适用于设计和试验等环节。
这种计算方法需要根据整流变压器的电气参数、材料特性和运行条件等进行计算,得出整流变压器的短路阻抗值。
(2)试验计算法试验计算法是通过实际的试验数据来计算整流变压器的短路阻抗值。
试验计算法可分为母线电压降法和作短路电流法两种方法。
母线电压降法可分为单相法和三相法两种计算方法。
其中单相法适用于多结果的计算,而三相法适用于整流变压器不对称的计算。
(3)综合计算法综合计算法通常是将理论计算法和试验计算法结合使用,得出整流变压器的短路阻抗值。
综合计算法是一种更精确的计算方法,可排除理论计算和试验计算中的误差,提高整流变压器短路阻抗的计算精度。
二、整流变压器短路阻抗的影响因素整流变压器短路阻抗的大小不仅取决于整流变压器自身的电气参数和特性,还受到其他因素的影响。
以下是整流变压器短路阻抗的主要影响因素:(1)整流变压器的额定容量。
整流变压器的额定容量越大,磁路电阻越小,短路阻抗也相应减小。
因此,在设计整流变压器时,应根据实际负荷情况确定合适的额定容量。
(2)整流变压器的绕组形式。
整流变压器的绕组形式对短路阻抗的大小有较大影响。
在设计整流变压器时,应根据实际应用需求选择合适的绕组形式。
(3)整流变压器的接地方式。
整流变压器的接地方式也会对短路阻抗的大小产生影响。
110kv变压器短路阻抗计算110kV变压器短路阻抗是指在变压器发生短路时,电流通过变压器的阻抗大小。
短路阻抗的计算是变压器设计和运行中的重要参数之一,对于电力系统的稳定运行和故障保护具有重要意义。
本文将介绍110kV变压器短路阻抗的计算方法和相关知识。
我们来了解一下短路阻抗的定义。
短路阻抗是指在额定电压下,变压器两侧短路时通过变压器的等效阻抗。
它反映了变压器的电气特性和阻碍电流通过的能力。
变压器短路阻抗的大小与变压器的构造、接线方式等因素有关。
110kV变压器短路阻抗的计算方法有多种,其中比较常用的是电压法和电流法。
下面将分别介绍这两种方法的计算步骤。
一、电压法计算短路阻抗。
电压法是通过测量变压器两侧短路时的电压和电流,根据欧姆定律计算得出短路阻抗值。
1. 在变压器的高压侧和低压侧分别接入电压表和电流表,并使其测量值达到稳定。
2. 断开变压器的低压侧,使其短路,此时测量高压侧的短路电流和短路电压。
3. 根据欧姆定律计算短路阻抗的大小,短路阻抗等于短路电压除以短路电流。
二、电流法计算短路阻抗。
电流法是通过测量变压器短路时的电流和电压,根据功率方程计算得出短路阻抗值。
1. 在变压器的高压侧和低压侧分别接入电流表和电压表,并使其测量值达到稳定。
2. 断开变压器的低压侧,使其短路,此时测量高压侧的短路电流和短路电压。
3. 根据功率方程计算短路阻抗的大小,短路阻抗等于短路电压的平方除以短路功率。
以上是两种常用的110kV变压器短路阻抗计算方法,但在实际工程中,还需要考虑一些其他因素。
变压器的短路阻抗与其设计参数有关,例如变压器的铁心形状、绕组的结构等。
不同的设计参数会导致不同的短路阻抗值。
变压器的短路阻抗还与变压器的容量有关。
一般来说,变压器容量越大,短路阻抗越小。
变压器的短路阻抗还与接线方式有关。
变压器的接线方式分为星形接线和三角形接线两种,不同的接线方式会导致不同的短路阻抗值。
110kV变压器短路阻抗的计算是变压器设计和运行中的重要内容。
变压器容量及其阻抗电压关系.txt什么叫神话?请听男人向你表达爱意;什么叫传说?请听男人对你的承诺;什么叫梦境?请看你自己听到前两者时的反应。 1 引言
变压器的额定容量与其对应的阻抗电压在GB1094.1、 GB1094.5和GB6451等有相关的要求,是一个强制性标准。变压器厂家在变压器出厂时测得的阻抗电压值均在国标容许的偏差内。
国内大多数城市对用户的供电方式都是采用10KV电源到用户端,通过10KV变压器(配变)变低电压为380V( 220V)给用户负荷供电的。所以,每个城市变压器数量最多的也就是这些配变。在某城市给这些配变做负载试验时,发现当中一小部分变压器的阻抗电压值的偏差超出容许的范围(配变的容许偏差≤±10%),特别是一些地处较偏僻的中小企业用户的变压器。
进行数据分析时发现所测得的阻抗电压值多数是偏小,这并非偶然,通过进一步的试验,发现变压器铭牌上的额定容量和变压器的实际容量有出入,而且大多是小一个等级。如铭牌上容量是400KVA的变压器,实际容量是500KVA,负载试验时,是把400KVA作为已知量输入测试仪,而此变压器的实际容量却是500KVA,这样就造成所测的阻抗电压值偏小,如果不是进行负载试验的话,这种情况是很难发现的(配变在交接试验是不要求做负载试验的)。
这些企业用户大多属于大工业用户,所以将直接反映在基本电费的减少,也即供电部门少收了电费。针对这种情况,根据变压器的额定容量和阻抗电压的对应关系,在试验现场可以通过简单轻便的变压器参数测试仪对变压器进行负载实验,对测得的阻抗电压值进行分析,初步判断变压器铭牌容量和实际容量是否相符。关于变压器实际出力还需进一步试验(如直接负荷法)。这种方法简单易行,可以在供电部门和电力安装企业推广运用,对挂网运行中的配变进行检查和把住安装的交接试验关,这样可以为供电部门和国家挽回一部分电费,从而得到很好的经济效益。
2 阻抗电压的物理意义及测量
2.1阻抗电压的物理意义
阻抗电压是将变压器的二次绕组短路,使一次绕组电压慢慢加大,当二次绕组的短路电流达到额定电流时,一次绕组所施加的电压(短路电压)与额定电压的比值百分数。阻抗电压Uk (%)是涉及到变压器成本、效率和运行的重要经济指标和对变压器进行状态诊断的主要参数依据之一。
同容量的变压器,阻抗电压小的成本低,效率高,价格便宜,另外运行时的压降及电压变动率也小,电压质量容易得到控制和保证,因此从电网的运行角度考虑,希望阻抗电压小一些好。但从变压器限制短路电流条件考虑,则希望阻抗电压大一些好,以免电气设备(如断路器、隔离开关、电缆等)在运行中经受不住短路电流的作用而损坏。不同容量的变压器对应的阻抗电压值国标是有相关规定的,而对于大容量的变压器和变电站的变压器不在本文探讨的范围内。本文是针对大量的10KV等级(及以下)的用户变压器进行探讨的。
2.2阻抗电压的测量
在实际现场中,阻抗电压可以通过变压器参数测试仪对变压器进行负载(短路)试验而测得。负载试验必须在额定频率(正弦波形)和给至线圈额定电流下进行,一般选择变压器一次侧绕组为试验绕组,二次侧(大电流侧)人工短路,当在一次侧(额定电压抽头)加入额定频率的交流电压,使变压器绕组内的电流为额定值,测得所加的电压和功率。注意二次侧短路连接所用的连接板(电缆)的截面积要足够大,不应小于变压器导线截面积,其长度要尽可能的短,以防止因连接板电阻大而影响测量的准确度。
测得的电压占加压绕组额定电压的百分数即为阻抗电压,即
所测得的有功功率换算至额定温度下的数值为负载(短路)损耗,这也是一个很重要的参数,但不在本文探讨的范围内。
用变压器参数测试仪测量时,变压器的容量是作为一个已知量,通常是把待测的变压器铭牌的额定容量输入测试仪。
3 阻抗电压与变压器容量的关系
中小容量变压器的阻抗电压在GB1094.1、GB1094.5和GB6451有相关的规定,其中10KV电压等级的变压器额定容量和阻抗电压的对应关系整理汇总如表一所示。
表一 变压器容量和阻抗电压的关系
油浸变压器 干式变压器
容量(KVA) 阻抗电压(%) 容量(KVA) 阻抗电压(%)
20~500 4 100~630 4
630~2500 4.5 630~2500 6
注:油浸变压器的阻抗电压是指S9及和S11系列的,S9以前的变压器可以另查。
当阻抗电压值<10%时,其允许偏差为±10%。阻抗电压和变压器容量的关系如下式所示:
对于同一台变压器来说,变压器的绕组电抗和额定电压是一定的,而额定容量在测试中也是作为已知量直接输入变压器参数测试仪的。在实际变压器的负载试验中,通常是把变压器铭牌或变压器出厂合格证上的额定容量作为已知量输入测试仪。所以当出现铭牌或合格证上的额定容量和变压器实际的额定容量不符时,变压器参数测试仪测出来的阻抗电压值是有偏差的,这个偏差往往超出了国标允许的范围。下面分析一下把额定容量这个参数作为变量时,则其对应的阻抗电压的变化。
3.1输入容量比实际容量小,则阻抗电压偏小
在(2)式的各参数中,额定电压UN是一定的,绕组的电抗XT对于同一台变压器来说也是一定的。在负载试验中,变压器容量作为已知量输入变压器参数测试仪,当输入的容量值比变压器的实际容量小时,根据(2)式可知,这时计算出来的阻抗电压值偏小。
举例:待测变压器型号为S11-500KVA/10/0.4KV,用变压器参数测试仪对其进行负载试验,实测得绕组的电抗XT=8.112Ω,计算得阻抗电压Uk=4.057(折算至参考温度,下同),偏差在允许范围内。当把变压器额定容量由500KVA变为400KVA输入到测试仪,计算得阻抗电压Uk=3.245。这个阻抗电压值比表一参考值4偏差了-18.875%,大大超出了允许偏差(±10%)。
3.2输入容量比实际容量大,则阻抗电压偏大
相反,当输入的容量值比变压器的实际容量大时,根据(2)式可知,这时计算出来的阻抗电压值偏大。
举例:如上例的待测变压器把变压器额定容量由500KVA变为630KVA输入到测试仪,计算得阻抗电压Uk=5.111。这个阻抗电压值比表一参考值4.5偏差了+13.578%,也超出了允许偏差(±10%)。本例刚好是临界值,由500KVA变为630KVA,其参考的标准阻抗电压值也由4变为4.5。即使这样,其偏差仍然超出允许值。其他情况大多偏差±15%以上。
通过以上的分析和探讨,可以看出变压器的容量与其阻抗电压存在着对应关系。变压器厂家生产变压器(配变)时,每种型号的变压器基本上是批量生产的,变压器的参数都稳定在国家允许的范围内,就变压器本身而言大多是符合国家标准的。问题是实际试验当,却发现一小部分的配变存在铭牌容量和实际容量不符的现象,这是受利益的驱使,有人铤而走险篡改铭牌和合格证的非法行为造成的。所以,通过变压器参数测试仪对现场的变压器进行负载试验,测得阻抗电压值,和表一的标准参考值进行比较,对偏差大小进行分析比较,初步判断所测的变压器容量是否存在不符。这种方法简单、易行、快速。
4 在电费计量上的应用
探讨变压器容量和阻抗电压的关系,其最终是应用在电费计量方面,使产生经济效益,或者说挽回部分电费的损失。之所以会出现铭牌容量和实际容量不符的现象,对这些变压器进行分析,发现阻抗电压值绝大部分都是偏小,这个现象并非偶然,因为这些变压器的用电性质均属大工业用电。
按国家有关规定,大工业用电的范围是指凡以电为原动力的一切工业生产,受电变压器总容量在315千伏安及以上的大工业用户。大工业用户的电费计算公式:电费金额=基本电费+电度电费+功率因数调整电费
基本电费(按变压器容量)=计费容量×基本电价
基本电费是按变压器容量来计算的,根据国务院颁发的《电价改革方案》精神,从2004年下半年开始,全国大工业用电中的基本电费大幅度提高,以广东省为例,大工业用电变压器容量电价从9元/千伏安·月调整为18元/千伏安·月。一个大工业用户如上例把实际容量为500KVA的变压器改为400KVA的变压器,那么它每个月可以少支付电费(基本电费):(500-400)×18=1800元,一年就1800×12=21600元。这也就意味着供电部门每年损失21600元,如果象这样的变压器有一定数量的话,损失更大,每年将数以百万计,而且是一个长期的电费损失。
为了少付电费,个别大工业用户和变压器厂家的部分人员串通,擅自更改变压器的参数和铭牌,为了掩人耳目,一般情况下只把变压器的铭牌容量降低一级,这样变压器的外形尺寸相差不大,一般人不易察觉。在国家规定的变压器交接试验中也没有哪一个试验项目可以测试出当中的猫腻。针对这种情况,本文通过对变压器容量和阻抗电压的关系进行分析探讨,提出一种简单易行的检测方法:用变压器参数测试仪(一般的电力企业都有)进行负载试验,测得变压器的阻抗电压,如果阻抗电压值超出允许的偏差±13%(国标规定允许偏差是±10%,考虑到测试过程和仪器本身的些许误差,实际操作可以取±13%~±15%),则初步判断该变压器存在容量不符或超出国标,然后在进一步检测(可用直接负载法),确认其是否存在问题。通过此法可以为供电企业挽回不少的电费,具有很好的经济效益,值得在各地推广使用。