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隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電量增大，用戶對(duì)供電可靠性要求也不斷提高，變壓器作為電力系統(tǒng)中重要的輸配電設(shè)備，尤其是35kV及以下電壓等級(jí)的配電變壓器（簡(jiǎn)稱“配變”）分布范圍廣、數(shù)量大，這部分配變直接面對(duì)終端用戶，其性能參數(shù)直接影響著電網(wǎng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

空載損耗和短路損耗是變壓器的重要性能參數(shù)，一方面反映變壓器在運(yùn)行中的效率，另一方面又直接影響到變壓器的其他重要參數(shù)，此外，空載損耗的在線檢測(cè)還可以作為判斷配電變壓器額定容量的重要依據(jù)，可以有效解決實(shí)際運(yùn)行中可能出現(xiàn)的銘牌丟失、銘牌容量與實(shí)際不符（一般是銘牌容量小于變壓器真實(shí)容量）等問(wèn)題。因此變壓器空載損耗的檢測(cè)以及額定容量的確定對(duì)供電公司具有重大意義。

目前電力系統(tǒng)主要是在離線狀態(tài)下通過(guò)空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn)來(lái)測(cè)量空載損耗和短路損耗，對(duì)新入網(wǎng)的變壓器可較為方便地進(jìn)行測(cè)量，但對(duì)于掛網(wǎng)運(yùn)行的變壓器，把運(yùn)行中的變壓器拆下來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，既浪費(fèi)了大量的人力物力，又影響供電的連續(xù)性，存在很大弊端。

變壓器的空載損耗大小受很多因素影響，包括自身設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、鐵心材料、繞組類型等，然而對(duì)于一臺(tái)已經(jīng)出廠并投放運(yùn)行的配電變壓器，通常認(rèn)為其空載損耗為定值并且可以通過(guò)一定的方法測(cè)量。

有學(xué)者提出了一種在線測(cè)量并計(jì)算空載損耗和負(fù)載損耗的方法，根據(jù)等效電路推導(dǎo)出了空載損耗和短路損耗計(jì)算公式，但沒(méi)有進(jìn)行誤差分析，無(wú)法保證計(jì)算的準(zhǔn)確性。有學(xué)者將所測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，雖然提高了準(zhǔn)確度并開(kāi)發(fā)了一套變壓器損耗在線檢測(cè)系統(tǒng)，但依然是圍繞等效電路建立電氣方程來(lái)計(jì)算損耗，而且沒(méi)有考慮負(fù)載特性對(duì)空載損耗的影響。

鑒于此，合肥工業(yè)大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院、國(guó)網(wǎng)安徽電力培訓(xùn)中心的研究人員，針對(duì)電力系統(tǒng)中常見(jiàn)的三相三柱式小容量配電變壓器，基于“黑匣子”理論提出一種變壓器空載損耗在線檢測(cè)新方法。

在現(xiàn)場(chǎng)不斷電的情況下采集變壓器電壓和電流數(shù)據(jù)，建立空載損耗關(guān)于二次側(cè)負(fù)載電流的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，找到最優(yōu)解，然后通過(guò)分析變壓器鐵心中的磁場(chǎng)分布，分別計(jì)算出渦流損耗、磁滯損耗以及額外附加損耗，驗(yàn)證了擬合方程的可行性和精確性；最后分析了配電變壓器負(fù)載特性對(duì)其空載損耗的計(jì)算誤差影響，并結(jié)合理論推導(dǎo)進(jìn)行了諧波分析，再次驗(yàn)證了擬合公式的正確性。

研究人員就所做的工作得出以下結(jié)論：

• 1）相比于傳統(tǒng)的離線測(cè)量方法，所提出的變壓器空載損耗在線檢測(cè)方法大大簡(jiǎn)化了配電變壓器的測(cè)量過(guò)程，降低了測(cè)量成本，并且精度也得到了保障。同時(shí)為變壓器額定容量的在線檢測(cè)提供了思路。
• 2）利用有限元仿真，通過(guò)場(chǎng)計(jì)算的方法計(jì)算出不同容量變壓器的空載損耗，取其有效值，結(jié)果與數(shù)據(jù)擬合的結(jié)果相吻合，證明了該擬合方法結(jié)果上的正確性。
• 3）考慮到配電變壓器運(yùn)行過(guò)程中的過(guò)負(fù)荷情況，研究人員討論了負(fù)載特性對(duì)空載損耗在線測(cè)量的影響，并通過(guò)對(duì)空載損耗的諧波分析，得出的結(jié)果與理論一致，驗(yàn)證了所建立數(shù)學(xué)模型與擬合多項(xiàng)式理論上的合理性與可行性。

以上研究成果發(fā)表在2019年《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》增刊2，論文標(biāo)題為“三相三柱式配電變壓器負(fù)載特性對(duì)其空載損耗在線檢測(cè)的影響”，作者為鄒明繼、吳琦、馬璐瑤、鮑曉華。