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  目前都在生產低損耗變壓器。有時，同一套圖紙在不同生產廠制造低損耗變壓器時，損耗實測值相差很多。引起差別的因素很多，包括電源波形、儀表精度、接線等。本文主要介紹負載損耗與空載損耗時應注意的一些問題，以便獲得更小的誤差。

A.負載損耗測量

    不論是雙繞組還是三繞組變壓器，只能測量一對繞組的負載損耗，應在額定頻率下將近似正弦波的電壓施加在一個繞組上，此時，另一繞組短路，其它繞組(如果有的話)開路。但是，對三繞組變壓器而言，如果被測一對繞組位于最里面與最外面，中間繞組在測量負載損耗時開路，測出的負載損耗中將包括中間繞組的渦流損耗，這一損耗屬附加損耗，它與溫度成反比。

    影響負載損耗測量準確度的因素很多，新IEC76－1標準已有特殊的要求：“所有用于試驗的測量系統(tǒng)應要根據(jù)ISO9001(1987)標準第4.11條表明其具有保證的可追溯性的準確度�！睂y量系統(tǒng)準確度的規(guī)定，也將在新的IEC606中加以說明。所以，首先要保證測量系統(tǒng)的準確度。一般，測量系統(tǒng)的測不準誤差要達到3％以下。這對負載損耗測量而言，是較難達到的。

    要減少負載損耗測量誤差，應注意：

a.電源容量與電壓波形：

    電源容量要能使被試變壓器中通過額定電流，照新IEC76－1規(guī)定，“也可以不小于50％額定電流�！边@里應注意的是：一般是假設負載損耗與電流平方成正比，但是，當采用非線性材料時，負載損耗不與電流平方成正比，此時應使電源容量能輸出變壓器所需的額定電流。

    施加于變壓器的電壓應是阻抗電壓，電壓波形要近似于正弦波。一般用市電作電源時較難達到這一要求，最好用正弦波電壓波形發(fā)電機作電源。

    對選用的調壓器應不使電壓波形畸變；對選用的電流互感器應使互感器額定電流接近變壓器的額定電流，且測量級準確度應達0.1級以上，最好選用零磁通電流互感器或“雙級式”電流互感器保持較小比值差與相位差；對選用的電壓互感器應使互感器額定電壓接近變壓器的阻抗電壓，其測量級準確度也應達到0.1級以上，使電壓互感器保持較小的比值差與相位差。

    電源的頻率要準，在試驗過程中或試驗大容量變壓器時額定頻率不能變化。市電的頻率也難滿足這一要求，要有儀表監(jiān)測頻率。

    所以，在試驗報告上要證明：

    負載損耗確定與負載電流平方成正比；

    選用的電壓互感器電壓比、電流互感器的電流比接近于額定值；

    頻率表讀數(shù)始終為額定值。

b.試驗讀數(shù)的速度，與變壓器溫度的測定

    因為負載損耗值是溫度的函數(shù)，新IEC76－1的附錄E中對負載損耗的溫度校正有規(guī)定。

    如測量速度慢，負載損耗產生的溫度會使讀數(shù)不準。

    變壓器冷態(tài)溫度的測量時應使變壓器在不激磁，不帶負載下靜放一段時間后使繞組溫度接近室溫方可進行。變壓器真空干燥、注油后繞組溫度仍高于室溫時測變壓器溫度與變壓器繞組冷態(tài)電阻，測量結果是不準的。

    負載損耗中電阻損耗與溫度成正比，所有其它損耗與溫度成反比。可照IEC76－1附錄E所列公式將負載損耗測量值換算到參考溫度。換算后的負載損耗值才能列入試驗報告。

    對油浸式變壓器而言，參考溫度為75° C,對干式變壓器而言，參考溫度為各絕緣材料溫度等級的繞組允許溫升加20° C，如A級為95° C等。

    這里還有一個問題：負載損耗的溫度校正前，應將電阻損耗與附加損耗先從測出的負載損耗中分離，然后才能作溫度校正與參考溫度的換算。分離時，電阻損耗應是額定電流平方與實測電阻的乘積，要對低壓繞組的電阻測準，測量速度也應快。電阻測量的誤差直接影向額定負載損耗的誤差。

c.儀表接線

   對測量三相變壓器負載損耗而言，有雙瓦特表法與三瓦特表兩種。

    用雙瓦特表法時，雙瓦特表讀數(shù)一般是一塊表正讀數(shù)，另一塊表負讀數(shù)，對低損耗變壓器而言，測量誤差就很大。讀數(shù)時有隨機誤差，低損耗變壓器負載損耗的功率因數(shù)很小，低功率因數(shù)瓦特表的功率因數(shù)會大于負載損耗的功率因數(shù)，因此，瓦特表指示的偏轉讀數(shù)很小，讀數(shù)隨機誤差很大。因此測量低損耗變壓器負載損耗時應采用三瓦特表法接線，三瓦特表讀數(shù)為相加，瓦特表應用功率轉換表(其功率因數(shù)為零)，這樣，讀數(shù)隨機誤差可小。

    試驗報告上要說明選用的瓦特表接法、表的種類。

d.測量誤差與變壓器容量的關系

    變壓器容量越大，負載損耗的功率因數(shù)越小，也就是說，測量等值回路功率因數(shù)越小。

式中：j _k為負載損耗功率因數(shù)角，

IZ％為變壓器阻抗電壓百分數(shù)，

P_k為負載損耗，W，

S為變壓器額定容量，kVA。

以GB6451.1～.5--86標準中規(guī)定的技術參數(shù)為例：

10kV100kVA三相變壓器的cosj _k=0.50

10kV1000kVA三相變壓器的cosj _k=0.258

35kV10000kVA三相變壓器的cosj _k=0.071

110kV63000kVA三相變壓器的cosj _k=0.039

220kV120000kVA三相變壓器的cosj _k=0.027

如果，變壓器負載損耗進一步降低，即目前采用的低損耗變壓器系列，按上面

公式可知，cosj _k值還將降低。

被測出的損耗，按定義為：

P＝U×I×cosj

此公式中功率因數(shù)角用j 表示，因此式可用于空載損耗與負載損耗，是一通用公式，如代入j _k，P為負載損耗，代入空載損耗功率因數(shù)角j ₀，P為空載損耗。

組合相對誤差可由上式對兩邊取自然對數(shù)，再求微分得出：

j 為與間相位角，因j ≈90°(感性)故cosj 很小，相位差? j 前系數(shù)可簡化為：

表示測量誤差的相量圖與為功率因數(shù)函數(shù)的相對誤差見下圖：

  ? j 前系數(shù)遠大于1，這表示：預估相位角(弧度為單位)的某些相對誤差可引起預估損耗有較大的相對誤差，而電壓與電流幅值的相對誤差則沒有擴大率。

所以，測量電力變壓器負載損耗的中心問題是如何降低電壓與電流測出值的相位差。尤其大容量變壓器，cosj 越小，引起損耗測量值的誤差越大。

e.傳統(tǒng)損耗測量系統(tǒng)相位差對負載損耗誤差的影響。

   傳統(tǒng)損耗測量系統(tǒng)中包括電磁式電流與電壓互感器，以及電動式瓦特表。

    如d _u與d _i分別表示電壓與電流互感器的相位差，并以弧度為單位，同時瓦特表的線圈有電感會使接入瓦特表的電壓互感器的電壓與瓦特表電壓線圈中電流有相位滯后，此相位差為w L／R(以弧度為單位)，L為瓦特表電壓線圈的電感，R為儀表中電阻與可能的外部電阻箱電阻串聯(lián)后的總值。以d w 表示瓦特表的相位差。

    如原來被試變壓器中電壓與電流間相位角為j ，實際相位角將為：

      j ’=j +d _u-d _i-d _ω=j +d j

    如總的相位角誤差d j 為正值，于是預估功率因數(shù)cosj ’會小于正確值cosj 。

  測出損耗P＇修正值將為正值：

d j 為負值，P＇修正值為負值。

一般，相位差以電氣角度的量表示：

1分=   弧度

  例：220kV120000kVA三相變壓器的cosj _k=0.027，這些，總的相位差為3分時就會引起3.3%的測量損耗的相對誤差：

  相位差是電壓互感器與電流互感器引起的總誤差，一般而言，d i為正值，d u為負值，(d u-d i)將使實測負載損耗增大(P’修正值為負值)。

  如為三瓦特表法，每相實測損耗P₁’，P₂’，P₃’應分別校正后再相加得出總負載損耗。

  0.1級互感器的相位差允許值約±5’(電流互感器電流比選得不對時會遠大于5’)，對大容量變壓器而言也會引起不少的測量損耗的誤差�？砂磳嶋H相位差對實測值進行校正。

f.較先進的負載損耗測量系統(tǒng)

    較為先進的負載損耗測量系統(tǒng)包括：“兩級式”或“零磁通”電流轉換器，通常的電容型電壓分壓器線路，電子阻塞放大器及可調誤差補償線路，數(shù)字式電子功率轉換器。

    系統(tǒng)的單獨元件應是可調的，照標準校到較好準確度，使系統(tǒng)誤差可以忽略，由于輸出放大器作為誤差源的儀表負荷可以取消。

    全套系統(tǒng)的合成相位差可達100～200微弧度(0.3’～0.6’)，這樣，cosj _k≤0.02時的總的測量損耗誤差≤±3%)。

    因為在先進的測量系統(tǒng)中為低信號功率水平，因此在安裝時精確地對測量系統(tǒng)校驗防電磁場干擾能力是極為重要的。

g.短路用聯(lián)結線

    短路用聯(lián)結線的電流密度要低，聯(lián)結要牢靠，尤其在低壓側短路的聯(lián)結線。如電流密度較高，聯(lián)結又不牢，有較大接觸電阻，會有附加損耗產生，也是測量損耗的誤差。

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