變壓器功率損耗測試

電力變壓器被開發(fā)用于變電站的電能轉(zhuǎn)換，電氣設(shè)備的電隔離，電路中的電壓適配等領(lǐng)域。在變壓器的開發(fā)過程中，型式試驗(yàn)、常規(guī)檢測和驗(yàn)收測試都需要遵循IEC?60076標(biāo)準(zhǔn)中的測試要求。在工廠內(nèi)，所有標(biāo)準(zhǔn)中描述的測試項(xiàng)都需要執(zhí)行，包括空載電流、短路阻抗和有載/空載損耗。要完成這些測試尤其需要一臺高精度的功率分析儀。典型的使用功率分析儀的空載測試接線示意圖如Figure 1所示。

ZES?ZIMMER功率分析儀LMG600系列是個理想的選擇，能夠精確測量功率損耗，得益于它杰出的低功率因素下的精度保證。豐富的軟件功能為大量參數(shù)測量獲取鋪平了道路，使IEC 60076中描述的各個測量結(jié)果都能被獲得。LMG600系列的另一優(yōu)點(diǎn)是可以按照測量需要搭配所需的通道數(shù)，節(jié)約成本。對于三相變壓器，常規(guī)的測試只需配置3個測量通道。

短路阻抗和有載損耗的測量

Figure2是一個三相變壓器的各相電壓、電流和功率測量示意圖。在此基礎(chǔ)上，LMG還測量了短路阻抗中的電阻和電抗值以及有載功率損耗。這些參數(shù)需要測量并和宣稱的公差進(jìn)行比較，來確定是否存在可能的繞組變形。

用戶自定義界面-添加所有需要的測量值在同一個界面中，方便查看，提高效率。

空載損耗和空載電流的測量

Figure 3與?Figure?2相似，只是沒有接負(fù)載，可以測量空載損耗和空載電流。

依據(jù)IEC?60076-1，功率測量分別是空載損耗和修正后的空載損耗，修正公式如下:

通過儀器自帶的強(qiáng)大腳本編輯功能，可以輕松完成修正計(jì)算。計(jì)算每相和整個系統(tǒng)的空載功率損耗修正值，再使用界面自定義功能將所需的各項(xiàng)測量計(jì)算結(jié)果放在同一界面中查看。

變壓器效率測試

在大多數(shù)常規(guī)測試中，變壓器的效率首先通過測量功率損耗來計(jì)算，其次才是通過測量輸入/輸出功率。效率計(jì)算公式如下：

執(zhí)行完有載和空載損耗測量確定變壓器的鐵損和銅損之后，兩者都可添加到總功率損耗中。LMG600系列提供了全面的數(shù)據(jù)記錄功能，并可將帶有時間戳的數(shù)據(jù)導(dǎo)出成Excel、Matlab或Octave格式。這方便了后期的數(shù)據(jù)處理，比如在本例中的變壓器效率計(jì)算。

還可以通過直接測量輸入/輸出功耗來計(jì)算效率和相移。對于三相變壓器，這種方法就需要在一次側(cè)有3個AC功率測量通道，二次側(cè)亦然，如Figure 4所示。因此你也可以給LMG671配置6個功率測量通道來直接測量變壓器總效率，這樣確保了所有測量值是在相同測量環(huán)境下獲得的。同樣的方法也可以用來確定電壓比，以此檢查變壓器繞組的匝數(shù)。

類似地，效率測試還可以用兩瓦法來進(jìn)行測量。這將減少所需要的功率測量通道數(shù)。對于50/60Hz的測量，外殼和電源線的對地電容應(yīng)該對測量結(jié)果不會有什么影響。我們建議的還是前面提及的更精確的測量方法，即使需要6個測量通道。

一般而言，變壓器效率是在有載和空載損耗測量之后進(jìn)行計(jì)算所得，這就意味著數(shù)據(jù)的后期處理，所需要的功率測量通道數(shù)是3個，假設(shè)是三相變壓器的話。

對于三項(xiàng)變壓器效率的直接測量，需要6個功率測量通道。兩瓦法所需的測量通道數(shù)少一個，但不如三瓦法精確。

變比測試和相移

確定繞組間的空載電壓比。通過LMG功率分析儀，可以同時測量兩個繞組的電壓，再使用內(nèi)置的腳本編輯功能計(jì)算得到變比值。

根據(jù)變壓器的結(jié)果和其連接組，線電壓之間會產(chǎn)生相移。相移的測量可以通過變比測試時比較矢量電壓來確定。

這意味著，變比和相移這兩個測量項(xiàng)可以在一次測試中獲得，節(jié)省時間。

最適合你的通道模塊

實(shí)際上對于功率分析儀的測量輸入性能沒有固定要求。最重要的特性參數(shù)如模擬帶寬、低功率因素下的精度和電壓電流量程，是由被測變壓器和它的功率和精度而定。Figure 5展示了我們提供的三種可供選擇的通道模塊的參數(shù)差異，用戶可根據(jù)自己的測試需求自由選擇。

一些變壓器應(yīng)用于低功率、高頻率場景，一些變壓器應(yīng)用于高功率、50/60Hz工頻場景。LMG600系列提供直接測量：

■ Voltage up?1000Vrms

■?Current up to?32Arms

若需更高量程的話，ZES ZIMMER提供連接方便的電壓/電流傳感器。

極高精度的測量并不總是必須的，但是是我們所推薦的。考慮到高功率變壓器，實(shí)際值和宣稱值之間的一點(diǎn)點(diǎn)差異都意味著高成本代價，相比而言，測試儀器上投入倒顯得微不足道。尤其是在空載條件下，功率因素極低，功率分析儀也要保證高精度。LMG600系列A模塊在功率因素接近于0的情況下依然能保證其高精度。所有的功率精度影響因素都已被我們考慮在內(nèi)而后我們給出了精度規(guī)格。沒有其它復(fù)雜的誤差項(xiàng)需要額外考慮。

更多的益處

■ 諧波分析:?測量諧波分量和總諧波失真值

■?星三角轉(zhuǎn)換:不需要改變外部接線實(shí)現(xiàn)線電壓和相電壓之間的自由切換

■?浪涌電流:測量、記錄和查看浪涌電流數(shù)值

■?矢量組測試:查看矢量圖確認(rèn)電壓相位關(guān)系來決定組別連接

■?磁平衡測試:通過對小電流的高精度測量檢查磁回路的不平衡

■?低功率因素校驗(yàn):ZES ZIMMER 提供低功率因素下的精度校驗(yàn)報(bào)告