變壓器的電壓比張途晟介紹

1、變壓器的電壓比 兩種測試方法的比較與分析 張途晟 （黑龍江省火電第一工程公司） 【摘 要】 科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展， 已成為電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。 火力發(fā)電廠是技術(shù)高度密集型企業(yè)， 在這里， 大量的高新技術(shù)得以應(yīng) 用，高新技術(shù)為現(xiàn)代發(fā)電技術(shù)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。 本文根據(jù)哈爾 濱第一熱電廠變壓器的電壓比的兩種測試方法來進(jìn)行比較分析。 【關(guān)鍵詞】 電壓比 雙電壓表法 變比電橋法 一、變壓器的原理 變壓器是將某一數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交 流變電壓的靜止電器。 它是由繞在共同鐵芯上的兩個或兩個以上的繞 組通過交變磁場而聯(lián)系著， 把某一種等級的電壓與電流轉(zhuǎn)變成另一種 等級的的電壓與電流。 變

2、壓器是利用電磁感應(yīng)原理， 從一個電路向另 一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器，變壓器是電力系統(tǒng)中生 產(chǎn)、輸送、分配和使用電能中的重要裝置，也是電力拖動系統(tǒng)和自動 控制系統(tǒng)中電能傳遞或作為信號傳輸?shù)闹匾?變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的 交流電能，其主要部件是一個鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。 如下圖所示： 第 1 頁 共 10 頁 與電源相連的線圈， 接收交流電能，稱為一次繞組 與負(fù)載相連的線圈， 送出交流電能，稱為二次繞組 一次繞組的 二次繞組的 電壓相量 U1 電壓相量 U2 電流相量 I1 電流相量 I2 電動勢相量 E1 電動勢相量 E2 匝數(shù) N1 匝數(shù)

3、N2 理想變壓器的電動勢平衡方程式為 e1(t) = -N1 d /dte2(t) = -N2 d /dt 若一次、二次繞組的電壓、電動勢的瞬時值均按正弦規(guī)律變化， 則有： 不計鐵心損失，根據(jù)能量守恒原理可得： 第 2 頁 共 10 頁 由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關(guān)系： 單相變壓器的一次、二次繞組的額定電流為： I1N = S N/ U 1N I2N = S N/ U2N 三相變壓器的一次、二次繞組的額定電流為： I1N = S N/ sqrt(3) U1N I2N = S N/ sqrt(3) U2N 令 K=N1/N2 ，稱為匝比(亦稱電壓比) ，則： 、測量變壓器電壓比的目

4、的 變壓器的交接試驗項目包括以下內(nèi)容： 1、測量繞組連同套管的直流電阻； 2、測量所有分接頭的電壓比； 3、檢查變壓器的三相接線組別和單相變壓器引出線的極性； 4、測量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比或極化指數(shù)； 5、測量繞組連同套管的介質(zhì)損耗正切值； 6、測量繞組連同套管的直流泄漏電流； 第 3 頁 共 10 頁 7、繞組連同套管的交流耐壓試驗； 8、繞組連同套管的局部放電試驗； 9、測量與鐵芯絕緣的緊固件及鐵芯接地線引出套管對外殼的 絕緣電阻； 10、非純瓷套管的試驗； 11、絕緣油的試驗 12、有載調(diào)壓切換裝置的檢查和試驗； 13、額定電壓下的沖擊試驗； 14、檢查相位； 15、測量噪音。

5、 變壓器的電壓比是指變壓器空載運行時一次側(cè)電壓與二次側(cè)電 壓的比值，簡稱為電壓比。 電壓比的測試是在變壓器試驗項目中的一個重要試驗項目之一。 測量電壓比的目的： 1、檢查變壓器繞組匝數(shù)比的正確性。 2、檢查分接頭的狀況； 3、變壓器發(fā)生故障后，常用測量比來檢查變壓器是否存在匝間 短路； 4、變壓器分接頭是否焊錯； 5、檢查變壓器在運輸過程中是否損壞或發(fā)生變化； 6、判斷變壓器是否可以并列運行。 當(dāng)兩臺并列運行的變壓器二次側(cè)空載電壓相差為額定電壓 第 4 頁 共 10 頁 的 1時，兩臺變壓器中的環(huán)流將達(dá)到額定電流的 10左右。這樣 便增加了變壓器的損耗，占用了變壓器的容量。 檢查所有分接頭的變

6、壓比， 要求與制造廠銘牌數(shù)據(jù)相比應(yīng)無明 顯差別，且應(yīng)符合變壓比的規(guī)律；繞組電壓等級在 220KV 及以上 器， 的電力變壓器， 其變壓比的允許誤差在額定分接頭位置時為 5%。 按照調(diào)查研究資料分析， 變壓器出廠后曾發(fā)現(xiàn)分接頭有接錯現(xiàn) 象，為此對 220KV 以下等級的變壓器，只要施工單位具有變壓器 誤差測試儀也可以進(jìn)行測試，以便及早發(fā)現(xiàn)可能存在的隱患。 三、電壓比的測量方法 電壓比的測量方法：一般有雙電壓表法和變比電橋法。 A、雙電壓表法 在測量電壓比時施加的電壓最好接近額定電壓（一般不低于1 3 額定電壓）并應(yīng)加在電源側(cè)，對于升壓變壓器加在低壓側(cè)，降壓變 壓器應(yīng)加在高壓側(cè)。這樣可以減少試驗誤

7、差。 1、直接雙電壓表法 在變壓器的一側(cè)施加電壓并用電壓表在一次 、二次繞組兩側(cè)測量 電壓，兩側(cè)線電壓之比即為所測電壓比。 試驗接線如下圖： 第 5 頁 共 10 頁 K 1=UAX /U ax K=(Kn K 1)/Kn 100 K n - 為額定電壓比 2、經(jīng)電壓互感器的雙電壓表法 在被試變壓器的額定電壓比時，一般沒有準(zhǔn)確的高壓交流電壓 表。必須經(jīng)電壓互感器測量，所使用的電壓表準(zhǔn)確度為 0.2 級。 在變壓器低壓側(cè)直接加入 220 伏或 380 伏，最好用調(diào)壓器調(diào)節(jié)到 低壓側(cè)的額定電壓，那么在高壓側(cè)接入一臺高壓互感器測量U1，在 低壓側(cè)測量 U2 為固定整數(shù)。試驗接線如下圖： ZB a Y

8、B ZB-自耦調(diào)壓器 B-被測變壓器 YH- 電壓互感器 以上方法只適用于 Y/Y 、 /連接的變壓器 我們在使用雙電壓表法時應(yīng)注意以下幾點： 1、用雙電壓表法測量時，為了消除測量電壓的誤差，應(yīng)將兩個 電壓表互相對換測量， 然后取二次平均值。 但是由于電壓表量程不一 致以及指針刻度不同， 一般較難讀出正確數(shù)值， 最好采用電壓互感器 測量，則 U1和 U2的電壓可以接近變壓器的額定電壓。 2、用電壓互感器測量電壓時，高壓引線對地和變壓器外殼應(yīng)有 足夠的距離。并且互感器和調(diào)壓器應(yīng)良好接地。 第 6 頁 共 10 頁 3、試驗電壓如從低壓輸入，高壓側(cè)要產(chǎn)生較高電壓，操作人員 必須注意安全， 操作分接

9、開關(guān)輪換試驗電壓時必須切斷電源。 為了安 全最好設(shè)置總開關(guān)固定在操作人員的右手側(cè)，必要時便于切斷電源。 4、在現(xiàn)場試驗中，電源波動是難免的。讀表時， U1 和 U2 同時 進(jìn)行，取得差別數(shù)較小的平均值。如果電壓波動很大，最好在電壓比 較穩(wěn)定時測量。 B、變比電橋法 利用變比電橋能很方便的測出被試變壓器的變壓比。 電壓比自動測量的原理框圖： 圖中被試變壓器 u1和 u2 分別經(jīng)衰減網(wǎng)絡(luò)和自動換檔電路后，各 自進(jìn)行精密峰值采樣， 檢出峰值電壓 u1p和 u2p，再分別由高精度電壓 /頻率變換器 VFC1和VFC2 變成與 u1p和u2p成正比的頻率 f1和 f2， 若電壓 /頻率變換系數(shù)為： K1

10、=f1/U1P，K2= f2/U2P 則頻率比 K 可表示為： K= f1/ f2= K1 U1P/ K2 U2P=( K1/K2)( U1P/ U2P) 令 u K 1/K 2，可得 K=u( U1P/ U2P) 假設(shè)衰減網(wǎng)絡(luò)和自動換檔電路的衰減系數(shù)均為 1，有 U1/U2= U1P/ U2P 則被試變壓器的電壓比 K 可按下式算得 KU1/U2U1P/ U2P= K /u 即可以通過測量 f1、f2 測出被試變壓器的電壓比。 由于該自動測量儀采用微處理作為控制和處理的核心， 當(dāng)衰減網(wǎng) 絡(luò)和自動換檔電路的衰減系數(shù)不為 1 時，微處理器可自動讀出衰減系 數(shù)，在數(shù)據(jù)處理時，加入衰減系數(shù)的影響，很

11、容易得到各種情況的實 際測量值。 電壓比自動測量儀的功能特點如下： 1、在測量過程中，被試變壓器一次和二次繞組信號的采樣 是同步進(jìn)行的，可以避免電源電壓波動的影響。 第 8 頁 共 10 頁 2、 CPU 的數(shù)字處理功能很強(qiáng)，一般都可在軟件中消除噪聲 的算法、均值算法等處理程序，提高了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和 抗擾性能。 3、一般都有儀器工作狀態(tài)和錯誤信息顯示。 4、電壓比自動測量儀由于采用了 CPU，可將 IEEE488 通過 儀器控制接口安裝于測量儀機(jī)內(nèi)，與 PC 機(jī)連接后，能 實現(xiàn)遙控和數(shù)據(jù)交換， 可組成多臺儀器的自動測量系統(tǒng)。 四、在現(xiàn)場我們分別用以上兩種方法對變壓器電壓比進(jìn)行的試驗， 我 們得

12、到以下結(jié)論： 1、 雙電壓表法 A、使用雙電壓表法操作繁瑣； B、在低壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)有高壓產(chǎn)生，比較危險； C、試驗接線較復(fù)雜； D、試驗時間較長； E、讀表時有人為的誤差； F、對施工電源要求較高，不能波動太大； G、試驗儀器較多，測量電壓互感器較重不易現(xiàn)場搬運。 2、 變比電橋法 A 、 電橋法測量電壓比能直接讀出變壓器的電壓比和電壓 比的誤差； B、 準(zhǔn)確度較高； C、試驗電壓低，可以保證安全； 第 9 頁 共 10 頁 D、操作簡便，量度寬； E、不受電源波動的影響和外界干擾； F、體積小，重量輕，精度高，穩(wěn)定性好。 為了適應(yīng)現(xiàn)代的快節(jié)奏、高效率、高精度的要求，我們更傾向 于用變比電橋法來測量變壓器的電壓比。 目前在變壓器常用接線組別的變壓比測試中，電