變壓器容量及其阻抗電壓關(guān)系的應(yīng)用

　　一、引言

　　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)量最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