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1、变压器的电压比两种测试方法的比较与分析张途晟 （黑龙江省火电第一工程公司）【摘 要】科学技术的不断发展，已成为电力系统的发展趋势。火力发电厂是技术高度密集型企业，在这里，大量的高新技术得以应用，高新技术为现代发电技术提供了强大的技术支持。本文根据哈尔滨第一热电厂变压器的电压比的两种测试方法来进行比较分析。 【关键词】电压比双电压表法变比电桥法一、变压器的原理变压器是将某一数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交流变电压的静止电器。它是由绕在共同铁芯上的两个或两个以上的绕组通过交变磁场而联系着，把某一种等级的电压与电流转变成另一种等级的的电压与电流。变压器是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电
2、路传递电能或传输信号的一种电器，变压器是电力系统中生产、输送、分配和使用电能中的重要装置，也是电力拖动系统和自动控制系统中电能传递或作为信号传输的重要元件。变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能，其主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。如下图所示：与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组 一次绕组的 二次绕组的 电压相量 U1 电压相量 U2 电流相量 I1 电流相量 I2 电动势相量 E1 电动势相量 E2 匝数 N1 匝数 N2 理想变压器的电动势平衡方程式为:e1(t) = -N1 d /dt e2(t) = -
3、N2 d /dt若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则有： 不计铁心损失，根据能量守恒原理可得： 由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系：单相变压器的一次、二次绕组的额定电流为：I1N = S N/ U1N I2N = S N/ U2N三相变压器的一次、二次绕组的额定电流为：I1N = S N/ sqrt(3) U1NI2N = S N/ sqrt(3) U2N令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则：二、测量变压器电压比的目的变压器的交接试验项目包括以下内容：1、 测量绕组连同套管的直流电阻；2、 测量所有分接头的电压比；3、 检查变压器的三相接线组别和单相变
4、压器引出线的极性；4、 测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数；5、 测量绕组连同套管的介质损耗正切值；6、 测量绕组连同套管的直流泄漏电流；7、 绕组连同套管的交流耐压试验；8、 绕组连同套管的局部放电试验；9、 测量与铁芯绝缘的紧固件及铁芯接地线引出套管对外壳的绝缘电阻；10、 非纯瓷套管的试验；11、 绝缘油的试验12、 有载调压切换装置的检查和试验；13、 额定电压下的冲击试验；14、 检查相位； 15、 测量噪音。变压器的电压比是指变压器空载运行时一次侧电压与二次侧电压的比值，简称为电压比。电压比的测试是在变压器试验项目中的一个重要试验项目之一。测量电压比的目的：1、检查变压器
5、绕组匝数比的正确性。2、检查分接头的状况；3、变压器发生故障后，常用测量比来检查变压器是否存在匝间短路；4、变压器分接头是否焊错；5、检查变压器在运输过程中是否损坏或发生变化；6、判断变压器是否可以并列运行。当两台并列运行的变压器二次侧空载电压相差为额定电压的1时，两台变压器中的环流将达到额定电流的10左右。这样便增加了变压器的损耗，占用了变压器的容量。检查所有分接头的变压比，要求与制造厂铭牌数据相比应无明显差别，且应符合变压比的规律；绕组电压等级在220KV及以上的电力变压器，其变压比的允许误差在额定分接头位置时为5%。按照调查研究资料分析，变压器出厂后曾发现分接头有接错现象，为此对220K
6、V以下等级的变压器，只要施工单位具有变压器误差测试仪也可以进行测试，以便及早发现可能存在的隐患。三、电压比的测量方法电压比的测量方法：一般有双电压表法和变比电桥法。A、双电压表法在测量电压比时施加的电压最好接近额定电压（一般不低于13额定电压）并应加在电源侧，对于升压变压器加在低压侧，降压变压器应加在高压侧。这样可以减少试验误差。1、直接双电压表法在变压器的一侧施加电压并用电压表在一次、二次绕组两侧测量电压，两侧线电压之比即为所测电压比。 试验接线如下图： A a X x K1=UAX/Uax K=(Kn K 1)/Kn 100 K n -为额定电压比2、经电压互感器的双电压表法在被试变压器的
7、额定电压比时，一般没有准确的高压交流电压表。必须经电压互感器测量，所使用的电压表准确度为0.2级。在变压器低压侧直接加入220伏或380伏，最好用调压器调节到低压侧的额定电压，那么在高压侧接入一台高压互感器测量U1，在低压侧测量U2为固定整数。试验接线如下图： ZB a A B YH b B cCZB-自耦调压器 B-被测变压器 YH-电压互感器以上方法只适用于Y/Y、/连接的变压器我们在使用双电压表法时应注意以下几点：1、用双电压表法测量时，为了消除测量电压的误差，应将两个电压表互相对换测量，然后取二次平均值。但是由于电压表量程不一致以及指针刻度不同，一般较难读出正确数值，最好采用电压互感器
8、测量，则U1和U2的电压可以接近变压器的额定电压。2、用电压互感器测量电压时，高压引线对地和变压器外壳应有足够的距离。并且互感器和调压器应良好接地。3、试验电压如从低压输入，高压侧要产生较高电压，操作人员必须注意安全，操作分接开关轮换试验电压时必须切断电源。为了安全最好设置总开关固定在操作人员的右手侧，必要时便于切断电源。4、在现场试验中，电源波动是难免的。读表时，U1和U2同时进行，取得差别数较小的平均值。如果电压波动很大，最好在电压比较稳定时测量。B、变比电桥法利用变比电桥能很方便的测出被试变压器的变压比。程序存储器极性测量被试变压器保护控制三相交换三相交换键盘及操作指示显示器8031单片
9、机保护电压比自动测量的原理框图： 自动换档控制u 1A a u2Bb C c精密峰值采样U2pVFC2衰减网络仪精密峰值采样VFC1 U1p图中被试变压器u1和u2分别经衰减网络和自动换档电路后，各自进行精密峰值采样，检出峰值电压u1p和u2p，再分别由高精度电压/频率变换器VFC1和VFC2变成与u1p和u2p成正比的频率f1和f2，若电压/频率变换系数为：K1=f1/U1P， K2= f2/U2P 则频率比K可表示为：K= f1/ f2= K1 U1P/ K2 U2P=( K1/K2)( U1P/ U2P)令uK1/K2，可得K=u( U1P/ U2P)假设衰减网络和自动换档电路的衰减系数
10、均为1，有U1/U2= U1P/ U2P则被试变压器的电压比K可按下式算得KU1/U2U1P/ U2P= K/u即可以通过测量f1、f2测出被试变压器的电压比。由于该自动测量仪采用微处理作为控制和处理的核心，当衰减网络和自动换档电路的衰减系数不为1时，微处理器可自动读出衰减系数，在数据处理时，加入衰减系数的影响，很容易得到各种情况的实际测量值。电压比自动测量仪的功能特点如下：1、 在测量过程中，被试变压器一次和二次绕组信号的采样是同步进行的，可以避免电源电压波动的影响。2、 CPU的数字处理功能很强，一般都可在软件中消除噪声的算法、均值算法等处理程序，提高了数据的稳定性和抗扰性能。3、 一般都
11、有仪器工作状态和错误信息显示。4、 电压比自动测量仪由于采用了CPU，可将IEEE488通过仪器控制接口安装于测量仪机内，与PC机连接后，能实现遥控和数据交换，可组成多台仪器的自动测量系统。四、在现场我们分别用以上两种方法对变压器电压比进行的试验，我们得到以下结论：1、 双电压表法A、 使用双电压表法操作繁琐；B、 在低压侧加电压，高压侧有高压产生，比较危险；C、 试验接线较复杂；D、 试验时间较长；E、 读表时有人为的误差；F、 对施工电源要求较高，不能波动太大；G、 试验仪器较多，测量电压互感器较重不易现场搬运。2、 变比电桥法A、 电桥法测量电压比能直接读出变压器的电压比和电压比的误差；
12、B、 准确度较高；C、 试验电压低，可以保证安全；D、 操作简便，量度宽；E、 不受电源波动的影响和外界干扰；F、 体积小，重量轻，精度高，稳定性好。为了适应现代的快节奏、高效率、高精度的要求，我们更倾向于用变比电桥法来测量变压器的电压比。目前在变压器常用接线组别的变压比测试中，电压表法一般均被变压比电桥测试仪所代替，它使用方便，且能较正确地测出变压比误差，有利于综合判断故障和及早发现问题。参 考 文 献电气装置安装工程施工及验收规范联系人：张美玲联系人电话：15246779399联系地址：黑龙江省哈尔滨市南岗区嵩山路37号 企业管理部作者简介张途晟 工程师 黑龙江省火电第一工程公司吉林江南项目部电气工地主任第 10 页 共 10 页
