電力變壓器作為電網(wǎng)核心設備之一，其運行可靠性直接關系到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，對運行中的變壓器的健康狀況進行檢測和評估，確保設備安全可靠運行是非常有意義的。空載和負載損耗是變壓器的兩個重要參數(shù)，既可以反映變壓器在實際運行中的效率，在一定程度上又能反映其鐵心和繞組的狀態(tài)。

傳統(tǒng)變壓器離線損耗測試需要把變壓器停運進行空載和短路試驗，影響供電的連續(xù)性。離線試驗時，變壓器電壓、電流和其內(nèi)部磁路、溫度和運行時不同，不能反映其運行的真實情況。且大型變壓器損耗測試對試驗電源容量要求高，現(xiàn)場試驗有諸多困難。因此，開展變壓器損耗的帶電測試技術研究具有重要意義。

近年來，國內(nèi)外學者也開展了在線測試電力變壓器損耗的研究。重慶大學的何為等通過分析變壓器的工作原理和等效電路模型，提出針對配電變壓器損耗的在線檢測方法，適用于損耗較大的配電變壓器損耗測量。

陳民鈾等建立配電變壓器短路阻抗與其一次、二次電壓、電流的關系，采用線性擬合方法，計算得到負載及空載損耗，若變壓器負荷變化小，不能得到較好的結(jié)果。Fuchs等通過對單相變壓器一次、二次電壓、電流實時量的運算來實現(xiàn)對變壓器損耗的測量。

對上述方法分析后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在各種方法存在測量精度低及現(xiàn)場應用難度大等問題。

本文提出采用電網(wǎng)供電的變壓器空載及負載損耗的帶電測試方法。在處理數(shù)據(jù)時，采用加窗插值的改進諧波分析法，減小信號處理中頻譜泄漏和柵欄效應的影響，提高了測量的準確度。在此基礎上，設計并研制了變壓器空載及負載損耗帶電測量系統(tǒng)，利用所研制的系統(tǒng)對現(xiàn)場變壓器進行空載及負載損耗帶電測試，驗證了其可行性。

圖8 空載損耗測試接線圖

圖9 負載損耗測試接線圖

結(jié)論

1）針對電力變壓器損耗傳統(tǒng)離線測試帶來的問題，本文提出了變壓器空載及負載損耗帶電測試新方法。采用電網(wǎng)系統(tǒng)對高壓端供電，解決了現(xiàn)場變壓器離線損耗測量方法對電源容量的要求；并采用基于加窗插值算法的改進諧波分析法進行數(shù)據(jù)處理，有效減少頻譜泄漏和柵欄效應帶來的誤差。

2）開發(fā)了電力變壓器損耗帶電測試系統(tǒng)。空載損耗測量部分包括空載電流采集單元、GPS時間同步模塊、無線傳輸模塊等。所研制的高精度空載電流采集器安裝在變壓器高壓側(cè)出線處，能夠承受變壓器合閘浪涌沖擊，通過GPS實現(xiàn)電壓、電流的同步采集，并通過射頻模塊實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的無線傳輸，實現(xiàn)變壓器的空載損耗測量。負載損耗測量部分可以在變壓器運行時同步采集三繞組變壓器高中低三側(cè)的9路電壓信號和9路電流信號，在不影響供電連續(xù)的情況下，實現(xiàn)變壓器的負載損耗測量。

3）對所開發(fā)的變壓器損耗帶電測試系統(tǒng)進行了抗干擾測試和信號采集通道的準確度等級檢定，滿足損耗測量的要求。采用該系統(tǒng)對現(xiàn)場電力變壓器進行了空載和負載損耗測試，測量結(jié)果表明本系統(tǒng)具備帶電測試現(xiàn)場變壓器損耗的能力。