根据国家有关规定: 变压器生产过程中的半成品和成品,以及新安装和检修后即将投入的变压器都必须进行变比测试[1 - 2]。通过对变压器的变比测
试,就可以发现变压器的线圈短路、回路开路、连接错误、调压开关以及变压器中的内部故障或接触故障等,对高压大容量变压器乃至整个电网的安全稳定运行都具有重大意义[3 - 4]。电桥是用来测试变压器变比及组别连接正确性的重要仪器,其检定结果是否合格直接影响变压器性能的好坏,因此对变比电桥的检定非常重要[5 - 6]。依据 JJG970—2002 《变压比电桥检定规程》,目前变压比电桥的检定装置主要有两大类: 一类是三相标准电压互感器; 另一类为变比标准器 ( 或感应分压器) 。FA - 200 型变比电桥校验仪作为变比标准器类检定装置的经典仪器,具有稳定可靠、价格便宜等优点,是各计量部门和电力系统选用的标准器具[7 - 8]。
1 技术参数及原理
FA - 200 型变比电桥校验仪主要由校验仪主体、输入电压装置以及三相组别校验装置组成。
1. 1 校验仪主体
校验仪主体的原理图及实物图如图 1 和图 2 所示。图 1 中 A、B、C 为校验仪的三相输入端; a、b、c 为校验仪的三相输出端。K1、K2、K3、K4为单相校验 AB、BC、CA 转换开关。校验仪额定电压为 200 V,准确度级别为 0. 005 级 ( 相对误差) ,额定负荷为 0. 5 VA。作为感应分压器类变比电桥的典型代表,它实际是根据变比测试仪的特点演变的七盘感应分压器。它突出三个特点: **,接线方式采用与变压比电桥相同的接线方式即同为一次 A、B、C,二次 a、b、c 的方式,单相检定AB、BC、CA 时只需转换相应的切换开关,方便直观并提高检定效率; **,各校验仪各比例误差系数均以相对误差形式给出; 第三,考虑到变比电桥校验仪的负荷特性,比例误差不仅给出额定负荷下的误差数据,同时给出轻载负荷的误差数据。
1. 2 输入电压转换装置及三相组别校验装置
输入电压转换装置及三相组别校验装置的实物图如图 3 所示。上端及下端左侧为电压转换装置。AX ~ a1x1 为一组变比为 10 的线圈,AX ~ a2x2 为一组变比为 100 的线圈。它实际是 1 台额定电压为600 V,比例为 10 和 100 的电压互感器,它的介入主要考虑两方面的问题。其一考虑到一般电桥*高输入电压为 600 V; 其二,当检定 100 以上的变比时,主体校验仪**、二盘位置置数为零,其准确度已下降,为解决以上两方面问题可采用输入电压转换装置与主体校验仪级联方式,提高校验仪的准确度。
图 3 下端右侧为三相组别变换装置,它实际由额定电压为 200 V 的 3 台单相电压互感器组成。每台电压互感器单独引线到面板的开关上,并由面板的两相开关组成各种接线组别,其组别接法可根据两个开关标志颜色一致确定国际推荐的 16 个组别形式[9]。
2 校验方法及接线方式
2. 1 变比电桥的检定
2. 1. 1 检定选点
变比电桥具有测量数据重复性、稳定性俱佳的优点,缺点是自动化程度不高。结构上,每一个盘位都有 4 个无感性纯电阻与之相连。如果某一电阻损坏 ( 如开路) ,在使用中若盘位上没有这一点,作为电桥仍能正常工作。当检定电桥时,如果选点不当,遗漏该点会对电桥今后的使用留下隐患。因此合理选择检定点,变比电桥既可以达到全检的目的,又可以减少检定人员的工作量。
从这一原则出发,在检定时给出使用 10 × N /9( N 为 1 - 9) 系列的选点方式,即 1. 111、2. 222 -9. 99。这样选点的好处是只需 9 个操作步骤,即可
全检 基 本 量 程 档,又可以把每个点的漏检率降到零。
作为标准装置,变比电桥校验仪的置数方式与变比电桥是倒数关系,例如选 3. 333 这一点,标准装置的置数为 1 /3. 333,以此类推。
2. 1. 2 接线方式
当使用变比电桥机内 250 V 电压时,可直接采用校验仪的主体,其接线方式见图 4 ( 以 AB 相为例) 。
当检定需变化较大时,由于指零仪灵敏度不够,需要使用配件 600 V 电源时,则需将校验仪主体与 600 V 的单相变比变换装置进行级联方式检定( 检验仪主体额定电压为 200 V) 。级联时电压变换装置采用 K = 10 档,此时校验仪原来**盘置数换到**盘。比如检定 66. 66 变比,无级联时校验仪主体置数为0. 015 001 5,当置为 K = 10 变比级联时,校验仪置数为0. 150 015。接线方式如图 5所示 ( 以 AB 相为例) 。
2. 2 自动变比测试仪检定方式
2. 2. 1 检定选点
自动变比测试仪是一种测量变压器变比的仪器,它采用计算机技术,仪器利用程序软件进行测量计算变比。从原理结构上来看,测量变比时,仪器测量信号输入有一个基本测量通道,即检定中常说的基本量程档。一般定义测量 1 - 10 的变比用的是基本测量通道,测量其它档位 10 - 100、100 -1 000、1 000 - 10 000的变比时,共用基本量程档位,利用程序软件对输入信号进行倍率变换,以求输入信号范围满足基本通道对输入信号的要求。因此,在进行自动变比测试仪的检定时,对于基本量程档 1 - 10 的变比时,必须全部检定 ( 用 N /9 法)以求得基本量程的误差和线性度,防止漏检。对于其余 10 - 100、100 - 1 000 以及1 000 - 1 000 档,由于和基本量程档只存在倍率关系,建议在各档的上、中、下选择 3 点即可,提高检定效率。
2. 2. 2 接线方式
检定自动变比测试仪 1 - 100 变比时,用校验仪主体直接相连即可,具体接线方式如图 4 所示。
当检定自动变比测试仪 100 - 10 000变比时,校验仪主体**盘和**盘均不能置数,校验仪的误差限值已满足不了检定的需要,此时需采用输入电压转换器与校验仪主体级联方式进行检定,100- 1 000用电压转换装置 K = 10 的变比,1 000 -1 000用电压转换装置 K = 100 的变比、检定接线如图 5 所示。
3 三相组别检定
三相组别检定的接线方式如图 6 所示,将校验仪主体的高压侧 A、B、C 端子和低压侧 a、b、c端子 分 别 与 变 比 电 桥 的 相应端子对应连接即可[10 - 11]。
对于自动变压比电桥三相组别功能检定,可将三相组别检定装置面板上的两个开关组成各种接线组别,其组别接法可根据两个开关标志颜色一致确定。检定三相组别的变比,对于 Y /y、D / d,K =10; 对于 Y / d,K = 10 ×槡3; 对于 D/y,K = 10 /槡3。
4 结束语
本文对 FA - 200 型变比电桥校验仪的原理和技术参数进行了介绍,对变比电桥和自动变比测试仪两类仪器分别给出了推荐的接线方式和检定选点方法,给出 N /9 选点法,并对三相组别检定给出接线方式和检定方法,提高了变比标准器 ( 或感应分压器) 类变比电桥检定装置的检定效率[12]。