CN104181429B - 一种三绕组变压器损耗在线测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三绕组变压器损耗在线测量系统，该系统包括用于测量三绕组变压器电压和电流的电压互感器和电流互感器，所述的电压互感器和电流互感器的输出端与采集卡相连，采集卡将采集的电压/电流信号经过A/D转换后，根据互感器校准数据进行修正，计算相电压/相电流，通过快速傅里叶变换，得到三绕组三相的电流和电压的基波分量和各谐波分量后根据损耗公式进行损耗的计算，本发明能够在变压器内部参数未知的情况下，在线测量三绕组变压器损耗，具备9路电压信号及9路电流信号的同步采集、保存、分析及处理能力，能够对由互感器精度及角差、二次信号传输干扰、谐波等因素导致的测量误差进行有效补偿、校正。

Description

一种三绕组变压器损耗在线测量系统

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体公开了一种三绕组变压器损耗在线测量系统。

背景技术

电力工业是国家经济建设的基础，电力安全在电力工业中有着举足轻重的地位。随着国民经济的发展和现代化技术的进步，对电力的需求日益增大，电力系统的额定电压等级和额定电流都有大幅度的提高和增加。作为电网核心设备的电力变压器，其运行可靠性直接关系电力系统的安全稳定。国内外统计均表明，变电设备中变压器事故引起的非计划停运时间最长，且修复时间长、费用高、影响面广。单台容量为360MVA变压器故障可能会影响数十万户以上人口的供电，其更换费用更是可达数千万元以上，因此对其健康状况进行检测，确保设备安全可靠运行是非常迫切和有意义的。变压器是电力系统中的能耗大户，由于变压器使用数量大、分布广泛，因此变压器效率的微小变动，其损耗的改变量也非常大。变压器的运行效率随着运行年限的增加，以及长期的运行环境恶劣，其运行效率会逐渐降低，并且由于运行参数老化、损耗增高、缺陷增多，其运行可靠性也会变差，这些变压器不仅严重威胁着电网的安全运行，而且每年因此而浪费的电能资源也是十分巨大的，故对其能耗情况进行分析研究，对于节约能源、优化环境、实现电网的经济运行具有很重大的意义。

变压器空载损耗和负载损耗数值的大小和变压器的制造工艺、运行方式以及供电质量相关。变压器的励磁特性是由空载试验确定的，通过空载试验可以测量出变压器的空载损耗和空载电流，也可以检验变压器铁芯的设计和制造是否满足技术条件的要求和标准以及变压器磁路中发生的问题、绕组匝间短路和变压器的整体缺陷。通过短路试验可以测量变压器的负载损耗和短路阻抗，从而可以检测这两个重要的性能参数能够满足技术标准，同时也可以检测变压器绕组内是否存在缺陷问题。因此，通过检测变压器的空载损耗和负载损耗等参数能够及时了解变压器的运行情况并可以提前预测相关故障的发生状况。

空载损耗和负载损耗是变压器的两个重要参数，一方面表示变压器在实际运行中的效率，另一方面也表明变压器是否存在问题，还能否满足正常运行要求。现在主要通过离线实验来测量变压器的损耗，费时费力，影响供电连续性。三绕组变压器损耗在线测量，需要处理的信号较多，对同步性要求高，计算复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术缺点，提供一种能够实现多通道数据同步采集和损耗测量算法优化，提高变压器损耗带电测量精度的三绕组变压器损耗在线测量系统。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：包括用于测量三绕组变压器电压和电流的电压互感器和电流互感器，所述的电压互感器和电流互感器的输出端与采集卡相连，采集卡将采集的电压/电流信号经过A/D转换后，根据互感器校准数据进行修正，计算相电压/相电流，通过快速傅里叶变换，得到三绕组三相的电流和电压的基波分量和各谐波分量后根据损耗计算方法进行损耗的计算。

所述的电压互感器包括电压互感器PT1、电压互感器PT2、电压互感器PT3，电压互感器PT4、电压互感器PT5、电压互感器PT6、电压互感器PT7、电压互感器PT8和电压互感器PT9；

其中，电压互感器PT1、电压互感器PT2和电压互感器PT3分别用于测量三绕组变压器高压绕组A相、B相、C相的输出电压，电压互感器PT1、电压互感器PT2和电压互感器PT3均与高压电压调理电路的分压网络相连接，且通过高压电压调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出到高压绕组采集卡；

电压互感器PT4、电压互感器PT5和电压互感器PT6分别用于测量三绕组变压器中压绕组A相、B相、C相的输出电压，电压互感器PT4、电压互感器PT5和电压互感器PT6均与中压电压调理电路的分压网络相连接，通过中压电压调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出到中压绕组采集卡；

电压互感器PT7、电压互感器PT8和电压互感器PT9分别用于测量三绕组变压器的低压绕组A相、B相、C相的输出电压，电压互感器PT7、电压互感器PT8和电压互感器PT9均与低压电压调理电路的分压网络相连接，且通过低压电压调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出到低压绕组采集卡；

所述的电流互感器包括电流互感器CT1、电流互感器CT2、电流互感器CT3、电流互感器CT4、电流互感器CT5、电流互感器CT6、电流互感器CT7、电流互感器CT8、电流互感器CT9；

其中，电流互感器CT1，电流互感器CT2和电流互感器CT3分别用于测量三绕组变压器的高压绕组A相、B相、C相的输出电流，电流互感器CT1，电流互感器CT2和电流互感器CT3均与高压电流调理电路的转换电路相连接，且通过高压电流调理电路的隔离电路将电流信号隔离输出到高压绕组采集卡；

电流互感器CT4，电流互感器CT5和电流互感器CT6分别用于测量三绕组变压器的中压绕组A相、B相、C相的输出电流，电流互感器CT4，电流互感器CT5和电流互感器CT6均与中压电流调理电路的转换电路相连接，且通过中压电流调理电路的隔离电路将电流信号隔离输出到中压绕组采集卡；

电流互感器CT7，电流互感器CT8和电流互感器CT9分别用于测量三绕组变压器的低压绕组A相、B相、C相的输出电流，电流互感器CT7，电流互感器CT8和电流互感器CT9与低压电流调理电路的转换电路相连接，通过低压电流调理电路的隔离电路将电流信号隔离输出到低压绕组采集卡；

其中，高压绕组采集卡、中压绕组采集卡以及低压绕组采集卡将采集到的电压和电流信号，经过A/D转换，将数字信号传输到计算机，计算机根据预先输入的互感器校准数据进行修正，并将采集到的线电压、线电流，转换为相电压、相电流；通过快速傅里叶变换，得到三绕组变压器的电流和电压的基波分量和各谐波分量，根据损耗计算方法得出三绕组变压器损耗。

所述的损耗计算方法为：

A.在已知变压器内部参数时：

通过快速傅里叶变换，得到三绕组变压器的电流和电压的基波分量和各谐波分量，并计算其有效值；

基波分量有效值计算公式：

h次谐波有效值计算公式：

其中，I_1n为经过快速傅里叶变换后，第n次采集量中的基波分量，I_hn为经过快速傅里叶变换后，第n次采集量中的h次谐波分量；N是一个周期采集次数；

因三绕组变压器绕组电阻发热而导致的铜耗为：

其中，I_A1(1)、I_B1(1)、I_C1(1)为流过高压绕组A相、B相、C相的电流基波分量有效值；I_A1(2)、I_B1(2)、I_C1(2)为流过中压绕组A相、B相、C相的电流基波分量有效值；I_A1(3)、I_B1(3)、I_C1(3)为流过低压绕组A相、B相、C相的电流基波分量有效值。

因三绕组变压器电流波形畸变，谐波影响下增大的绕组损耗为：

总铜耗为P_Cu＝P_Cu1+P_Cuh；

其中，m为谐波最高次数，R_A1(1)、R_B1(1)、R_C1(1)分别为基波下三绕组变压器A相、B相、C相的高压绕组电阻，R_A1(2)、R_B1(2)、R_C1(2)为基波下三绕组变压器A相、B相、C相的中压绕组电阻，R_A1(3)、R_B1(3)、R_C1(3)为基波下三绕组变压器A相、B相、C相的低压绕组电阻，R_Ah(1)、R_Bh(1)、R_Ch(1)分别为h次谐波下A相、B相、C相的高压绕组电阻，R_Ah(2)、R_Bh(2)、R_Ch(2)为h次谐波下的A相、B相、C相的中压绕组电阻，R_Ah(3)、R_Bh(3)、R_Ch(3)为h次谐波下的A相、B相、C相的低压绕组电阻，I_Ah(1)、I_Ah(2)、I_Ah(3)为流过A相高中低压绕组的h次谐波有效值；I_Bh(1)、I_Bh(2)、I_Bh(3)为流过B相高中低压绕组的h次谐波有效值；

I_Ch(1)、I_Ch(2)、I_Ch(3)为流过C相高中低压绕组的h次谐波有效值；

因铁芯磁滞损耗和涡流损耗导致的铁耗为：

m为谐波最高次数，R_Ah为h次谐波下变压器A相激磁电阻，R_Bh为h次谐波下变压器B相激磁电阻，R_Ch为h次谐波下变压器C相激磁电阻，N是一个周期采集次数，K₂₁为中压侧和高压侧的电压比，K₃₁为低压侧和高压侧的电压比,i_Ahn(1)、i_Bhn(1)、i_Chn(1)、是高压侧A相、B相、C相电流的h次谐波分量，i_Ahn(2)、i_Bhn(2)、ic_hn(2)是中压侧A相、B相、C相电流的h次谐波分量，i_Ahn(3)、i_Bhn(3)、ic_hn(3)是低压侧A相、B相、C相电流的h次谐波分量；

三绕组变压器总损耗为：P＝P_Fe+P_Cu；

B.当三绕组变压器内部电路参数未知时：

根据三绕组变压器等效电路，由于三绕组升压变压器中，中压绕组排列在高、低压绕组的中间，等效阻抗接近为零，利用中压绕组等效阻抗很小的特点，损耗计算公式为：

其中，P₁、P₂和、P₃分别为高压侧输出功率、中压侧输出功率以及低压侧输出功率，V₁、i₁为高压侧电压、电流瞬时值；v₂＇、i₂＇为中压侧电压、电流在高压侧的瞬时归算值；v₃＇、i₃＇为低压侧电压、电流在高压侧的瞬时归算值。

当三绕组变压器内部电路参数未知时：

铁芯损耗计算方法为：

N是一个周期采集次数，K₂₁为中压侧和高压侧的电压比，K₃₁为低压侧和高压侧的电压比；u_An(2)为A相中压绕组的电压第n次采集量，u_Bn(2)为B相中压绕组的电压第n次采集量，u_Cn(2)为C相中压绕组的电压第n次采集量；i_An(1)为A相高压绕组的电流第n次采集量，i_An(2)为A相中压绕组的电流第n次采集量，i_An(3)为A相低压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(1)为B相高压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(2)为B相中压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(3)为B相低压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(1)为C相高压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(2)为C相中压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(3)为C相低压绕组的电流第n次采集量。

当三绕组变压器内部电路参数未知时：

铜耗计算方法为：

A相铜耗为：

B相铜耗为：

C相铜耗为：

总铜耗为P_Cu＝P_ACu+P_BCu+P_CCu；

其中，u_An(1)为高压侧A相电压的第n次采集量、u_Bn(1)为高压侧B相电压的第n次采集量、u_Cn(1)为高压侧C相电压的第n次采集量，u_An(2)为A相中压绕组的电压采集量，u_Bn(2)为B相中压绕组的电压第n次采集量，u_Cn(2)为C相中压绕组的电压第n次采集量；i_An(1)为A相高压绕组的电流第n次采集量，i_An(2)为A相中压绕组的电流第n次采集量，i_An(3)为A相低压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(1)为B相高压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(2)为B相中压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(3)为B相低压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(1)为C相高压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(2)为C相中压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(3)为C相低压绕组的电流第n次采集量。

所述的采集卡采用同步触发、同步采集，能够实现18路信号的同步采集，保证信号的同步性。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明使用带电检测新方法，实现多通道数据同步采集和损耗测量算法优化，提高了变压器损耗带电测量精度，通过测量三绕组变压器高中低压侧的电压、电流完成对运行中变压器损耗的在线测量，能够对由互感器精度及角差、二次信号传输干扰、谐波等因素导致的测量误差进行有效补偿、校正；测量准确、快速；不但可以得到变压器总损耗，还可以分别得到铜耗和铁耗的数值，为变压器状态评估提供依据。

附图说明

图1是本发明的总体结构图；

图2是本发明的电压互感器和电流互感器的安装位置图；

图3是本发明的信号采集系统结构图；

图4是本发明的损耗计算流程图；

图5是本发明的三绕组变压器等效电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详细说明：

参见图1至图4，本发明的一种三绕组变压器损耗在线检测系统，包括用于测量三绕组变压器高压绕组A相、B相、C相输出电压的电压互感器PT1、PT2、PT3，电压互感器PT1、PT2、PT3与高压电压调理电路的分压网络相连接，通过高压电压调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出到高压绕组采集卡；

用于测量三绕组变压器的高压绕组A相、B相、C相输出电流的电流互感器CT1，CT2，CT3，电流互感器CT1，CT2，CT3与高压电流调理电路的转换电路相连接，通过高压电流调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出到高压绕组采集卡；

用于测量三绕组变压器的中压绕组A相、B相、C相输出电压的电压互感器PT4、PT5、PT6，电压互感器PT4、PT5、PT6与中压电压调理电路的分压网络相连接，通过中压电压调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出到中压绕组采集卡；

用于测量三绕组变压器的中压绕组A相、B相、C相输出电流的电流互感器CT4，CT5，CT6，电流互感器CT4，CT5，CT6与中压电流调理电路的转换电路相连接，通过中压电流调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出到中压绕组采集卡；

用于测量三绕组变压器的低压绕组A相、B相、C相输出电压的电压互感器PT7、PT8、PT9，电压互感器PT7、PT8、PT9与低压电压调理电路的分压网络相连接，通过低压电压调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出到低压绕组采集卡；

用于测量三绕组变压器的低压绕组A相、B相、C相输出电流电流互感器CT7，CT8，CT9，电流互感器CT7，CT8，CT9与低压电流调理电路的转换电路相连接，通过低压电流调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出到低压绕组采集卡；

其中，高压绕组采集卡、中压绕组采集卡以及低压绕组采集卡将采集到的电压和电流信号，经过A/D转换，将数字信号传输到计算机，计算机根据预先输入的互感器校准数据进行修正，并将采集到的线电压、线电流，转换为相电压、相电流；通过快速傅里叶变换，得到三绕组变压器的电流和电压的基波分量和各谐波分量，根据损耗计算方法得出三绕组变压器损耗。

其中，损耗计算方法为：

A.在已知变压器内部参数时：

通过快速傅里叶变换，得到三绕组变压器的电流和电压的基波分量和各谐波分量，并计算其有效值；

基波分量有效值计算公式：

h次谐波有效值计算公式：

其中，I_1n为经过快速傅里叶变换后，第n次采集量中的基波分量，I_hn为经过快速傅里叶变换后，第n次采集量中的h次谐波分量；N是一个周期采集次数；

因三绕组变压器绕组电阻发热而导致的铜耗为：

其中，I_A1(1)、I_B1(1)、I_C1(1)为流过高压绕组A相、B相、C相的电流基波分量有效值；I_A1(2)、I_B1(2)、I_C1(2)为流过中压绕组A相、B相、C相的电流基波分量有效值；I_A1(3)、I_B1(3)、I_C1(3)为流过低压绕组A相、B相、C相的电流基波分量有效值。

因三绕组变压器电流波形畸变，谐波影响下增大的绕组损耗为：

总铜耗为P_Cu＝P_Cu1+P_Cuh；

其中，m为谐波最高次数，R_A1(1)、R_B1(1)、R_C1(1)分别为基波下三绕组变压器A相、B相、C相的高压绕组电阻，R_A1(2)、R_B1(2)、R_C1(2)为基波下三绕组变压器A相、B相、C相的中压绕组电阻，R_A1(3)、R_B1(3)、R_C1(3)为基波下三绕组变压器A相、B相、C相的低压绕组电阻，R_Ah(1)、R_Bh(1)、R_Ch(1)分别为h次谐波下A相、B相、C相的高压绕组电阻，R_Ah(2)、R_Bh(2)、R_Ch(2)为h次谐波下的A相、B相、C相的中压绕组电阻，R_Ah(3)、R_Bh(3)、R_Ch(3)为h次谐波下的A相、B相、C相的低压绕组电阻，I_Ah(1)、I_Ah(2)、I_Ah(3)为流过A相高中低压绕组的h次谐波有效值；I_Bh(1)、I_Bh(2)、I_Bh(3)为流过B相高中低压绕组的h次谐波有效值；I_Ch(1)、I_Ch(2)、I_Ch(3)为流过C相高中低压绕组的h次谐波有效值；

因铁芯磁滞损耗和涡流损耗导致的铁耗为：

m为谐波最高次数，R_Ah为h次谐波下变压器A相激磁电阻，R_Bh为h次谐波下变压器B相激磁电阻，R_Ch为h次谐波下变压器C相激磁电阻，N是一个周期采集次数，K₂₁为中压侧和高压侧的电压比，K₃₁为低压侧和高压侧的电压比,i_Ahn(1)、i_Bhn(1)、i_Chn(1)、是高压侧A相、B相、C相电流的h次谐波分量，i_Ahn(2)、i_Bhn(2)、ic_hn(2)是中压侧A相、B相、C相电流的h次谐波分量，i_Ahn(3)、i_Bhn(3)、ic_hn(3)是低压侧A相、B相、C相电流的h次谐波分量；

三绕组变压器总损耗为：P＝P_Fe+P_Cu；

B.当三绕组变压器内部电路参数未知时：

参见图5，根据三绕组变压器等效电路，由于三绕组升压变压器中，中压绕组排列在高、低压绕组的中间，等效阻抗接近为零，利用中压绕组等效阻抗很小的特点，损耗计算方法为：

其中，P₁、P₂和、P₃分别为高压侧输出功率、中压侧输出功率以及低压侧输出功率，V₁、i₁为高压侧电压、电流瞬时值；v₂＇、i₂＇为中压侧电压、电流在高压侧的瞬时归算值；v₃＇、i₃＇为低压侧电压、电流在高压侧的瞬时归算值，T为三绕组变压器所在电网的周期。

其中，Z1为高压绕组的阻抗；Z2’为中压绕组阻抗在高压侧的归算值；Z3’为低压绕组阻抗在高压侧的归算值；Zm为励磁阻抗；

铁芯损耗计算公式为：

N是一个周期采集次数，K₂₁为中压侧和高压侧的电压比，K₃₁为低压侧和高压侧的电压比；u_An(2)为A相中压绕组的电压第n次采集量，u_Bn(2)为B相中压绕组的电压第n次采集量，u_Cn(2)为C相中压绕组的电压第n次采集量；i_An(1)为A相高压绕组的电流第n次采集量，i_An(2)为A相中压绕组的电流第n次采集量，i_An(3)为A相低压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(1)为B相高压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(2)为B相中压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(3)为B相低压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(1)为C相高压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(2)为C相中压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(3)为C相低压绕组的电流第n次采集量。

当三绕组变压器内部电路参数未知时：

铜耗计算公式为：

A相铜耗为：

B相铜耗为：

C相铜耗为：

总铜耗为P_Cu＝P_ACu+P_BCu+P_CCu；

其中，u_An(1)为高压侧A相电压的第n次采集量、u_Bn(1)为高压侧B相电压的第n次采集量、u_Cn(1)为高压侧C相电压的第n次采集量，u_An(2)为A相中压绕组的电压采集量，u_Bn(2)为B相中压绕组的电压第n次采集量，u_Cn(2)为C相中压绕组的电压第n次采集量；i_An(1)为A相高压绕组的电流第n次采集量，i_An(2)为A相中压绕组的电流第n次采集量，i_An(3)为A相低压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(1)为B相高压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(2)为B相中压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(3)为B相低压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(1)为C相高压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(2)为C相中压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(3)为C相低压绕组的电流第n次采集量。

本发明的采集卡采用同步触发、同步采集，能够实现18路信号的同步采集，保证信号的同步性。

其中，电压互感器PT1、PT2、PT3同步测量变压器高压绕组A相、B相、C相的电压，接入高压电压调理电路，通过其中的分压网络，将±100V的电压转换为±5V可以被采集卡采集处理的电压信号，同时调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出，防止干扰。

电流互感器CT1，CT2，CT3同步测量变压器高压绕组A相、B相、C相的电流，接入高压电流调理电路，通过其中的转换电路，将±5A的电流转换为±5V可以被采集卡采集处理的电压信号。同时调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出，防止干扰。

电压互感器PT4、PT5、PT6同步测量变压器中压绕组A相、B相、C相的电压，接入中压电压调理电路，通过其中的分压网络，将±100V的电压转换为±5V可以被采集卡采集处理的电压信号。同时调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出，防止干扰。

电流互感器CT4，CT5，CT6同步测量变压器中压绕组A相、B相、C相的电流，接入中压电流调理电路，通过其中的转换电路，将±5A的电流转换为±5V可以被采集卡采集处理的电压信号。同时调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出，防止干扰。

电压互感器PT7、PT8、PT9同步测量变压器低压绕组A相、B相、C相的电压，接入低压电压调理电路，通过其中的分压网络，将±100V的电压转换为±5V可以被采集卡采集处理的电压信号。同时调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出，防止干扰。

电流互感器CT7，CT8，CT9同步测量变压器低压绕组A相、B相、C相的电流，接入低压电流调理电路，通过其中的转换电路，将±5A的电流转换为±5V可以被采集卡采集处理的电压信号。同时调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出，防止干扰。

本发明采用的采集卡使用PXI总线结构，三块采集卡在同一触发信号和同步时钟下，同步采集18路电压/电流信号，采集到的电压和电流信号，经过A/D转换，将数字信号同步传输到计算机。计算机根据预先输入的互感器校准数据进行修正。并将采集到的线电压、线电流，转换为相电压、相电流。本发明使用带电检测新方法，实现多通道数据同步采集和损耗测量算法优化，提高了变压器损耗带电测量精度，通过测量三绕组变压器高中低压侧的电压、电流完成对运行中变压器损耗的在线测量，能够对由互感器精度及角差、二次信号传输干扰、谐波等因素导致的测量误差进行有效补偿、校正；可以应用于变压器负载损耗和空载损耗带电检测。

Claims (4)

1.一种三绕组变压器损耗在线测量系统，其特征在于：包括用于测量三绕组变压器电压和电流的电压互感器和电流互感器，所述的电压互感器和电流互感器的输出端与采集卡相连，采集卡将采集的电压/电流信号经过A/D转换后，根据互感器校准数据进行修正，计算相电压/相电流，通过快速傅里叶变换，得到三绕组三相的电流和电压的基波分量和各谐波分量后根据损耗计算方法进行损耗的计算；

所述的电压互感器包括电压互感器PT1、电压互感器PT2、电压互感器PT3，电压互感器PT4、电压互感器PT5、电压互感器PT6、电压互感器PT7、电压互感器PT8和电压互感器PT9；

其中，电压互感器PT1、电压互感器PT2和电压互感器PT3分别用于测量三绕组变压器高压绕组A相、B相、C相的输出电压，电压互感器PT1、电压互感器PT2和电压互感器PT3均与高压电压调理电路的分压网络相连接，且通过高压电压调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出到高压绕组采集卡；

电压互感器PT4、电压互感器PT5和电压互感器PT6分别用于测量三绕组变压器中压绕组A相、B相、C相的输出电压，电压互感器PT4、电压互感器PT5和电压互感器PT6均与中压电压调理电路的分压网络相连接，通过中压电压调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出到中压绕组采集卡；

电压互感器PT7、电压互感器PT8和电压互感器PT9分别用于测量三绕组变压器的低压绕组A相、B相、C相的输出电压，电压互感器PT7、电压互感器PT8和电压互感器PT9均与低压电压调理电路的分压网络相连接，且通过低压电压调理电路的隔离电路将电压信号隔离输出到低压绕组采集卡；

所述的电流互感器包括电流互感器CT1、电流互感器CT2、电流互感器CT3、电流互感器CT4、电流互感器CT5、电流互感器CT6、电流互感器CT7、电流互感器CT8、电流互感器CT9；

其中，电流互感器CT1，电流互感器CT2和电流互感器CT3分别用于测量三绕组变压器的高压绕组A相、B相、C相的输出电流，电流互感器CT1，电流互感器CT2和电流互感器CT3均与高压电流调理电路的转换电路相连接，且通过高压电流调理电路的隔离电路将电流信号隔离输出到高压绕组采集卡；

电流互感器CT4，电流互感器CT5和电流互感器CT6分别用于测量三绕组变压器的中压绕组A相、B相、C相的输出电流，电流互感器CT4，电流互感器CT5和电流互感器CT6均与中压电流调理电路的转换电路相连接，且通过中压电流调理电路的隔离电路将电流信号隔离输出到中压绕组采集卡；

电流互感器CT7，电流互感器CT8和电流互感器CT9分别用于测量三绕组变压器的低压绕组A相、B相、C相的输出电流，电流互感器CT7，电流互感器CT8和电流互感器CT9与低压电流调理电路的转换电路相连接，通过低压电流调理电路的隔离电路将电流信号隔离输出到低压绕组采集卡；

其中，高压绕组采集卡、中压绕组采集卡以及低压绕组采集卡将采集到的电压和电流信号，经过A/D转换，将数字信号传输到计算机，计算机根据预先输入的互感器校准数据进行修正，并将采集到的线电压、线电流，转换为相电压、相电流；通过快速傅里叶变换，得到三绕组变压器的电流和电压的基波分量和各谐波分量，根据损耗计算方法计算得出三绕组变压器损耗；

所述的损耗计算方法为：

A.在已知变压器内部参数时：

通过快速傅里叶变换，得到三绕组变压器的电流和电压的基波分量和各谐波分量，并计算其有效值；

基波分量有效值计算公式：

h次谐波有效值计算公式：

其中，I_1n为经过快速傅里叶变换后，第n次采集量中的基波分量，I_hn为经过快速傅里叶变换后，第n次采集量中的h次谐波分量；N是一个周期采集次数；

因三绕组变压器绕组电阻发热而导致的铜耗为：

$P_{Cu1}=\left\{\begin{array}{c}\[R_{A1}\left(1\right)I_{A1}^2\left(1\right)+R_{A1}\left(2\right)I_{A1}^2\left(2\right)+R_{A1}\left(3\right)I_{A1}^2\left(3\right)\]+\\ \[R_{B1}\left(1\right)I_{B1}^2\left(1\right)+R_{B1}\left(2\right)I_{B1}^2\left(2\right)+R_{B1}\left(3\right)I_{B1}^2\left(3\right)\]+\\ \[R_{C1}\left(1\right)I_{C1}^2\left(1\right)+R_{C1}\left(2\right)I_{C1}^2\left(2\right)+R_{C1}\left(3\right)I_{C1}^2\left(3\right)\]\end{array}\right\}$

其中，I_A1(1)、I_B1(1)、I_C1(1)为流过高压绕组A相、B相、C相的电流基波分量有效值；I_A1(2)、I_B1(2)、I_C1(2)为流过中压绕组A相、B相、C相的电流基波分量有效值；I_A1(3)、I_B1(3)、I_C1(3)为流过低压绕组A相、B相、C相的电流基波分量有效值；

因三绕组变压器电流波形畸变，谐波影响下增大的绕组损耗为：

$P_{Cuh}=\underset{h=2}{\overset{m}{\Σ}}\left\{\begin{array}{c}\[R_{Ah}\left(1\right)I_{Ah}^2\left(1\right)+R_{Ah}\left(2\right)I_{Ah}^2\left(2\right)+R_{Ah}\left(3\right)I_{Ah}^2\left(3\right)\]+\\ \[R_{Bh}\left(1\right)I_{Bh}^2\left(1\right)+R_{Bh}\left(2\right)I_{Bh}^2\left(2\right)+R_{Bh}\left(3\right)I_{Bh}^2\left(3\right)\]+\\ \[R_{Ch}\left(1\right)I_{Ch}^2\left(1\right)+R_{Ch}\left(2\right)I_{Ch}^2\left(2\right)+R_{Ch}\left(3\right)I_{Ch}^2\left(3\right)\]\end{array}\right\}$

总铜耗为P_Cu＝P_Cu1+P_Cuh；

其中，m为谐波最高次数，R_A1(1)、R_B1(1)、R_C1(1)分别为基波下三绕组变压器A相、B相、C相的高压绕组电阻，R_A1(2)、R_B1(2)、R_C1(2)为基波下三绕组变压器A相、B相、C相的中压绕组电阻，R_A1(3)、R_B1(3)、R_C1(3)为基波下三绕组变压器A相、B相、C相的低压绕组电阻，R_Ah(1)、R_Bh(1)、R_Ch(1)分别为h次谐波下A相、B相、C相的高压绕组电阻，R_Ah(2)、R_Bh(2)、R_Ch(2)为h次谐波下的A相、B相、C相的中压绕组电阻，R_Ah(3)、R_Bh(3)、R_Ch(3)为h次谐波下的A相、B相、C相的低压绕组电阻，I_Ah(1)、I_Ah(2)、I_Ah(3)为流过A相高中低压绕组的h次谐波有效值；I_Bh(1)、I_Bh(2)、I_Bh(3)为流过B相高中低压绕组的h次谐波有效值；

I_Ch(1)、I_Ch(2)、I_Ch(3)为流过C相高中低压绕组的h次谐波有效值；

因铁芯磁滞损耗和涡流损耗导致的铁耗为：

$P_{Fe}=\frac{1}{N}\underset{h=1}{\overset{m}{\Σ}}\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}\left\{\begin{array}{c}{\[i_{Ahn}\left(1\right)-K_{21}{i}_{Ahn}\left(2\right)-K_{31}{i}_{Ahn}\left(3\right)\]}^2{R}_{Ah}+\\ {\[i_{Bhn}\left(1\right)-K_{21}{i}_{Bhn}\left(2\right)-K_{31}{i}_{Bhn}\left(3\right)\]}^2{R}_{Bh}+\\ {\[i_{Chn}\left(1\right)-K_{21}{i}_{Chn}\left(2\right)-K_{31}{i}_{Chn}\left(3\right)\]}^2{R}_{Ch}\end{array}\right\}$

m为谐波最高次数，R_Ah为h次谐波下变压器A相激磁电阻，R_Bh为h次谐波下变压器B相激磁电阻，R_Ch为h次谐波下变压器C相激磁电阻，N是一个周期采集次数，K₂₁为中压侧和高压侧的电压比，K₃₁为低压侧和高压侧的电压比,i_Ahn(1)、i_Bhn(1)、i_Chn(1)是高压侧A相、B相、C相电流的h次谐波分量，i_Ahn(2)、i_Bhn(2)、ic_hn(2)是中压侧A相、B相、C相电流的h次谐波分量，i_Ahn(3)、i_Bhn(3)、ic_hn(3)是低压侧A相、B相、C相电流的h次谐波分量；

三绕组变压器总损耗为：P＝P_Fe+P_Cu；

B.当三绕组变压器内部电路参数未知时：

根据三绕组变压器等效电路，由于三绕组降压变压器中，中压绕组排列在高、低压绕组的中间，等效阻抗接近为零，利用中压绕组等效阻抗很小的特点，损耗计算方法为：

$\begin{array}{c}{P}_{loss}=P_1-P_2-P_3\\ =\frac{1}{T}{\∫}_0^T{v}_1{i}_{1}dt-\frac{1}{T}{\∫}_0^T{v_2}^{\′}{i_2}^{\′}dt-\frac{1}{T}{\∫}_0^T{v_3}^{\′}{i_3}^{\′}dt\\ =\frac{1}{T}{\∫}_0^T{v_2}^{\′}(i_1-{i_2}^{\′}-{i_3}^{\′})dt\\ +\frac{1}{T}{\∫}_0^T(v_1-{v_2}^{\′})i_{1}dt+\frac{1}{T}{\∫}_0^T({v_2}^{\′}-{v_3}^{\′}){i_3}^{\′}dt\end{array}$

其中，P₁、P₂和、P₃分别为高压侧输出功率、中压侧输出功率以及低压侧输出功率，V₁、i₁为高压侧电压、电流瞬时值；v₂＇、i₂＇为中压侧电压、电流在高压侧的瞬时归算值；v₃＇、i₃＇为低压侧电压、电流在高压侧的瞬时归算值，T为三绕组变压器所在电网的周期。

2.根据权利要求1所述的一种三绕组变压器损耗在线测量系统，其特征在于：当三绕组变压器内部电路参数未知时：

铁芯损耗计算方法为：

$P_{Fe}=\frac{1}{K_{21}\·N}\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}\left\{\begin{array}{c}{u}_{An}\left(2\right)\[i_{An}\left(1\right)-K_{21}{i}_{An}\left(2\right)-K_{31}{i}_{An}\left(3\right)\]+\\ u_{Bn}\left(2\right)\[i_{Bn}\left(1\right)-K_{21}{i}_{Bn}\left(2\right)-K_{31}{i}_{Bn}\left(3\right)\]+\\ u_{Cn}\left(2\right)\[i_{Cn}\left(1\right)-K_{21}{i}_{Cn}\left(2\right)-K_{31}{i}_{Cn}\left(3\right)\]\end{array}\right\}$

N是一个周期采集次数，K₂₁为中压侧和高压侧的电压比，K₃₁为低压侧和高压侧的电压比；u_An(2)为A相中压绕组的电压第n次采集量，u_Bn(2)为B相中压绕组的电压第n次采集量，u_Cn(2)为C相中压绕组的电压第n次采集量；i_An(1)为A相高压绕组的电流第n次采集量，i_An(2)为A相中压绕组的电流第n次采集量，i_An(3)为A相低压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(1)为B相高压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(2)为B相中压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(3)为B相低压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(1)为C相高压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(2)为C相中压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(3)为C相低压绕组的电流第n次采集量。

3.根据权利要求2所述的一种三绕组变压器损耗在线测量系统，其特征在于：当三绕组变压器内部电路参数未知时：

铜耗计算方法为：

A相铜耗为：

$P_{ACu}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}\{\[u_{An}\left(1\right)-\frac{1}{K_{21}}{u}_{An}\left(2\right)\]\·i_{An}\left(1\right)+\[\frac{1}{K_{21}}{u}_{An}\left(2\right)-\frac{1}{K_{31}}{u}_{An}\left(3\right)\]\·K_{31}{i}_{An}\left(3\right)\}$

B相铜耗为：

$P_{BCu}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}\{\[u_{Bn}\left(1\right)-\frac{1}{K_{21}}{u}_{Bn}\left(2\right)\]\·i_{Bn}\left(1\right)+\[\frac{1}{K_{21}}{u}_{Bn}\left(2\right)-\frac{1}{K_{31}}{u}_{Bn}\left(3\right)\]\·K_{31}{i}_{Bn}\left(3\right)\}$

C相铜耗为：

$P_{CCu}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\Σ}}\{\[u_{Cn}\left(1\right)-\frac{1}{K_{21}}{u}_{Cn}\left(2\right)\]\·i_{Cn}\left(1\right)+\[\frac{1}{K_{21}}{u}_{Cn}\left(2\right)-\frac{1}{K_{31}}{u}_{Cn}\left(3\right)\]\·K_{31}{i}_{Cn}\left(3\right)\}$

总铜耗为P_Cu＝P_ACu+P_BCu+P_CCu；

其中，u_An(1)为高压侧A相电压的第n次采集量、u_Bn(1)为高压侧B相电压的第n次采集量、u_Cn(1)为高压侧C相电压的第n次采集量，u_An(2)为A相中压绕组的电压采集量，u_Bn(2)为B相中压绕组的电压第n次采集量，u_Cn(2)为C相中压绕组的电压第n次采集量；i_An(1)为A相高压绕组的电流第n次采集量，i_An(2)为A相中压绕组的电流第n次采集量，i_An(3)为A相低压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(1)为B相高压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(2)为B相中压绕组的电流第n次采集量，i_Bn(3)为B相低压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(1)为C相高压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(2)为C相中压绕组的电流第n次采集量，i_Cn(3)为C相低压绕组的电流第n次采集量。

4.根据权利要求1所述的一种三绕组变压器损耗在线测量系统，其特征在于：所述的采集卡采用同步触发、同步采集，能够实现18路信号的同步采集。