配電變壓器空載損耗測(cè)試的初步探討
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【關(guān)鍵詞】初步,探討,測(cè)試,損耗,空載,配電變壓器,
試驗(yàn)電源頻率的不穩(wěn)定，試驗(yàn)電壓波形的畸變、電壓三相不平衡等都將影響變壓器空載損耗測(cè)量的準(zhǔn)確性。當(dāng)采用較大容量三相調(diào)壓器時(shí)，都能比較好的解決電源頻率和試驗(yàn)電壓波形畸變的問(wèn)題，而試驗(yàn)電壓三相不平衡則因?yàn)槿嗾{(diào)壓器三相碳刷不能同步、變壓器空載時(shí)三相負(fù)載的不平衡等受到影響。
而變壓器鐵心在設(shè)計(jì)時(shí)都是將額定電壓時(shí)的磁通密度設(shè)計(jì)在磁飽和曲線的拐點(diǎn)附近，這就導(dǎo)致變壓器空載時(shí)，電壓微小偏離額定值都會(huì)產(chǎn)生較大的空載電流的變化，從而對(duì)變壓器的空載損耗的測(cè)量帶來(lái)嚴(yán)重的影響。而且，變壓器工作在額定電壓附近時(shí)，因鐵心磁通密度已達(dá)飽和曲線的拐點(diǎn)，造成此時(shí)變壓器電壓與電流的非線性，從而無(wú)法用換算來(lái)得出準(zhǔn)確的空載損耗。因此，對(duì)變壓器進(jìn)行空載損耗測(cè)試時(shí)，獲得穩(wěn)定的三相電壓顯得尤為重要。而這，完全可以通過(guò)改造調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
二、調(diào)壓器的改造
?。ㄒ唬┠壳捌胀ㄈ嗾{(diào)壓器的結(jié)構(gòu)及輸出電壓
目前普通的三相調(diào)壓器都是同軸控制三相碳刷來(lái)實(shí)現(xiàn)三相電壓的調(diào)整，其簡(jiǎn)化原理圖如下：
這種調(diào)壓器的特點(diǎn)是一動(dòng)全動(dòng)，只能對(duì)三相電壓作粗調(diào)，而不能做到精細(xì)調(diào)節(jié)，在其他試驗(yàn)中，這種微小的誤差對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響不大，而對(duì)配電變壓器的空載損耗試驗(yàn)時(shí)，將造成一定的影響。用這種調(diào)壓器做三相配電變壓器空載試驗(yàn)時(shí)的輸出電壓如下：
表1 調(diào)壓器接空載變壓器后的輸出電壓
由上表可以看出，三相雖然大致都在400V，但還是有一定的偏差，無(wú)法將三相輸出電壓都調(diào)整到400V。
?。ǘ└脑煺{(diào)壓器可行性分析
三相調(diào)壓器的原理是，一側(cè)輸入電壓，另一側(cè)則由三個(gè)碳刷在整個(gè)線圈上的位置決定輸出電壓的大小，而在制造過(guò)程中，三個(gè)碳刷的位置有可能不在一個(gè)平面上，也可能由于長(zhǎng)期的使用，連接部分出現(xiàn)松動(dòng)，導(dǎo)致某一相或幾相的碳刷出現(xiàn)自由行程，從而產(chǎn)生實(shí)際位置的偏差。在這些情況出現(xiàn)時(shí)，三相調(diào)壓器的輸出電壓就會(huì)不平衡。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因就在于三相調(diào)壓器三相調(diào)壓為同軸調(diào)壓，無(wú)法做到精細(xì)的逐相調(diào)壓。只要將三相調(diào)壓器由同軸調(diào)壓改成異軸調(diào)壓，就能對(duì)每一相的電壓做單獨(dú)的調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三相輸出平衡。
（三）調(diào)壓器的改造
對(duì)調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)稍作調(diào)整即可實(shí)現(xiàn)這一目的，只要將三相調(diào)壓器的主軸分解成單相，可以對(duì)每一相的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)即可。
圖2 改造后的三相調(diào)壓器原理圖
經(jīng)過(guò)改造的三相調(diào)壓器可先進(jìn)行粗略的升壓，待檢測(cè)儀器顯示接近400V時(shí)在進(jìn)行每一相的微調(diào)，最終達(dá)到三相平衡輸出400V的目的，用改造后的調(diào)壓器做三相配電變壓器空載試驗(yàn)時(shí)的輸出電壓如下：
表2 改造后調(diào)壓器接空載變壓器后的輸出電壓
由上表可以看出：經(jīng)過(guò)對(duì)調(diào)壓器轉(zhuǎn)軸的改變，再加上試驗(yàn)時(shí)的反復(fù)調(diào)整，三相電壓輸出平衡度明顯提高。
三、效果檢查
為了進(jìn)一步檢查改造后的三相調(diào)壓器的實(shí)用性，現(xiàn)分別用改造前和改造后的調(diào)壓器對(duì)三臺(tái)10kV配電變壓器的空載損耗測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較（其他使用的儀器儀表均一致）：
表3 改造前后空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較
由表3可以看出，在使用改造前的三相調(diào)壓器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，由于試驗(yàn)時(shí)三相調(diào)壓器的輸出電壓不穩(wěn)定、不平衡，只能達(dá)到表1的電壓水平，在這種電壓下測(cè)試出來(lái)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與原始出廠數(shù)據(jù)相比，有的偏大，有的偏小，而且幅度都比較大，一旦誤差超過(guò)+5%，就會(huì)對(duì)變壓器造成誤判（省標(biāo)規(guī)定空載損耗超過(guò)+5%為不合格）。利用改造后的三相調(diào)壓器對(duì)10kV配電變壓器進(jìn)行空載損耗測(cè)試時(shí)，由于能夠達(dá)到表2的電壓水平，三相電壓基本可以保持在400V，從而可以測(cè)量出比較準(zhǔn)確真實(shí)的空載損耗值，更加有利于對(duì)配電變壓器的判斷，分析問(wèn)題的所在。
四、結(jié)論
通過(guò)以上分析，可以看出，經(jīng)過(guò)對(duì)三相調(diào)壓器的改造，可以比較準(zhǔn)確的測(cè)量出配電變壓器的空載損耗，杜絕部分不法廠家和商人通過(guò)非法手段將老舊高損耗的變壓器經(jīng)過(guò)改裝就以次充好，為電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行把好關(guān)，也為節(jié)能減排在用電上得到真正的實(shí)施。最后，因時(shí)間倉(cāng)促，本文所列的各個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)未將試驗(yàn)接線損耗、表計(jì)損耗等因素排除在外，導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)存在一定的誤差，若能將這些問(wèn)題解決，空載損耗的測(cè)試將會(huì)更加準(zhǔn)確。
參考文獻(xiàn)：
[1]朱英浩.新編變壓器實(shí)用技術(shù)問(wèn)答[M].沈陽(yáng):遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2001.
[2]李丹娜.電力變壓器應(yīng)用技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2009.
[3]邢道清.變壓器檢修與電氣試驗(yàn)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.
[4]胡啟凡.變壓器試驗(yàn)技術(shù)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2010.
試驗(yàn)電源頻率的不穩(wěn)定，試驗(yàn)電壓波形的畸變、電壓三相不平衡等都將影響變壓器空載損耗測(cè)量的準(zhǔn)確性。當(dāng)采用較大容量三相調(diào)壓器時(shí)，都能比較好的解決電源頻率和試驗(yàn)電壓波形畸變的問(wèn)題，而試驗(yàn)電壓三相不平衡則因?yàn)槿嗾{(diào)壓器三相碳刷不能同步、變壓器空載時(shí)三相負(fù)載的不平衡等受到影響。
而變壓器鐵心在設(shè)計(jì)時(shí)都是將額定電壓時(shí)的磁通密度設(shè)計(jì)在磁飽和曲線的拐點(diǎn)附近，這就導(dǎo)致變壓器空載時(shí)，電壓微小偏離額定值都會(huì)產(chǎn)生較大的空載電流的變化，從而對(duì)變壓器的空載損耗的測(cè)量帶來(lái)嚴(yán)重的影響。而且，變壓器工作在額定電壓附近時(shí)，因鐵心磁通密度已達(dá)飽和曲線的拐點(diǎn)，造成此時(shí)變壓器電壓與電流的非線性，從而無(wú)法用換算來(lái)得出準(zhǔn)確的空載損耗。因此，對(duì)變壓器進(jìn)行空載損耗測(cè)試時(shí)，獲得穩(wěn)定的三相電壓顯得尤為重要。而這，完全可以通過(guò)改造調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
二、調(diào)壓器的改造
?。ㄒ唬┠壳捌胀ㄈ嗾{(diào)壓器的結(jié)構(gòu)及輸出電壓
目前普通的三相調(diào)壓器都是同軸控制三相碳刷來(lái)實(shí)現(xiàn)三相電壓的調(diào)整，其簡(jiǎn)化原理圖如下：
這種調(diào)壓器的特點(diǎn)是一動(dòng)全動(dòng)，只能對(duì)三相電壓作粗調(diào)，而不能做到精細(xì)調(diào)節(jié)，在其他試驗(yàn)中，這種微小的誤差對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響不大，而對(duì)配電變壓器的空載損耗試驗(yàn)時(shí)，將造成一定的影響。用這種調(diào)壓器做三相配電變壓器空載試驗(yàn)時(shí)的輸出電壓如下：
表1 調(diào)壓器接空載變壓器后的輸出電壓
由上表可以看出，三相雖然大致都在400V，但還是有一定的偏差，無(wú)法將三相輸出電壓都調(diào)整到400V。
?。ǘ└脑煺{(diào)壓器可行性分析
三相調(diào)壓器的原理是，一側(cè)輸入電壓，另一側(cè)則由三個(gè)碳刷在整個(gè)線圈上的位置決定輸出電壓的大小，而在制造過(guò)程中，三個(gè)碳刷的位置有可能不在一個(gè)平面上，也可能由于長(zhǎng)期的使用，連接部分出現(xiàn)松動(dòng)，導(dǎo)致某一相或幾相的碳刷出現(xiàn)自由行程，從而產(chǎn)生實(shí)際位置的偏差。在這些情況出現(xiàn)時(shí)，三相調(diào)壓器的輸出電壓就會(huì)不平衡。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因就在于三相調(diào)壓器三相調(diào)壓為同軸調(diào)壓，無(wú)法做到精細(xì)的逐相調(diào)壓。只要將三相調(diào)壓器由同軸調(diào)壓改成異軸調(diào)壓，就能對(duì)每一相的電壓做單獨(dú)的調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三相輸出平衡。
（三）調(diào)壓器的改造
對(duì)調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)稍作調(diào)整即可實(shí)現(xiàn)這一目的，只要將三相調(diào)壓器的主軸分解成單相，可以對(duì)每一相的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)即可。
圖2 改造后的三相調(diào)壓器原理圖
經(jīng)過(guò)改造的三相調(diào)壓器可先進(jìn)行粗略的升壓，待檢測(cè)儀器顯示接近400V時(shí)在進(jìn)行每一相的微調(diào)，最終達(dá)到三相平衡輸出400V的目的，用改造后的調(diào)壓器做三相配電變壓器空載試驗(yàn)時(shí)的輸出電壓如下：
表2 改造后調(diào)壓器接空載變壓器后的輸出電壓
由上表可以看出：經(jīng)過(guò)對(duì)調(diào)壓器轉(zhuǎn)軸的改變，再加上試驗(yàn)時(shí)的反復(fù)調(diào)整，三相電壓輸出平衡度明顯提高。
三、效果檢查
為了進(jìn)一步檢查改造后的三相調(diào)壓器的實(shí)用性，現(xiàn)分別用改造前和改造后的調(diào)壓器對(duì)三臺(tái)10kV配電變壓器的空載損耗測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較（其他使用的儀器儀表均一致）：
表3 改造前后空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較
由表3可以看出，在使用改造前的三相調(diào)壓器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，由于試驗(yàn)時(shí)三相調(diào)壓器的輸出電壓不穩(wěn)定、不平衡，只能達(dá)到表1的電壓水平，在這種電壓下測(cè)試出來(lái)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與原始出廠數(shù)據(jù)相比，有的偏大，有的偏小，而且幅度都比較大，一旦誤差超過(guò)+5%，就會(huì)對(duì)變壓器造成誤判（省標(biāo)規(guī)定空載損耗超過(guò)+5%為不合格）。利用改造后的三相調(diào)壓器對(duì)10kV配電變壓器進(jìn)行空載損耗測(cè)試時(shí)，由于能夠達(dá)到表2的電壓水平，三相電壓基本可以保持在400V，從而可以測(cè)量出比較準(zhǔn)確真實(shí)的空載損耗值，更加有利于對(duì)配電變壓器的判斷，分析問(wèn)題的所在。
四、結(jié)論
通過(guò)以上分析，可以看出，經(jīng)過(guò)對(duì)三相調(diào)壓器的改造，可以比較準(zhǔn)確的測(cè)量出配電變壓器的空載損耗，杜絕部分不法廠家和商人通過(guò)非法手段將老舊高損耗的變壓器經(jīng)過(guò)改裝就以次充好，為電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行把好關(guān)，也為節(jié)能減排在用電上得到真正的實(shí)施。最后，因時(shí)間倉(cāng)促，本文所列的各個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)未將試驗(yàn)接線損耗、表計(jì)損耗等因素排除在外，導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)存在一定的誤差，若能將這些問(wèn)題解決，空載損耗的測(cè)試將會(huì)更加準(zhǔn)確。
參考文獻(xiàn)：
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