变压器--配电变压器容量测试分析

变压器--配电变压器容量测试分析 配电变压器容量测试分析 大部分电力用户均是以10KV配电变压器接入电力网，按照现行的内部制定价，用户入网需要缴纳以变压器容量为基础的基本电费。由于无科学合理的手段在现场对配电变压器容量进行判定，供电部门尚未开展容量测试工作，因此一些不法用户为逃避基本电费而虚报容量或更改铭牌，致使申报配电变压器容量与真实容量不相符的现象较为普遍，此类问题已引起了有关部门的关注。 由于传统的容量测试方法有着许多局限性，仪器厂家已研制了配电变压器的容量测试设备，此类仪器是基于对比法(和国标参数进行对比)进行容量测试判定，经过大量试验和理论研究，证明了仪器用于配电变压器容量测试是可行的。鉴于配电变压器容量的测试目前尚无可言，而对用户容量的判定具有相当的严肃性，在实际容量测试判定中如果由于测试方法(设备)不当，可能会导致测试结果错误，重者会导致法律纠纷。由于目前变压器测试尚处在起步阶段，以下通过大量现场试验资料，针对利用测试和判断配电变压器容量提出见解。 1 配电变压器容量的判定 变压器的额定容量为一区间值。尤其是油浸式变压器，其过负荷能力非常强，厂家生产时都留有很大的裕度，所以变压器的容量实际上是一个范围，而不是一个确定值。在生产流程上，当变压器电压等级和容量给定后，厂家即可根据相关标准相应的铁心结构等，经过一些性能指标测试合格即可出厂，对于其容量并没有科学的办法验证其准确值。对于某个已知容量的变压器，它的实际容量在铭牌额定容量的某个范围都被认为是合格的，用仪器鉴通过测量变压器相关性能参数进行实际容量判定均采用比较法，即用测试结果和国家标 准或者行业进行比较，计算试验结果与国标的偏差值要求在GB/T6451和GB1094标准规定的误差范围之内。 标准的配电变压器可以直接判定容量，非标准变压器容量测试时，应知高低压侧电压，铭牌阻抗电压，额定挡位，真实的阻抗电压值。 非标准容量测试时，可以先按标准容量测试方法进行盲判得出容量供参考，再以铭牌容量或测试出的容量，设置相应的参数进行负载测试，得出相应容量下的阻抗电压值后，利用阻抗电压比较法进行推算;然后根据推算情况，再设置其它容量进行测试，进行反复比较得出正确的容量。也可以通过测试相关的参数，根据容量公式进行验算。如果阻抗电压值不准确，可以通过负载试验得出其真实短路阻抗值。 通过仪器测试容量方法的权威性还有待进一步的论证，但从试验可以看出，仪器测试结果加实际的数据分析得出的容量完全具有真实性，如果用户对测试结果有分歧，可以在此基础上，应再利用其他方法判定，如容量型式试验。 2 配电变压器容量的测试 2.1 配电变压器容量测试要求 变压器铭牌参数一般有:(1)变压器高、低压侧额定电压;(2)变压器的绕组联结组别;(3)变压器挡位，测试时要求在额定挡;(4)变压器的阻抗电压;(5)变压器的铭牌容量;(6)变压器的型式。按照国家标准生产的变压器，其相应的一些技术参数就是依据国标进行设计的，因此已生产出的各种容量的标准变压器对应的性能参数，非标准变压器也有相应的性能参数。 而现实存在三种情况:(1)变压器没有名牌或者名牌模糊无法确定真实容量;(2)名牌容量和变压器实际容量不符，一般是名牌容量小于实际容量;(3)测试条 件不能满足测试必备条件要求。如果对变压器容量有疑问而不能准确判断出变压器容量就找用户索赔，容易导致法律纠纷。因此对变压器容量准确的测量非常必要。 2.2配电变压器容量判定 容量测试有5个步骤;(1)进行容量直测，即测试时不输入参数，只需加入相应电压，仪器便能直接读取容量值;(2)进行负载试验获得变压器的相关性能参数;(3)进行空载试验获得变压器的空载损耗;(4)通过测试数据，分析变压器属于标准变压器或非标准变压器;(5)根据判断结果再按相应的方法进行测试。如果是非标(容量)变压器则按非标方法测试。一般来说，并不是5个步骤都需要做，可以根据情况而定。 容量判定可以利用三元素法进行。三元素即阴抗电压、负载损耗和空载损耗。通过解析变压器负载试验和空载试验的结果之间的比例关系来判定。其判定的标准率可达到99.8,以上。 2.3 不同情况变压器容量测试 2.3.1 变压器没有铭牌 除知变压器高、低压侧电压外，其他参数均不得知。如某变压器无铭牌、容量未知，高压侧额定电压为10KV，低压侧额定电压为400V ，通过查看可知绕组联结为Yyno，挡位位于额定挡。 首先按设备测试方法进行盲判，仪器给出容量为630KVA。要进一眇验证测试结果，需继续试验。根据仪器使用方法按630KVA和500KVA进行负载试验，测试数据和与国标对比的结果分别见表1和表2。 表1 变压器容量为630KVA测试结果 加压相 电压/V 电流/A 有功功率W 频率/Hz 149.680 10.493 428.146 50.020 A相 148.990 10.213 400.698 B相 146.770 10.032 408.979 C相 阻抗电压Uk75负载损耗 空载损耗P0/W Pk75/KW , 仪器归算结果 4.56 9.671 1273.80 变压器铭牌 (国标)4.5 (国标)6.20 国标1200.00 +1.3 +55.00 +0.61 两者之间误差, 表2 变压器容量为500KVA测试结果 加压相 电压/V 电流/A 有功功率W 频率/Hz 132.470 9.340 334.205 50.044 A相 133.970 9.289 331.526 B相 132.720 9.164 335.259 C相 阻抗电压Uk75负载损耗 空载损耗P0/W Pk75/KW , 仪器归算结果 3.590 6.025 变压器铭牌 (国标)4.5 (国标)6.20 -25.3 +20.00 两者之间误差, 通过比较判断该变压器的实际型号应为S9—630/10，可能由于电磁线的材料或短路连接线接触不良导致负载损耗超标较多，但阻抗电压同S9——国标规 定值最接近，因此该变压器型号确定为S9——630/10。 2.3.2 变压器铭牌参数齐全，挡位位于额定挡 此种情况，参照上一种情况进行判断，应注意，有些厂家仪器对高压侧额定电压不同进行盲判时，不能准确判断容量，比如10KV和10.5KV，就不能准确判断。额定电压不同，判断结果会使容量出现一个等级的误差。 2.3.3 变压器铭牌参数齐全，挡位位于非额定挡 此种情况，仪器进行盲判时给出的容量与真实容量或者是与铭牌容量有差距，因此需要认真分析。 如果变压器铭牌标有S9—500KVA，高压侧额定电压为10KV，低压侧额定电压为400KV，绕组联接为Yyn0，变压器铭牌标定阻抗电压4.09,。测试时因变压器本身分接开关不良，测试只可在9.5KV挡进行测试。 先按要求盲测得出容量为630KVA(10KV)。由于名牌容量为500KVA及测量时末满足要求条件，该测定结果不能就判定为630KVA。 根据仪器使用方法，按高压侧额定电压设定为9.5KV，对630、500KVA两种容量分别进行负载试验，测试数据和与国标对比的结果分别见表3、表4。 表4数据表明，9.5KV挡位的阻抗电压小于额定电压挡阻抗电压符合规律;变压器的额定空载试验结果;P0=890.581W，符合国标S9—500/10型变压器的指标(960W)，误差为了7,。因此，该变压器容量判断为500KVA。 通过试验数据，利用阻抗电压与短路阻抗的关系推算出该变压器的容量为515KVA，则该变压器实际容量为500KVA。 2.3.4 变压器铭牌容量虚假 表3 变压器容量为630KVA测试结果 加压相 电压/V 电流/A 有功功率W 频率/Hz 139.520 9.827 335.950 50.020 A相 139.480 9.752 331.356 B相 139.490 9.644 330.783 C相 9.5KV挡位负载损耗 仪器归算结果 Pk75/KW Uk75, (9.5KV挡位值) 4.997 9.558 4.09 变压器铭牌 (国标)6.20 +27.80 +54.00 两者之间误差, 表4 变压器容量为500KVA测试结果 加压相 电压/V 电流/A 有功功率W 频率/Hz 140.610 9.907 341.100 50.044 A相 140.190 9.803 334.753 B相 140.500 9.726 336.126 C相 9.5KV挡位值负载损耗 空载损耗P0/W 仪器归算结果 Pk75/KW Uk75, (9.5KV挡位值) 3.964 6.016 4.09 变压器铭牌 (国标)5.10 +3.00 +17.00 两者之间误差, 1)铭牌容量为非标准容量。已知一变压器铭牌容量为350KVA，高压侧额定电压 为10KV低压侧额定电压为400V，变压器铭牌标定阻抗3.90,，对该变压器进行容量测试。 这种情况较为复杂，从概念上讲该变压器应该属于非标准变压器，但是除容量外，其他都是标准配电变压器的参数特征。针对这种情况，先应判定该变压器是标准的还是非标准的。再根据判定结果采用相应的方法判断出容量。 首先进行变压器容量盲判，仪器判定容量为315KVA。然后，设值变压器容量为315KVA，分别进行负载、空载试验，结果分别见表5表6。 表5 变压器容量为630KVA测试结果 加压相 电压/V 电流/A 有功功率W 频率/Hz 98.584 3.875 122.942 49.999 A相 99.545 3.935 127.191 B相 98.540 3.898 126.357 C相 阻抗电压Uk75, 负载损耗Pk75/KW 仪器归算结果( 3.99 5.006 3.90 变压器铭牌 +2.3 两者之间误差, 表6 表5的变压器在额定电压下空载试验结果 加压相 电压V 电流A 有功功率/W 频率HZ 23.520 6.217 +74.735 A相 230.780 4.713 +183.227 B相 231.180 6.113 +460.017 C相 400.370 5.618 737.979 49.981 平均值 空载损耗P0/W 空载电流百分数/, 仪器归算结果 736.570 1.246 由表5可见，该变压器属于标准变压器，容量应为315KVA，而非315KVA。 从表6中仪器归算结果说明，仪器判定变压器型式为:S7型容量为315KVA变压器。 因此，判定该被试变压器的实际容量为315KVA、型号为S7-315/10。其空载损耗、负载损耗、阻抗电压的数值与国标S7型变压器的指标相符，数值的偏差也全部在规定偏差允许范围以内。 2)铭牌容量被篡改。如标准变压器中报容量即铭牌容量为315KVA/S9，高压侧额定电压10KV，低压侧额定电压为400V，变压器铭牌标定阻抗电压为4.15,，绕组联结Yyn0;挡位在额定挡。 首先进行变压器盲判，仪器判定容量为500KVA(10KV)。然后分别设定变压器容量为500及315KVA进行负载试验，从试验结果表明该变压器的实际容量应为500KVA(10KV)，由于电磁线的材料或短路连接接线接触不良导致负载损耗超标较多，但阻抗电压及负载损耗同S9国标规定值最接近，315KVA的结果数据与国标规定值相差甚远。因此，该变压器型号确定为S9-500/10。 前面所有情况均要求铭牌阻抗电压正确。 3 目前判定配电变压器容量存在的问题。 针对目前在变压器容量测试中可能会存在的问题，进行分析并建议如下。 1) 对于国标配电变压器，目前有配变容量测试仪可直接测试结果，建议不在采用传统仪表法测试，避免测试偏差。 2) 当用阻抗电压比较法进行非标变压器测量时，必须确认变压器的阻抗电压是正确的。一般情况下用户更改容量不会改变阻抗电压，因为这和变压器的保护定值有关联。在出现极端的情况下，用户会把阻抗电压一起改掉，即铭牌上的容量和短路阻抗均是虚假的或者无铭牌参数，针对这种情况的解决办法; (1) 设定铭牌容量测试阻抗电压。如果不符，则需要用户提供真实阻抗电压如果用户不提供阻抗电压，则采用测试值。如果用户均不承认，就必须提取性能试验，结合测试的损耗值进行综合判断。 (2)出现测试容量、阻抗电压和铭牌容量均符合的情况下，同样要核实其阻抗电压真实性。需要厂家出示变压器的性能参数测试报告。 (3) 测试变压器相应的性能参数，利用参数进行容量推算。 3) 按照相关要求，变压器运行时必须具有铭牌。当出现配电变压器无铭牌的情况，要求用户必须提供铭牌并且要对其进行重新核定铭牌参数，否则通过仪器涔涔测定。 4) 如果用户承认测试结果，则追补基本电费;如果用户不认同这种情况，就要求用户提供变压器在出厂时的出厂报告或交接试验验收报告(有变压器的各种性能参数测试，得用电流互感器选取等情况综合判定。 5)用户如果仍不承认测试结果，则进行温升试验或者进行变压器解剖来判定其容量。如果现场试验条件不允许，可以返厂进行。同时请技术监督局介入判定。 4 结语 通过以上方法和大量的现场实际测量，配电变压器容量测试的结果应该是真实可信并且完全具有说服力。程序上也可以保证做到公开、公平、公正。如果用户仍不承认，可以走入司法程序判定，这是一种很极端的情况。对于电力 企业来讲，这种通过了大量的试验验证，测试结果是可以相信的，在日常的生 产经营中，可以进行推广。