配电变压器容量和型号检测方法的探讨

王晓强

（保定飞思特电气有限公司，河北 保定 071000）

1 配电变压器损耗与容量检测重要性

1.1 配电变压器损耗检测的重要性

运行周期长且数量众多，是配电变压器的工作特点。根据相关部门的统计数据报告，现阶段配电变压器的能耗问题是能源系统中产生能耗的主要原因。正常情况下，配电变压器的使用寿命为20 年。为了有效控制配电变压器产生的能耗，提高配电效率，必须在入网前检测其损耗与容量，检测合格方能入网。由于特殊的环境，配电变压器在工作过程中容易出现绝缘老化，从而导致局部放电和短路损增加耗，并影响能源系统的稳定。入网后的变压器也需要定期做损耗检测，有助于判断变压器运行状态和性能是否良好，并做进一步修理。降低事故发生的潜在风险，以便配电变压器可以保持良好的运行状态，延长其使用寿命，提高效益，减少损失，提高电源质量[1]。

1.2 配电变压器容量检测的重要性

电力用户大部分是以10 kV 配电变压器接入电网的。按照现行的两部制电价，用户入网需要缴纳以变压器容量为基础的基本电费。一些不法用户为逃避基本电费，会在变压器生产和使用过程中对变压器铭牌中的容量等信息进行修改或故意损毁以虚报变压器容量。入网前对变压器容量进行检测和对已入网的变压器进行容量核对，对于减少电力公司的电费损失十分必要。

2 变压器容量和型号检测方法

当变压器电压等级和容量及损耗要求给定后，厂家可以根据相关制造标准设计相应的铁芯结构，并选择线径和铁心材料，制造完成后经过性能指标测试合格就可以出厂。但是，因为配电变压器的容量测试还没有相应标准，它的容量并没有科学办法验证其准确值，而其容量实际上应该是一个范围而不是确定值。现在变压器容量测试采用的方法是与变压器生产制造标准进行比对的方法（特性除外）。通过变压器负载试验准确测定变压器阻抗电压、负载损耗，是判定检测变压器容量的主要依据，然后依据空载试验测定的空载电流和空载损耗判断型号。负载试验和空载试验的线路和方法基本相同，实际检测过程中必须在断开电网的状态下操作。损耗测量多采用三瓦法，需要的设备电压表、电流表、功率表、功率因数表等也可由多功能的电子仪器测得[2]。

2.1 配电变压器容量和型号检测的流程

为了确定配电变压器容量，首先需要进行短路阻抗测量，以判断容量的大概范围，然后测量负载损耗，并依据该值比对国标得到一个更准确的容量值。进行空载损耗测量，并依据该值比对国标以确定型号。图1显示了配电变压器的容量和型号检测流程。由于制造标准中对误差的要求和实际测量值比对时会有交叉，容量值比对时选低不选高，型号确定时能耗选高不选低，因为变压器容量越大能耗越低制造成本越高。制造厂家会选择满足要求却制造成本最低的方案，这是做如上选择判断的原因[3]。

2.2 需要用到的计算式

2.2.1 负载试验

目的是测得变压器的阻抗电压和负载损耗。方法是高压绕组施加电压（电流），低压侧用大截面的导体短路。

（1）变压器容量初步测定计算式为：

其中，Se为初步测定变压器容量；Ue为变压器高压侧额定电压；Ut、It为实测电压和电流。

图1 配变容量和型号检测的流程图

变压器容量初步测定值的温度校正，即变压器阻抗中的电感部分L不随温度变化，只有电阻部分随温度的变化而变化。因为温度升高变压器的电阻变大，其损耗会变大，实际输出容量会变小，所以要做温度校正。对于容量较大的变压器，由于电阻占比很小，可不进行温度校正。

（2）当试验电流不等于变压器绕组的额定电流时，应将试验电流下实测的负载损耗校正到额定电流和参考温度下。电流校正公式为：

Pk为校正到额定电流时的负载损耗，kW；Pkt为试验电流下实测的负载损耗，kW；It为试验时实加的试验电流，A；Ir为额定电流。

参考温度校正公式，变压器阻抗中的电感部分L不随温度变化，只有电阻部分随温度的变化而变化。对于容量较大的变压器，由于电阻占比很小，可不进行温度校正。

2.2.2 空载试验

目的是测得变压器的空载电流和空载损耗。方法是低压绕组施加电压，高压侧开路。由于电源容量不足，可以降低电压进行空载试验，但电压一般不应低于额定电压的90%。

2.3 配电变压器型号的确定

为了进一步确定配电变压器的型号并验证最初测定的容量，必须做空载试验进行验证。空载试验是测量变压器空载损耗和空载电流的方法。空载损耗主要取决于变压器的容量，铁芯结构及硅钢板材质又称为铁损[4]。配电变压器型号损耗等级代码反映了各种硅钢板和制造过程的空载损耗要求。表1 列出部分油浸式国标10 kV（6 kV）/400 V 变压器容量和型号及其负载损耗和空载损耗数据，有助于理解变压器型号的判定必须依赖于空载试验数据。

表1 部分油浸式国标10 kV（6 kV）/400 V 变压器容量和型号及其负载损耗和空载损耗数据

表1中相同容量的S9、S11、S13 和S15 负载损耗的要求是相同没有变化的，但它们的空载电流和空载损耗依次减小，即铁心材质和工艺更好。所以，相同容量的变压器其型号的判定以空载损耗的大小为依据。容量基于负载试验得到的短路阻抗、阻抗电压和负载损耗做最初确定。在测量空载损耗后，将测得的空载损耗P与对应容量的每个型号的标准空载损耗值P0相比较。得到的空载损耗测量值P与标准规定值P0的偏差不能超过15%。根据测量是否满足误差要求来确定型号，并取误差最小作为结果，然后进一步验证容量。

3 结 论

随着配电变压器检测技术和信息技术的发展，变压器损耗和容量的在线检测技术成为可能，使得评估配电变压器各项参数和故障检测排除变得更加快速和高效，为用户提供了更可靠的电力，也为电力企业节约了更多资源。为了充分利用在线检测技术优势，提高损耗检测的精度和实时性能，配电变压器的损耗和容量在线检测技术仍需不断完善，需要相关从业者不断努力。