電力變壓器作為電力系統(tǒng)中重要的輸配電設(shè)備,其性能的好壞直接影響著電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)、高效運行??蛰d損耗和短路損耗是變壓器的重要性能參數(shù),一方面表示變壓器在運行中的效率,另一方面表明變壓器性能是否滿足正常運行要求,因此對其進(jìn)行相應(yīng)測試具有重要意義。對于新人網(wǎng)的變壓器必須進(jìn)行相關(guān)的交接試驗以測試其空載損耗和短路損耗等性能參數(shù),控制不合格及高損耗變壓器進(jìn)網(wǎng),降低供電損耗;對于掛網(wǎng)運行的變壓器,由于長期在室外露天工作,可能導(dǎo)致絕緣老化和各種故障的出現(xiàn),國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定每隔一定年限需進(jìn)行必要的測試以明確其運行狀況,并對高損耗變壓器按照“節(jié)能減排”的要求及時加以更換。
目前電力部門主要是在離線狀態(tài)下通過空載試驗和短路試驗來測量空載損耗和短路損耗,對新入網(wǎng)的變壓器可較為方便地進(jìn)行測量,但對于掛網(wǎng)運行的變壓器,把運行中的變壓器拆下來進(jìn)行試驗,既浪費了大量的人力物力,又影響供電的連續(xù)性,存在很大弊端。
鑒于此,本文提出一種變壓器空載損耗和短路損耗的在線檢測方法,通過現(xiàn)場不斷電的情況下采集變壓器運行電壓和電流進(jìn)行相應(yīng)計算,實現(xiàn)了空載損耗和短路損耗在線檢測。對比離線試驗方法,在線檢測具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的應(yīng)用前景。
1、在線檢測原理
1.1 基本理論
鐵耗又可分為基本鐵耗和附加鐵耗?;捐F耗指正常情況下主磁通在鐵心中引起的磁滯損耗和渦流損耗;附加鐵耗包括因為硅鋼片絕緣損傷在鐵心中引起的局部渦流損耗和結(jié)構(gòu)部件中產(chǎn)生的渦流損耗等。鐵耗近似認(rèn)為與 成正比,由于變壓器的一次電壓基本保持不變(V 一V ),故鐵耗可視為不變損耗。銅耗也分為基本銅耗和附加銅耗?;俱~耗指一次繞組和二次繞組電流在繞組中引起的直流電阻損耗,附加銅耗指由于趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)使繞組電阻增大所額外增加的銅耗。銅耗與負(fù)載電流的平方成正比,故可稱為可變損耗??蛰d損耗P。是變壓器二次繞組開路,一次繞組加額定電壓時測得的損耗。
綜上所述,可以通過對變壓器總損耗中鐵耗和銅耗的分解計算空載損耗和短路損耗。
1.2 在線檢測原理
對于一般的電力變壓器,額定負(fù)載時一次繞組的漏阻抗壓降僅占額定電壓的百分之幾,而且勵磁電流又遠(yuǎn)小于一次側(cè)額定電流。
對于Y, 連接的變壓器,其每相繞組的電壓、電流都可以直接測量。但對于Y,d或D,y連接的變壓器,不能直接測量三角形連接側(cè)的相電流,故需要把測得的線電流轉(zhuǎn)化為相電流后再進(jìn)行計算。以常用的D,連接變壓器為例。
2、在線檢測方法的實現(xiàn)
要實現(xiàn)現(xiàn)場對變壓器空載損耗和短路損耗的在線檢測,需要通過12路數(shù)據(jù)采集通道對互感器副端電壓、電流信號進(jìn)行采集,并通過串口將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行處理,顯示相應(yīng)結(jié)果。
3、模擬在線試驗研究
為了驗證變壓器率載榻耗和短路損耗在線檢測方法的正確性,本文利用變壓器模型進(jìn)行了仿真驗證。
試驗變壓器為三相Y,yn0連接,額定容量S= 30 kVA,一次側(cè)和二次側(cè)的額定電壓比U /U 一10/0.4 kV,額定頻率為50 Hz。
變壓器試驗測得的空載損耗為114 W,短路損耗為492 W。根據(jù)相關(guān)參數(shù)搭建了變壓器在線檢測仿真模型,模擬在線運行。變壓器一次側(cè)加額定電壓,二次側(cè)接三相平衡負(fù)載,功率因數(shù)為0.8(滯后),依次改變負(fù)載。
負(fù)載變化對鐵耗的影響很小,鐵耗可視為不變損耗。銅耗隨著負(fù)載的變化而變化,做負(fù)載電流I的平方與銅耗的擬合曲線??梢钥闯鲢~耗近似與負(fù)載電流的平方成正比。
4、誤差分析
不同負(fù)載情況下空載損耗的最大誤差為1.9O ,短路損耗的最大誤差為0.26 。誤差較小,證明本文提出的方法是正確的、可行的。
5、文章結(jié)語
隨著傳感器、光纖、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,利用變壓器的運行電壓和電流對其性能參數(shù)進(jìn)行在線檢測已成為可能,且具有廣闊的應(yīng)用前景。本文提出的變壓器空載損耗和短路損耗在線檢測方法,正是基于此提出的。該方法可以及時有效檢測出變壓器的空載損耗和短路損耗,為判斷變壓器的運行狀態(tài)提供了可靠依據(jù)。
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