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變壓器容量及其阻抗電壓關(guān)系在實際中的應(yīng)用
日期：2010-12-09瀏覽：3228次
變壓器的額定容量與其對應(yīng)的阻抗電壓在GB1094.1、GB1094.5和GB6451等有相關(guān)的要求，是一個強制性標(biāo)準(zhǔn)。變壓器廠家在變壓器出廠時測得的阻抗電壓值均在國標(biāo)容許的偏差內(nèi)。
國內(nèi)大多數(shù)城市對用戶的供電方式都是采用10KV電源到用戶端，通過10KV變壓器（配變）變低電壓為380V（220V）給用戶負(fù)荷供電的。所以，每個城市變壓器數(shù)量zui多的也就是這些配變。
在某城市給這些配變做負(fù)載試驗時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)中一小部分變壓器的阻抗電壓值的偏差超出容許的范圍（配變的容許偏差≤±10％），特別是一些地處較偏僻的中小企業(yè)用戶的變壓器。
進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時發(fā)現(xiàn)所測得的阻抗電壓值多數(shù)是偏小，這并非偶然，通過進(jìn)一步的試驗，發(fā)現(xiàn)變壓器銘牌上的額定容量和變壓器的實際容量有出入，而且大多是小一個等級。
如銘牌上容量是400KVA的變壓器，實際容量是500KVA，負(fù)載試驗時，是把400KVA作為已知量輸入測試儀，而此變壓器的實際容量卻是500KVA，這樣就造成所測的阻抗電壓值偏小，如果不是進(jìn)行負(fù)載試驗的話，這種情況是很難發(fā)現(xiàn)的（配變在交接試驗是不要求做負(fù)載試驗的）。
這些企業(yè)用戶大多屬于大工業(yè)用戶，所以將直接反映在基本電費的減少，也即供電部門少收了電費。針對這種情況，根據(jù)變壓器的額定容量和阻抗電壓的對應(yīng)關(guān)系，在試驗現(xiàn)場可以通過簡單輕便的變壓器參數(shù)測試儀對變壓器進(jìn)行負(fù)載實驗，對測得的阻抗電壓值進(jìn)行分析，初步判斷變壓器銘牌容量和實際容量是否相符。
關(guān)于變壓器實際出力還需進(jìn)一步試驗（如直接負(fù)荷法）。這種方法簡單易行，可以在供電部門和電力安裝企業(yè)推廣運用，對掛網(wǎng)運行中的配變進(jìn)行檢查和把住安裝的交接試驗關(guān)，這樣可以為供電部門和國家挽回一部分電費，從而得到很好的經(jīng)濟(jì)效益。
二、阻抗電壓的物理意義及測量
1、阻抗電壓的物理意義
阻抗電壓是將變壓器的二次繞組短路，使一次繞組電壓慢慢加大，當(dāng)二次繞組的短路電流達(dá)到額定電流時，一次繞組所施加的電壓（短路電壓）與額定電壓的比值百分?jǐn)?shù)。阻抗電壓Uk（%）是涉及到變壓器成本、效率和運行的重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和對變壓器進(jìn)行狀態(tài)診斷的主要參數(shù)依據(jù)之一。
同容量的變壓器，阻抗電壓小的成本低，效率高，價格便宜，另外運行時的壓降及電壓變動率也小，電壓質(zhì)量容易得到控制和保證，因此從電網(wǎng)的運行角度考慮，希望阻抗電壓小一些好。
但從變壓器限制短路電流條件考慮，則希望阻抗電壓大一些好，以免電氣設(shè)備（如斷路器、隔離開關(guān)、電纜等）在運行中經(jīng)受不住短路電流的作用而損壞。
不同容量的變壓器對應(yīng)的阻抗電壓值國標(biāo)是有相關(guān)規(guī)定的，而對于大容量的變壓器和變電站的變壓器不在本文探討的范圍內(nèi)。本文是針對大量的10KV等級（及以下）的用戶變壓器進(jìn)行探討的。
2、阻抗電壓的測量
在實際現(xiàn)場中，阻抗電壓可以通過變壓器參數(shù)測試儀對變壓器進(jìn)行負(fù)載（短路）試驗而測得。負(fù)載試驗必須在額定頻率（正弦波形）和給至線圈額定電流下進(jìn)行，一般選擇變壓器一次側(cè)繞組為試驗繞組，二次側(cè)（大電流側(cè)）人工短路，當(dāng)在一次側(cè)（額定電壓抽頭）加入額定頻率的交流電壓，使變壓器繞組內(nèi)的電流為額定值，測得所加的電壓和功率。
注意二次側(cè)短路連接所用的連接板（電纜）的截面積要足夠大，不應(yīng)小于變壓器導(dǎo)線截面積，其長度要盡可能的短，以防止因連接板電阻大而影響測量的準(zhǔn)確度。
測得的電壓占加壓繞組額定電壓的百分?jǐn)?shù)即為阻抗電壓，即所測得的有功功率換算至額定溫度下的數(shù)值為負(fù)載（短路）損耗，這也是一個很重要的參數(shù)，但不在本文探討的范圍內(nèi)。
用變壓器參數(shù)測試儀測量時，變壓器的容量是作為一個已知量，通常是把待測的變壓器銘牌的額定容量輸入測試儀。
三、阻抗電壓與變壓器容量的關(guān)系
中小容量變壓器的阻抗電壓在GB1094.1、GB1094.5和GB6451有相關(guān)的規(guī)定，其中10KV電壓等級的變壓器額定容量和阻抗電壓的對應(yīng)關(guān)系整理匯總?cè)绫硪凰尽?/div>
表一變壓器容量和阻抗電壓的關(guān)系
當(dāng)阻抗電壓值＜10％時，其允許偏差為±10％。阻抗電壓和變壓器容量的關(guān)系
對于同一臺變壓器來說，變壓器的繞組電抗和額定電壓是一定的，而額定容量在測試中也是作為已知量直接輸入變壓器參數(shù)測試儀的。
在實際變壓器的負(fù)載試驗中，通常是把變壓器銘牌或變壓器出廠合格證上的額定容量作為已知量輸入測試儀。
所以當(dāng)出現(xiàn)銘牌或合格證上的額定容量和變壓器實際的額定容量不符時，變壓器參數(shù)測試儀測出來的阻抗電壓值是有偏差的，這個偏差往往超出了國標(biāo)允許的范圍。
下面分析一下把額定容量這個參數(shù)作為變量時，則其對應(yīng)的阻抗電壓的變化。
1、輸入容量比實際容量小，則阻抗電壓偏小
在（2）式的各參數(shù)中，額定電壓UN是一定的，繞組的電抗XT對于同一臺變壓器來說也是一定的。在負(fù)載試驗中，變壓器容量作為已知量輸入變壓器參數(shù)測試儀，當(dāng)輸入的容量值比變壓器的實際容量小時，根據(jù)（2）式可知，這時計算出來的阻抗電壓值偏小。
