如何判斷變壓器容量?引數有哪些?

基節極限偏差如何計算

1、配變容量判斷需求

實際工作中往往遇到需要判斷配電變壓器容量的情況。大部分電力使用者均是以10kV配電變壓器接入電力網。按照現行的兩部制電價，使用者入網需要繳納以變壓器容量為基礎的基本電費。一些不法使用者為逃避基本電費而將配備容量改小，以少交基本電費，因此需要可以可靠判斷配電變壓器容量的手段。

2、配變主要引數及相互關係

2.1 額定引數

配變主要額定引數有額定電壓Un、額定電流In、額定容量Sn、短路阻抗百分數Ud、空載電流百分數I0，空載損耗S0，負載損耗Sd等。

其中額定容量

短路阻抗百分數Ud為配變二次側短路，一次側施加的電壓與額定電壓的比值，該電壓值下配變二次、一次繞組電流達到額定電流，負載損耗Sd為配變此時的損耗數值。

空載電流百分數為配變空載試驗狀態下（一次繞組開路、二次繞組施加額定電壓），一次繞組電流與其額定電流的比值，空載損耗S0為此時的損耗數值。

2.2 不同引數與容量的關係

① 額定電壓

與容量無關，對於10kV配變，額定電壓為高壓側10kV，低壓側400V。

② 額定電流

與容量有關，

（在修改容量時，往往會將額定電流一起修改）

③ 短路阻抗百分數Ud

對於國標配變，短路阻抗百分數Ud與容量的關係如下：

1）油浸式配變

按照《GB-T 6451-2008 油浸式電力變壓器技術引數和要求》可見，在容量不超過500kVA時，短路阻抗百分數為4%，容量超過500kVA時，短路阻抗百分數為4。5%。

2）非晶合金配變

按照《JB T 10318-2002油浸式非晶合金鐵心配電變壓器技術引數和要求》，在容量不超過500kVA時，短路阻抗百分數為4%，容量在630kVA-1600kVA時，短路阻抗百分數為4。5%，容量在2000-2500kVA時，短路阻抗百分數為5%。

3）乾式配變

按照《GB-T10228-2008《乾式電力變壓器技術引數和要求》》，在容量不超過630kVA時，短路阻抗百分數為4%，容量在630kVA-2500kVA時，短路阻抗百分數為6%。

④ 空載損耗、空載電流百分數

目前的配變產品，空載損耗可做到顯著少於標準的限制，

不同廠家、不同容量的配變可能會出現空載損耗的重疊

，如下圖。

實際上即使同一廠家產品，不同工藝的配變也可能存在空載損耗的重疊。

不同容量陪伴之間，空載電流百分數與的重疊現象更為明顯，如下圖(b)。

［配電變壓器標識容量小於真實容量的判斷方法，電工電氣］

⑤ 負載損耗

不同廠家、不同容量的配變的負載損耗同樣可能會出現重疊

，如下圖。

3、利用短路阻抗判斷容量

本方法的關鍵在於短路阻抗百分數與容量的相對固定關係。

由前文2。1節可知，額定容量

其中額定分接Un為10kV（或者10。5kV、11kV，可以從銘牌讀出，對於大容量改小容量而言，一般不會改動額定電壓），只需確定額定電流In即可。

從利用負載試驗的接線（高壓側繞組加壓，低壓側繞組短接），高壓側施加電壓U2，此時低壓側電流為I2，低壓側繞組短接時，變壓器僅有繞組的漏抗、直流電阻接入電路，此時U2和I2基本成線性關係，則有：

In=（Un*Ud）/U2*I2 （1）

Sn=Un（（Un*Ud）/U2*I2） （2）

由2。2節③可知，短路阻抗百分數Ud與容量的關係相對固定，以油浸式常規鐵芯配變為例，在容量不超過500kVA時，短路阻抗百分數為4%，容量超過500kVA時，短路阻抗百分數為4。5%，因此可以假設Ud為4%或4。5%，再根據式（2）計算得到配變容量，再與標準規定的容量進行比對，最接近的容量即為該配變的額定容量。

該方法的缺陷有2點:

① 短路阻抗百分數Ud與標準規定的4%或4。5%可能有一定差異，對於配變額定分接，按標準GB 1094。1-2013規定，Ud與標準的偏差不超過10%，上述偏差將給容量的計算帶來誤差。

② 630kVA、500kVA容量對應Ud不同，如果以630kVA冒充500kVA，同時將標稱Ud從4。5%減少到4%，將給容量的判斷帶來困難。

4、綜合利用直阻及空負載引數判斷容量

4.1 原理

假設配變銘牌被系統性改動，將額定容量改小，銘牌額定電流、短路阻抗資料亦被改小，負載損耗的情況將變得複雜。此時，需要綜合繞組直阻、空載損耗、負載損耗等多方面對配變容量做一判斷。

假設一配變額定容量由S1被改成S2，額定電流由I1改成I2，空載電流百分數由I01被改成I02。空載損耗、高低壓直阻、空載電流為實測值，不隨銘牌標示容量變化而改變，分別為P0，rd，Rd，I0。上述各量均為有效值。

變壓器容量為：

如果容量被改小，則S1> S2，因此額定電流I1>I2。根據I2求得的空載電流為

可知求得空載電流百分數I02將大於真實值I01，如果可以獲取該廠家該系列配變空載損耗與空載電流百分數，將會發現與S2容量配變資料相比，試品空載損耗P0、空載電流百分數I02均偏大。

對於負載損耗，有

上式中前一項為額定電流下的銅耗，後一項為附加損耗。銅耗與電流平方、電阻值成正比，容量被改小後額定電流亦被改小，而與S2等級配變相比，S1容量等級電阻較小，因此以I2為額定電流測得的負載損耗將會偏小，同時，由於電流達到I2時，施加電壓小於電流達到I1的情況，因此短路阻抗百分數將會減小。

綜上，綜合考慮配變直阻、空載損耗、空載電流百分數、負載損耗、短路阻抗五個量值，有可能實現判斷容量的錯標。

本方法的前提是獲取不同廠家配變不同容量下的引數分佈範圍，對於各網省電力公司而言，可以透過配網物資入網抽檢獲取相應資料。

（每年開展的物資抽檢數量龐大，覆蓋主流廠家，將資料彙總起來應可以實現本方法的判斷，如果不夠滿足，可以要求廠家提供該型號不同容量產品的歷史出廠資料作為引數判斷依據）

4.2 不同容量引數範圍

此處給出部分容量配電變壓器的引數分佈範圍［配電變壓器標識容量小於真實容量的判斷方法，電工電氣］。

4.3 案例

使用兩臺容量分別為400kVA和315kVA的配變，假設其銘牌容量、額定電流被改小，依據其真實容量及被改小容量進行空載、負載試驗，結果下表所示，其中設定容量一欄標黑資料為試品真實容量。

根據表1、表2資料進行分析：

① #1配變真實額定容量為400kVA，假設容量被改至315kVA，與表2中真實315kVA的配變試驗結果比對，其直阻偏小，空載損耗偏大，空載電流百分數偏大，但空載電流百分數仍落於累計資料分佈範圍之中；負載損耗、短路阻抗百分數顯著偏小，落於累計資料分佈範圍之外。

② #2配變真實額定容量為315kVA，假設容量被改至200kVA，與表2中真實200kVA的配變試驗結果比對，其直阻偏小，空載損耗、空載電流百分數偏大，負載損耗、短路阻抗百分數顯著偏小，且上述結果均落於分佈範圍之外。由此可見，透過直阻、空載、負載試驗結果的綜合比對，如果出現空載損耗、空載電流百分數偏大，直阻、負載損耗、短路阻抗百分數顯著偏小的情況，可以較為可靠得判斷配變標示容量小於實際容量。

4.4 可能出現容量人為改小的容量等級

由4。3節表2可知，短路阻抗百分數與額定容量成正比，如果人為修改額定容量，則必須修改短路阻抗百分數，否則會出現試驗結果與銘牌相差極大的情況。

對於國標變壓器，大部分容量下實際上是無法進行容量修改的，一旦修改容量會造成短路阻抗偏差超出標準要求的情況。

以三相油浸式常規鐵芯配變為例，對於500kVA以下配變，考慮短路阻抗百分數的極限，假設出廠按最大做成4。4%，容量改小後短路阻抗百分數為最小值3。6%，則容量減小了19。2%，容量減小的幅度必須小於19。2%，基於國標規定的容量等級（100/125、160/200/250/315/400/500），上述容量進行容量修改時均會出現短路阻抗百分數超標的情況。

實際上，只有630kVA改成500kVA才有保持短路阻抗百分數不超標準的可能。

既然利用短路阻抗百分數測試結果即可判斷大部分的配變容量是否存在錯標現象，那麼本方法是不是顯得很累贅?答案是否定的，

對於已經投入執行的配變，如果為了驗證容量而專門停電、拆卸開展試驗，無疑成本高、效率低，

而利用現有的配變智慧終端，基於電壓、電流取樣和負荷情況，可以在不停電的情況下近似獲取配變空載損耗、負載損耗，從而實現配變容量的線上判斷，

甚至有望實現網內配變容量的大規模監測、與業主上報資料的比對，從而實現容量可疑配變的自動篩選。

5、小結

1)不同廠家、不同容量的配變可能會出現空載損耗、空載電流百分數、負載損耗的重疊，單獨依靠上述引數無法實現容量判別。

2)短路阻抗百分數與容量的相對固定關係，利用上述規律，可以近似計算配變容量，透過與標準容量的比對判定配變容量，但個別容量有存在誤判可能。

3)掌握不同廠家不同容量配變空載、負載引數的前提下，綜合利用配變的空載、負載引數可以實現配變容量判定。如直阻偏小、空載損耗偏大、負載損耗偏小，可判定該配變存在標稱容量小於真實容量的情況。

4）短路阻抗百分數與額定容量成正比，如果人為修改額定容量，則必須修改短路阻抗百分數，否則會出現試驗結果與銘牌相差極大的情況。對於國標變壓器，大部分容量下實際上是無法進行容量修改，一旦修改容量會造成短路阻抗偏差超出標準要求。