變壓器功率損耗測(cè)試：三相電能及功率質(zhì)量分析儀

電力變壓器被開發(fā)用于變電站的電能轉(zhuǎn)換，電氣設(shè)備的電隔離，電路中的電壓適配等領(lǐng)域。在變壓器的開發(fā)過(guò)程中，型式試驗(yàn)、常規(guī)檢測(cè)和驗(yàn)收測(cè)試都需要遵循IEC 60076標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)試要求。在工廠內(nèi)，所有標(biāo)準(zhǔn)中描述的測(cè)試項(xiàng)都需要執(zhí)行，包括空載電流、短路阻抗和有載/空載損耗。要完成這些測(cè)試尤其需要一臺(tái)高精度的功率分析儀。典型的使用功率分析儀的空載測(cè)試接線示意圖如Figure 1所示。

三相電能及功率質(zhì)量分析儀

ZES ZIMMER功率分析儀LMG600系列是個(gè)理想的選擇，能夠精確測(cè)量功率損耗，得益于它杰出的低功率因素下的精度保證。豐富的軟件功能為大量參數(shù)測(cè)量獲取鋪平了道路，使IEC 60076中描述的各個(gè)測(cè)量結(jié)果都能被獲得。LMG600系列的另一優(yōu)點(diǎn)是可以按照測(cè)量需要搭配所需的通道數(shù)，節(jié)約成本。對(duì)于三相變壓器，常規(guī)的測(cè)試只需配置3個(gè)測(cè)量通道。

上海高精度功率分析儀

ZES ZIMMER功率分析儀LMG600系列是個(gè)理想的選擇，能夠精確測(cè)量功率損耗，得益于它杰出的低功率因素下的精度保證。豐富的軟件功能為大量參數(shù)測(cè)量獲取鋪平了道路，使IEC 60076中描述的各個(gè)測(cè)量結(jié)果都能被獲得。LMG600系列的另一優(yōu)點(diǎn)是可以按照測(cè)量需要搭配所需的通道數(shù)，節(jié)約成本。對(duì)于三相變壓器，常規(guī)的測(cè)試只需配置3個(gè)測(cè)量通道。

 短路阻抗和有載損耗的測(cè)量

Figure2是一個(gè)三相變壓器的各相電壓、電流和功率測(cè)量示意圖。在此基礎(chǔ)上，LMG還測(cè)量了短路阻抗中的電阻和電抗值以及有載功率損耗。這些參數(shù)需要測(cè)量并和宣稱的公差進(jìn)行比較，來(lái)確定是否存在可能的繞組變形。

三相電能及功率質(zhì)量分析儀

用戶自定義界面-添加所有需要的測(cè)量值在同一個(gè)界面中，方便查看，提高效率。

上海高精度功率分析儀

 空載損耗和空載電流的測(cè)量

Figure 3與 Figure 2相似，只是沒(méi)有接負(fù)載，可以測(cè)量空載損耗和空載電流。 

上海高精度功率分析儀

依據(jù)IEC 60076-1，功率測(cè)量分別是空載損耗和修正后的空載損耗，修正公式如下:

高精度功率分析儀的工作原理

通過(guò)儀器自帶的強(qiáng)大腳本編輯功能，可以輕松完成修正計(jì)算。計(jì)算每相和整個(gè)系統(tǒng)的空載功率損耗修正值，再使用界面自定義功能將所需的各項(xiàng)測(cè)量計(jì)算結(jié)果放在同一界面中查看。

高精度功率分析儀的工作原理

 變壓器效率測(cè)試

在大多數(shù)常規(guī)測(cè)試中，變壓器的效率首先通過(guò)測(cè)量功率損耗來(lái)計(jì)算，其次才是通過(guò)測(cè)量輸入/輸出功率。效率計(jì)算公式如下：

執(zhí)行完有載和空載損耗測(cè)量確定變壓器的鐵損和銅損之后，兩者都可添加到總功率損耗中。LMG600系列提供了全面的數(shù)據(jù)記錄功能，并可將帶有時(shí)間戳的數(shù)據(jù)導(dǎo)出成Excel、Matlab或Octave格式。這方便了后期的數(shù)據(jù)處理，比如在本例中的變壓器效率計(jì)算。

還可以通過(guò)直接測(cè)量輸入/輸出功耗來(lái)計(jì)算效率和相移。對(duì)于三相變壓器，這種方法就需要在一次側(cè)有3個(gè)AC功率測(cè)量通道，二次側(cè)亦然，如Figure 4所示。因此你也可以給LMG671配置6個(gè)功率測(cè)量通道來(lái)直接測(cè)量變壓器總效率，這樣確保了所有測(cè)量值是在相同測(cè)量環(huán)境下獲得的。同樣的方法也可以用來(lái)確定電壓比，以此檢查變壓器繞組的匝數(shù)。

高精度功率分析儀的工作原理

類似地，效率測(cè)試還可以用兩瓦法來(lái)進(jìn)行測(cè)量。這將減少所需要的功率測(cè)量通道數(shù)。對(duì)于50/60Hz的測(cè)量，外殼和電源線的對(duì)地電容應(yīng)該對(duì)測(cè)量結(jié)果不會(huì)有什么影響。我們建議的還是前面提及的更精確的測(cè)量方法，即使需要6個(gè)測(cè)量通道。

一般而言，變壓器效率是在有載和空載損耗測(cè)量之后進(jìn)行計(jì)算所得，這就意味著數(shù)據(jù)的后期處理，所需要的功率測(cè)量通道數(shù)是3個(gè)，假設(shè)是三相變壓器的話。

對(duì)于三項(xiàng)變壓器效率的直接測(cè)量，需要6個(gè)功率測(cè)量通道。兩瓦法所需的測(cè)量通道數(shù)少一個(gè)，但不如三瓦法精確。

 變比測(cè)試和相移

確定繞組間的空載電壓比。通過(guò)LMG功率分析儀，可以同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)繞組的電壓，再使用內(nèi)置的腳本編輯功能計(jì)算得到變比值。

根據(jù)變壓器的結(jié)果和其連接組，線電壓之間會(huì)產(chǎn)生相移。相移的測(cè)量可以通過(guò)變比測(cè)試時(shí)比較矢量電壓來(lái)確定。

這意味著，變比和相移這兩個(gè)測(cè)量項(xiàng)可以在一次測(cè)試中獲得，節(jié)省時(shí)間。

 適合你的通道模塊

實(shí)際上對(duì)于功率分析儀的測(cè)量輸入性能沒(méi)有固定要求。重要的特性參數(shù)如模擬帶寬、低功率因素下的精度和電壓電流量程，是由被測(cè)變壓器和它的功率和精度而定。Figure 5展示了我們提供的三種可供選擇的通道模塊的參數(shù)差異，用戶可根據(jù)自己的測(cè)試需求自由選擇。 

一些變壓器應(yīng)用于低功率、高頻率場(chǎng)景，一些變壓器應(yīng)用于高功率、50/60Hz工頻場(chǎng)景。LMG600系列提供直接測(cè)量：

■ Voltage up 1000Vrms

■ Current up to 32Arms

若需更高量程的話，ZES ZIMMER提供連接方便的電壓/電流傳感器。

極高精度的測(cè)量并不總是必須的，但是是我們所推薦的。考慮到高功率變壓器，實(shí)際值和宣稱值之間的一點(diǎn)點(diǎn)差異都意味著高成本代價(jià)，相比而言，測(cè)試儀器上投入倒顯得微不足道。尤其是在空載條件下，功率因素極低，功率分析儀也要保證高精度。LMG600系列A模塊在功率因素接近于0的情況下依然能保證其高精度。所有的功率精度影響因素都已被我們考慮在內(nèi)而后我們給出了精度規(guī)格。沒(méi)有其它復(fù)雜的誤差項(xiàng)需要額外考慮。

 更多的益處

高精度功率分析儀

■ 諧波分析: 測(cè)量諧波分量和總諧波失真值

■ 星三角轉(zhuǎn)換: 不需要改變外部接線實(shí)現(xiàn)線電壓和相電壓之間的自由切換

■ 浪涌電流: 測(cè)量、記錄和查看浪涌電流數(shù)值

■ 矢量組測(cè)試: 查看矢量圖確認(rèn)電壓相位關(guān)系來(lái)決定組別連接

■ 磁平衡測(cè)試: 通過(guò)對(duì)小電流的高精度測(cè)量檢查磁回路的不平衡

■ 低功率因素校驗(yàn): ZES ZIMMER 提供低功率因素下的精度校驗(yàn)報(bào)告