变压器容量及其阻抗电压关系的探讨和应用

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1、变压器容量及其阻抗电压关系的探讨和应用2008-06-23来源：中国自动化浏览：128 摘要：本文 对变压器容量及其阻抗电压关系 分析和探讨，发现当变压器 铭牌容量比实际容量小时，测试 阻抗电压值偏小，相反，则阻抗电压值偏大， 均超出国标允许 偏差。提出一种简单易行 新方法来判断变压器容量与铭牌上 容量是否一致。 介绍了这种新方法 电费计量 应用，可以取 很好 经济效益。关键词：变压器；阻抗电压；负载试验；基本电费一、引言变压器 额定容量 对应 阻抗电压 GB1094.1、 GB1094.5 和 GB6451 等有相关 要求，是一个强制性标准。变压器厂家 变压器出厂时测 阻抗电压值均 国标容许

2、 偏差内。国内大多数城市对用户 供电方式都是采用 10KV 电源到用户端， 10KV 变压器（配变）变低电压为380V（ 220V）给用户负荷供电 。 ，每个城市变压器数量最多 也就是这些配变。 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 阻抗电压值 偏差超出容许 范围（配变 容许偏差10），特别是一些 处较偏僻 中小企业用户 变压器。进行数据分析时发现所测 阻抗电压值多数是偏小，这并非偶然， 进一步 试验，发现变压器铭牌上 额定容量和变压器 实际容量有出入， 大多是小一个等级。如铭牌上容量是 400KVA 变压器，实际容量是 500KVA，负载试验时，是把 400KVA 作为已知量

3、输入测试仪，而此变压器 实际容量却是500KVA，这样就造成所测 阻抗电压值偏小， 进行负载试验 话，这种情况是很难发现 （配变 交接试验是不要求做负载试验 ）。这些企业用户大多属于大工业用户， 将直接反映 基本电费 减少，也即供电部门少收了电费。针对这种情况， 变压器 额定容量和阻抗电压 对应关系， 试验现场可以 简单轻便 变压器参数测试仪对变压器进行负载实验，对测 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。 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 供电部门和电力安装企业推广运用，对挂网运行中 配变进行检查和把住安装 交接试验关，这样可以为供

4、电部门和国家挽回一部分电费， 到很好 经济效益。二、阻抗电压 物理意义及测量1、阻抗电压 物理意义阻抗电压是将变压器 二次绕组短路，使一次绕组电压慢慢加大，当二次绕组 短路电流达到额定电流时，一次绕组所施加 电压（短路电压）与额定电压 比值百分数。阻抗电压 Uk （%）是涉及到变压器成本、效率和运行 重要经济指标和对变压器进行状态诊断 主要参数依据之一。同容量 变压器，阻抗电压小 成本低，效率高，价格便宜，另外运行时 压降及电压变动率也小，电压质量容易 到控制和保证， 从电网 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

5、离开关、电缆等） 运行中经受不住短路电流 作用而损坏。不同容量 变压器对应 阻抗电压值国标是有相关规定 ，而 大容量 变压器和变电站 变压器不 本文探讨 范围内。本文是针对大量 10KV 等级（及以下） 用户变压器进行探讨 。2、阻抗电压 测量实际现场中，阻抗电压可以 变压器参数测试仪对变压器进行负载（短路）试验而测 。负载试验必须 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 一次侧（额定电压抽头）加入额定频率 交流电压，使变压器绕组内电流为额定值，测 所加 电压和功率。注意二次侧短路连接所用 连接板（电缆） 截面积要足够大

6、，不应小于变压器导线截面积，其长度要尽可能 短， 止因连接板电阻大而影响测量 准确度。测 电压占加压绕组额定电压 百分数即为阻抗电压，即所测 有功功率换算至额定温度下 数值为负载（短路）损耗，这也是一个很重要 参数，但不 本文探讨 范围内。用变压器参数测试仪测量时，变压器 容量是作为一个已知量，通常是把待测 变压器铭牌 额定容量输入测试仪。三、阻抗电压与变压器容量 关系中小容量变压器 阻抗电压 GB1094.1、GB1094.5 和 GB6451 有相关 规定，其中 10KV 电压等级 变压器额定容量和阻抗电压 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 关系当阻抗电压值10时，其

7、允许偏差为10。阻抗电压和变压器容量 关系如下式所示：同一台变压器来说，变压器 绕组电抗和额定电压是一定 ，而额定容量 测试中也是作为已知量直接输入变压器参数测试仪 。 实际变压器 负载试验中，通常是把变压器铭牌或变压器出厂合格证上 额定容量作为已知量输入测试仪。 当出现铭牌或合格证上 额定容量和变压器实际 额定容量不符时，变压器参数测试仪测出来 阻抗电压值是有偏差 ，这个偏差往往超出了国标允许 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 阻抗电压 变化。1、输入容量比实际容量小，则阻抗电压偏小（2）式 各参数中，额定电压 UN 是一定 ，绕组 电抗 XT 同一台变压器来说也是一

8、定 。 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 容量值比变压器 实际容量小时，（2）式可知，这时计算出来 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 绕组电抗 XT8.112,计算 阻抗电压 Uk4.057（折算至参考温度，下同），偏差 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 阻抗电压 Uk3.245。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）。2、输入容量比实际容量大，则阻抗电压偏大相反，当输入 容量值比变压器

9、 实际容量大时， （2）式可知，这时计算出来 阻抗电压值偏大。举例：如上例 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 阻抗电压Uk5.111。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 标准阻抗电压值也由 4 变为 4.5。 这样，其偏差仍然超出允许值。其他情况大多偏差15以上。以上 分析和探讨，可以看出变压器 容量 阻抗电压存 着对应关系。变压器厂家生产变压器（配变）时，每种型号 变压器基本上是批量生产 ，变压器 参数都稳定 国家允许 范围内，就变压

10、器本身而言大多是符合国家标准 。问题是实际试验当，却发现一小部分 配变存 铭牌容量和实际容量不符 现象，这是受利益 驱使，有人铤而走险篡改铭牌和合格证 非法行为造成 。 ，变压器参数测试仪对现场 变压器进行负载试验，测 阻抗电压值，和表一 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 变压器容量是否存 不符。这种方法简单、易行、快速。四、 电费计量上 应用探讨变压器容量和阻抗电压 关系，其最终是应用 电费计量方面，使产生经济效益， 说挽回部分电费 损失。之 会出现铭牌容量和实际容量不符 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， 这些变压器 用电

11、性质均属大工业用电。按国家有关规定，大工业用电 范围是指凡以电为原动力 一切工业生产，受电变压器总容量 315 千伏安及以上 大工业用户。大工业用户 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 ， 国务院颁发 电价改革方案精神，从 2004 年下半年开始，全国大工业用电中 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 变压器改为 400KVA变压器，那么它每个月可以少支付电费（基本电费）：（500400）

12、181800 元，一年就18001221600 元。这也就意味着供电部门每年损失 21600 元， 象这样 变压器有一定数量 话，损失更大，每年将数以百万计， 是一个长期 电费损失。少付电费，个别大工业用户和变压器厂家 部分人员串通，擅自更改变压器 参数和铭牌， 掩人耳目，一般情况下只把变压器 铭牌容量降低一级，这样变压器 外形尺寸相差不大，一般人不易察觉。 国家规定 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 猫腻。针对这种情况，本文 对变压器容量和阻抗电压 关系进行分析探讨，提出一种简单易行 检测方法：用变压器参数测试仪（一般 电力企业都有）进行负载试验，测 变压器 阻抗电压， 阻抗电压值超出允许 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 些许误差，实际操作可以取1315），则初步判断该变压器存 容量不符或超出国标，然后 进一步检测（可用直接负载法），确认其是否存 问题。 此法可以为供电企业挽回不少 电费，具有很好 经济效益，值各 推广使用。