[发明专利]基于电压差值和电流差值测量变压器能效的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于电学领域，尤其是涉及一种基于电压差值和电流差值测量变压器能效的装置及方法。

背景技术

变压器是电力系统中的主要设备之一。变压器能量传输效率的高低是整个电力系统能源效率的重要组成部分。变压器上的能源损耗造成了供电公司、用电用户的经济损失。提高变压器的能效是国际电力领域专家长期努力的方向。而对变压器能效的准确检测是监控变压器能效的基础。变压器在从工厂生产出来之后，需要进行出厂检定；投入运行之后每隔一段时间也需要进行例行检查。变压器能效是主要的检查指标之一。

在目前的国家标准下，对变压器能效的检测使用了测量空载损耗和短路损耗的方法，另一种广泛采用的方法是输入功率与输出功率相减的方法。空载和短路损耗的方法基于损耗功率可以分开测量的近似假设，具有一定的近似性。输入功率和输出功率相减的方法虽然不含有如上近似假设，但是由于变压器能效通常较高(通常在80％-90％以上，有的甚至超过99％)，所以输入功率和输出功率在数值上比较接近，且远大于损耗功率。因此该方法所得到的损耗功率精确度较低，进而影响了能效计量的精确度。本专利提出的新方法相比于以上两种方法，具有明显的优势。首先，本方法利用合理的电路变换，可以通过测量两个较小功率并相加得到损耗功率的数值。这种方法使得所用测量仪器的实际测量档位量程范围与损耗功率的大小更加接近，从而得到更高的功率测量准确度。其次，本方法不必如空载损耗和短路损耗测量一般只能离线测量。本方法由于对加载在变压器上的电源、变压器连接的负载没有限制，所以可以实现在线测量。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种增加了变压器能效计量的实验灵活性，提高了计量变压器能效的准确度，并且可以用于变压器能效在线测量的一种基于电压差值和电流差值测量变压器能效的装置及方法。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种将不易测准的待测量通过电压、电流的做差或求和、乘除等数学运算，转化为易于测量和/或易于测准的其他电学量，在最终测量对象一致的情况下改变了实际测量对象，降低了实验难度的一种基于电压差值和电流差值测量变压器能效的装置及方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于电压差值和电流差值测量变压器能效的装置，其特征在于，

首先在变压器一次侧或电源端的两端接一个第一电压互感器，并在接地回线上串接一个第一电流互感器或与第一电流互感器有相同变比的第一钳式电流互感器；

然后在变压器二次侧或负载端的两端接一个第二电压互感器，并在接地回线上串接一个第二电流互感器或与第二电流互感器有相同变比的第二钳式电流互感器；

最后，在第一电压互感器的二次绕组接第三功率表电压端口；第一电压互感器的二次绕组与第二电压互感器的二次绕组串联，并且第一电压互感器的二次绕组与第二电压互感器的二次绕组的电压差端接在第一功率表的电压端口；第一电流互感器的二次绕组正向串接第三功率表并正向串接第二功率表电流端口；第二电流互感器的二次绕组正向串接第一功率表电流端口并反向串接第二功率表电流端口。

本发明创造性的结合了电学测量的特点和恰当的数学技巧，所衍生出来的电路变换方法不仅可用于变压器能效计量，而且对其他相关测量试验的改进提供了启发和借鉴。这种电路变换的方法将不易测准的待测量通过电压、电流的做差或求和、乘除等数学运算，转化为易于测量和/或易于测准的其他电学量，在最终测量对象一致的情况下改变了实际测量对象，降低了实验难度，提高了测量的精确度。

在上述的一种基于电压差值和电流差值测量变压器能效的装置，其特征在于，若是在线测量，则用钳式电流互感器代替电流互感器接入电路中。

一种使用基于电压差值和电流差值测量变压器能效的装置的方法，其特征在于，

步骤1，通过第一电压流互感器和第二电流互感器分别测得变压器一次侧和二次侧电流并将做差后得到的差值电流作为第二功率表的输入信号之一；

步骤2，通过第一电压互感器和第二电压互感器分别测得变压器一次侧和二次侧电压并将做差后得到的差值电压作为功率表第一功率表的输入信号之一；

步骤3，将步骤1得到差值电流与变压器第一电压互感器二次侧的电压一同作为第二功率表输入信号，测得的结果为功率A；将步骤2得到差值电压与变压器第二电流互感器二次侧的电流一同作为第一功率表输入信号，测得的结果为功率B；第三功率表测得的结果为功率C；计入互感器变比折算之后的功率A和功率B的功率之和是测得的变压器损耗功率，即