CN107561380A - 一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验装置和实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验装置和实验方法。本发明提供的实验装置及实验方法适用于各类配电变压器，其中实验装置包括可编程控制电源，待测变压器，高精度电能质量分析仪、红外测温仪；实验方法可在谐波条件下对待测变压器高压侧三相电压、电流、有功功率、各次谐波电流有效值及绕组温度进行准确测量，据此得出变压器绕组交流电阻，与谐波次数进行比较，得出变压器绕组交流电阻与谐波次数的关系，使变压器谐波损耗计算以及配电网节能改造节能量的量化更加精确，具有较高的实用价值。
Description
技术领域
本发明提供了一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验装置及实验方法，属于实验设备技术领域。
背景技术
配电变压器是供配电系统中极其重要的电气设备，数量众多，而且随着电网末端用电负荷的增多，配电变压器单台容量越来越大。据调查，全国电网中变压器损耗约占发电总量的3％，配电变压器损耗约占整个配电网损耗的60％～80％。近年来，电力电子变流装置在电力系统、工业企业中广泛应用，使电网谐波含量增多，造成配电变压器损耗增加、温度上升、寿命和效率下降，因此，研究配电变压器谐波附加损耗具有重要的现实意义。
传统的变压器负载损耗计算通常是用直流电阻等效交流电阻或认为交流电阻为直流电阻的倍，计算结果不够精确。为准确描述变压器绕组交流电阻和谐波次数的关系，需进行实验进行探究。现有的实验是在额定条件或者近额定情况下进行的，而且实验过程中没有考虑温度对损耗的影响，对结果产生一定误差。
发明内容
本发明的目的是，提供一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验装置及实验方法。其可对各种型号的变压器进行实验，探究变压器绕组交流电阻与谐波次数的关系。实验效率高，结果可靠，成本低。
为达到此目的，本发明采用如下实验装置及实验方法，其特征包括：
(1)装置组成包括可编程控制电源，待测变压器，高精度电能质量分析仪、红外测温仪。可编程控制电源可输出三相电流，输出电压大小可调，可发出指定次数的谐波。
(2)可编程控制电源的输出端与待测变压器高压侧相连，变压器低压侧短路，中性点接地。
根据本实验平台，提供了一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验方法，其特征在于：对待测变压器进行谐波条件下的短路试验，将待测变压器低压侧短路，在高压侧分别施加不同次数谐波电流，测量变压器高压侧谐波电压、电流、有功功率以及变压器绕组温度，根据测量结果计算变压器绕组交流电阻并与谐波次数比较得出两者的关系。具体步骤为：
(1)高精度电能质量分析仪三路电压钳分别接变压器高压侧A、B、C三相，且均以中性线为参考电压，电流钳测量变压器高压侧三相电流，以此获取变压器的三相短路功率Pkt。
(2)利用红外测温仪在实验过程中不断监视变压器绕组温度，以校正变压器绕组因温度变化带来电阻计算的误差，红外测温仪枪头正对待测变压器高低压绕组缝隙，枪头距离变压器绕组上端控制在1cm以内。
(3)根据公式其中将测量得到的三相短路功率Pkt校正到75℃，然后各次谐波条件下变压器绕组交流电阻的计算利用公式以校正因温度变化而导致的电阻变化，其中，Rac为变压器绕组交流电阻，Ih为第h次谐波电流有效值。
(4)比较不同谐波次数下交流电阻的大小，得出变压器绕组交流电阻与谐波次数的关系。
本发明的一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验装置及实验方法的提出，是为了更准确地描述变压器绕组交流电阻与谐波次数的关系，以便更准确地计算变压器绕组谐波损耗，为电网节能量化提供依据。实验效率高，结果可靠，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例所需要使用的附图做简单地介绍。
图1为实验设备连接示意图；
具体实施方式
为使本发明的目的、实验方法更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
本发明提供的一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验装置和实验方法，包括可编程控制电源，待测变压器，高精度电能质量分析仪、红外测温仪，步骤如下：
步骤1)确定待测变压器型号、参数(直流电阻)以及待测变压器连接方式(Yyn0)，高压侧接可编程电源输出端，低压侧短路。
步骤2)高精度电能质量分析仪三路电压钳分别测变压器高压侧A、B、C三相实时电压，且均以中性线为参考电压，电流钳测A、B、C三相实时电流，并通过软件导出A、B、C三相实时功率以及三相总有功功率Pkt。
步骤3)红外测温仪在实验过程中不断监视变压器绕组温度，温度与三相总有功功率应为同一时间的测量值，以校正变压器绕组因温度变化带来电阻计算的误差，红外测温仪枪头正对待测变压器高低压绕组缝隙，枪头距离变压器绕组上端控制在1cm以内。
步骤4)分别设定可编程电源输出频率为基波、3、5、7……19次谐波，输出电压为220V，接通电路，测量得到各次谐波电流有效值Ih，三相谐波损耗功率Pkt·h，并记录。
步骤5)利用公式其中将温度t℃下测量的短路损耗校正到75℃。然后利用公式计算各次谐波下变压器绕组交流电阻。
步骤6)绘制变压器绕组交流电阻与谐波频率的关系曲线。
本发明的一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验装置及实验方法的提出，是为了更准确地描述变压器绕组交流电阻与谐波次数的关系，以便更准确地计算变压器绕组谐波损耗，为电网节能量化提供依据。实验效率高，结果可靠，成本低。
Claims (5)
1.一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验装置和实验方法，其特征在于：装置组成包括可编程控制电源，待测变压器，高精度电能质量分析仪、红外测温仪；对待测变压器进行谐波条件下的短路试验，将待测变压器低压侧短路，在高压侧分别施加不同次数谐波电流，测量变压器高压侧谐波电压、电流、有功功率以及变压器绕组温度，根据测量结果计算变压器绕组交流电阻并与谐波次数比较得出两者的关系。
2.根据权利要求1所述的一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验装置，其特征在于：可编程控制电源可发出指定次数的谐波，可编程控制电源与待测变压器高压侧相连，变压器低压侧短路，中性点接地。
3.根据权利要求1所述的一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验装置，其特征在于：高精度电能质量分析仪三路电压钳分别接变压器高压侧A、B、C三相，且均以中性线为参考电压，电流钳测量变压器高压侧三相电流，以此获取变压器的三相短路功率。
4.根据权利要求1所述的一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验装置，其特征在于：利用红外测温仪在实验过程中不断监视变压器绕组温度，以校正变压器绕组因温度变化带来电阻计算的误差，红外测温仪枪头正对待测变压器高低压绕组缝隙，枪头距离变压器绕组上端控制在1cm以内。
5.根据权利要求1所述的一种探究配电变压器绕组交流电阻与谐波次数关系的实验装置，其特征在于：根据公式其中将测量得到的三相短路功率Pkt校正到75℃，然后利用公式计算各次谐波条件下变压器绕组交流电阻，以校正因温度变化而导致的电阻变化，其中，Rac为h次谐波变压器绕组交流电阻，Ih为第h次谐波电流有效值。
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|---|---|---|---|---|
| CN108446843A (zh) * | 2018-03-14 | 2018-08-24 | 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 | 一种供电网络节能效果评估方法、设备及存储介质 |
| CN116027104A (zh) * | 2022-12-31 | 2023-04-28 | 郑州市金中电气有限公司 | 一种高精度现场测试电力变压器负载损耗的系统及方法 |
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