浅述变压器空载、短路损耗在线检测方法

      电力变压器作为电力系统中重要的输配电设备，其性能的好坏直接影响着电力系统的安全、经济、高效运行。空载损耗和短路损耗是变压器的重要性能参数，一方面表示变压器在运行中的效率，另一方面表明变压器性能是否满足正常运行要求，因此对其进行相应测试具有重要意义。对于新人网的变压器必须进行相关的交接试验以测试其空载损耗和短路损耗等性能参数，控制不合格及高损耗变压器进网，降低供电损耗;对于挂网运行的变压器，由于长期在室外露天工作，可能导致绝缘老化和各种故障的出现，国家标准中规定每隔一定年限需进行必要的测试以明确其运行状况，并对高损耗变压器按照“节能减排”的要求及时加以更换。
　 目前电力部门主要是在离线状态下通过空载试验和短路试验来测量空载损耗和短路损耗，对新入网的变压器可较为方便地进行测量，但对于挂网运行的变压器，把运行中的变压器拆下来进行试验，既浪费了大量的人力物力，又影响供电的连续性，存在很大弊端。
　　鉴于此，本文提出一种变压器空载损耗和短路损耗的在线检测方法，通过现场不断电的情况下采集变压器运行电压和电流进行相应计算，实现了空载损耗和短路损耗在线检测。对比离线试验方法，在线检测具有极大的经济效益和广阔的应用前景。
　　1、在线检测原理
　　1.1 基本理论
　　铁耗又可分为基本铁耗和附加铁耗。基本铁耗指正常情况下主磁通在铁心中引起的磁滞损耗和涡流损耗;附加铁耗包括因为硅钢片绝缘损伤在铁心中引起的局部涡流损耗和结构部件中产生的涡流损耗等。铁耗近似认为与 成正比，由于变压器的一次电压基本保持不变(V 一V )，故铁耗可视为不变损耗。铜耗也分为基本铜耗和附加铜耗。基本铜耗指一次绕组和二次绕组电流在绕组中引起的直流电阻损耗，附加铜耗指由于趋肤效应和邻近效应使绕组电阻增大所额外增加的铜耗。铜耗与负载电流的平方成正比，故可称为可变损耗。空载损耗P。是变压器二次绕组开路，一次绕组加额定电压时测得的损耗。
　　综上所述，可以通过对变压器总损耗中铁耗和铜耗的分解计算空载损耗和短路损耗。
　　1.2 在线检测原理
　　对于一般的电力变压器，额定负载时一次绕组的漏阻抗压降仅占额定电压的百分之几，而且励磁电流又远小于一次侧额定电流。
　　对于Y， 连接的变压器，其每相绕组的电压、电流都可以直接测量。但对于Y，d或D，y连接的变压器，不能直接测量三角形连接侧的相电流，故需要把测得的线电流转化为相电流后再进行计算。以常用的D，连接变压器为例。
　　2、在线检测方法的实现
　　要实现现场对变压器空载损耗和短路损耗的在线检测，需要通过12路数据采集通道对互感器副端电压、电流信号进行采集，并通过串口将采集到的数据传输到上位机进行处理，显示相应结果。
　　3、模拟在线试验研究
　　为了验证变压器率载榻耗和短路损耗在线检测方法的正确性，本文利用变压器模型进行了仿真验证。
　　试验变压器为三相Y，yn0连接，额定容量S= 30 kVA，一次侧和二次侧的额定电压比U /U 一10/0.4 kV，额定频率为50 Hz。
　　变压器试验测得的空载损耗为114 W，短路损耗为492 W。根据相关参数搭建了变压器在线检测仿真模型，模拟在线运行。变压器一次侧加额定电压，二次侧接三相平衡负载，功率因数为0.8(滞后)，依次改变负载。
　　负载变化对铁耗的影响很小，铁耗可视为不变损耗。铜耗随着负载的变化而变化，做负载电流I的平方与铜耗的拟合曲线。可以看出铜耗近似与负载电流的平方成正比。
　　4、误差分析
　　不同负载情况下空载损耗的最大误差为1.9O ，短路损耗的最大误差为0.26 。误差较小，证明本文提出的方法是正确的、可行的。
　　5、文章结语
　　随着传感器、光纤、计算机技术的发展，利用变压器的运行电压和电流对其性能参数进行在线检测已成为可能，且具有广阔的应用前景。本文提出的变压器空载损耗和短路损耗在线检测方法，正是基于此提出的。该方法可以及时有效检测出变压器的空载损耗和短路损耗，为判断变压器的运行状态提供了可靠依据。
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