配电压空载损耗的电压校正

李立宁

国网河北省电力有限公司赵县供电分公司 河北省 石家庄 051530

[摘要]：本文基于积累的试验数据，对电压偏差造成的配变空载损耗偏差、空载损耗电压校正参数的选择、电压校正对普通硅钢配变和非晶合金配变试验结果的影响进行了分析。

[关键词]:配电变压器；空载损耗；电压

变压器的空载电流和空载损耗测量习惯上称为空载试验，即是从变压器的任意一侧绕组（一般为低压侧绕组）施加额定频率近似正弦波形的额定电压，其他绕组全部开路，测量变压器的空载损耗和空载电流的试验。空载损耗和空载电流是变压器运行的重要参数，通过测量验证这两项指标是否在国家标准或产品技术协议允许的范围内，以检查和发现变压器磁路中的局部缺陷和整体缺陷，变压器的空载损耗对变压器运行环境是敏感的。励磁电压的任何失真和铁心温度的变化会使空载损耗与正常运行条件，正弦电压励磁与空载损耗的参考温度下的值不同，变压器的制造过程可能使变压器铁心在试验时受到非正常条件的影响。例如，变压器绕组的工艺处理可能使变压器铁心的温度高于试验时的环境温度，从而造成此时空载损耗值与其在等于环境温度的温度下的测量值不相同。通常，变压器试验台的电源和测量仪表的阻抗是不同的，造成励磁电压波形失真的程度也就不一样，亦使所测得的空载损耗与在真正的正弦电压励磁下测得的值不一样。在温度变化和励磁电压波形失真不大的情况下， 所测得的空载损耗值的修正是不大的。但是，这些不大的修正对成本估算决不是无意义的。因此，当把测得的空载损耗值修正到标准参考条件时，必须要适当地计及试验条件。

本文研究了配电变压器空载损耗的从本分量，将空载损耗修正到标准参考条件时所用的方法，以及将空载损耗分解为分量时所用的方法。

一、配电变压器空载损耗电压校正指数

对不同厂家、不同容量的S15 系列非晶合金配变、S11 和S13 系列硅钢铁心配变进行了空载损耗试验，第i 台配变的电压校正指数ni，并给出拟合过程中的拟合优度r2，结果见表1。为表达方便， 下文中称n_i为该台配变的自有校正指数， 以区别于后文进行校正时人为选取的校正指数n 。空载校正指数试验结果如表1 所示，由表1可知以下几点。

（1）对于不同厂家、不同容量配变，对配变空载损耗随电压的变化进行拟合，拟合优度r₂ 均大于0.98，可见在电压偏差±5%范围内，能很好拟合配变空载损耗与外施电压的关系。

（2）厂家、容量和能耗对n_i有影响。同一容量不同厂家的配变，n_i有较大差别，比如S11-400kVA 系列配变，厂家11 产品的n_i最小为2.88，而厂家7 部分产品n_i可达4.16；甚至同一厂家同一容量配变，n_i也有较大差别， 比如厂家7 的S11-400kVA 系列配变，n_i最大为4.16，最小为3.49；同一厂家不同系列配变n_i不同，如厂家7其S11-400kVA 系列配变n_i分布于3.5 至4.16，而S13-400kVA系列配变n_i分布于2.4左右。实际上由于配变伏安特性受制造工艺影响较大，几乎任何两台配变指数n_i都会有所差别。

二、电压校正效果判断

1.对于不同配变，利用配变自身电压-空载损耗数据得到的指数n_i分布于2.35~4.16之间。然而实际试验时不可能针对每一台配变进行一次指数n_i的测量，只能选取一个经验值，并利用实际试验电压通过进行校正。选取13 号、21 号两台配变，n_i分别为最大的4.1 和最小的2.35，对选取不同指数n 时的校正效果进行比较，n 选择为3.06、2.9、2.6、2.3、2、3.4、3.7、4.1，进行空载损耗电压校正，将校正至U₀=230.9V 的校正结果与试验外施电压为230.9V时的试验结果进行对比，并计算校正后的偏差。

（1）选择n=3.0 作为配变的电压校正系数，自有校正指数为2.35~4.16 范围内的配变， 校正结果均可以缩小偏差，偏差缩小幅度可达50%以上。

（2）在n_i=2.6~4.1 范围内，空载损耗正偏差经过校正，仍存在正偏差，但n_i=2.4 时，空载损耗正偏差经过校正后变为负偏差；在n_i=3.6~4.1 范围内，空载损耗负偏差经过校正，仍存在负偏差，但n_i=2.4~3.1范围内，空载损耗负偏差经过校正后变为正偏差。实际上校正的幅度与指数n 的取值相关， 当n取值比自有指数n_i大， 校正幅度超过真实偏差，则将发生上述偏差方向变化。当n 取值比自有指数n_i小，校正幅度小于真实偏差，上述偏差方向转换不会发生。

（3）SBH15 系列非晶合金配变与S11 系列硅钢铁心配变相比， 虽然从目前试验样本看本身指数n的分布范围有所不同， 但选择校正指数n=3.0 均可以获得较好的校正效果。由于S15 系列试验样本较小，尚难以更可靠地确定其自身指数分布，因此从现有结果出发推荐选取3.0 作为校正指数。

2.不同电压偏差下的校正效果

校正指数n 取3.1 节推荐的3.0，对配变不同电压偏差下的损耗进行校正，并验证校正效果。不同配变校正效果情况类似，出于篇幅限制，此处仅以22号配变为例， 型号为S13-M-400/10、自有指数n_i=2.35。其中试验电压为三相外施电压平均值，试验电流为三相电流平均值，电压偏差指外施电压与加压侧额定电压230.9V 的偏差，空载损耗偏差指在该试验电压下空载损耗与额定电压下空载损耗的偏差。

不同电压偏差下，以n=3.0 进行空载损耗电压校正，均可以缩小偏差。当电压偏差为+2.04V、-0.73V 时， 校正前空载损耗偏差分别为+2.41%、-0.74%， 进行校正后空载损耗偏差分别缩小为-0.27%、0.21%，偏差显著减小；电压正偏差大于+2.04V 或负偏差大于-0.73V 后，电压校正对空载损耗的偏差缩小更为明显。

从减小空载损耗试验结果偏差的角度来说，进行电压校正效果良好， 即使试验电压与额定电压230.9V 之间偏差略小于1V， 亦可以通过电压校正改善结果，因此建议电压偏差接近1V 时，即对空载损耗进行电压校正。

结论：本文通过配电变压器一系列空载试验记录的数据， 发现非额定电压下的空载损耗测量中传统电压校正方法存在的不足之处， 重新对电压校正指数和校正方法进行了研究和改进， 并得出了以下结论。

（1）本文提出了一种电压校正的改进方法，根据电压校正指数与试验电压的线性关系得出电压校正指数和非额定电压下校正后空载损耗的计算， 再通过箱线图统计分析出最终校正后的空载损耗， 算得的空载损耗值更近似额定电压下的值， 可供仪器厂家在低电压下空载损耗测量时电压校正参考。

（2）上述线性关系在试验电压为额定电压±5%偏差时不再成立， 因此采用指数函数表达空载损耗和试验电压的关系不再适用， 此时应该以试验电压平均值近似额定电压时的空载损耗计算值为准，，这在试验室检测中需要认真注意。

参考文献：

[1] 刘光祺,杨航,张大赛,等. 基于解体和短路测试的配电变压器电动力及典型薄弱结构研究[J]. 变压器,2018，55(3):31-36.