電力系統(tǒng)電能質(zhì)量降低會引起廣泛的能效及影響，如降低電力設(shè)備的運行性能，增大電力系統(tǒng)損耗，降低生產(chǎn)工效和工件質(zhì)量，干擾繼電保護和自動裝置正常工作，增加和放大電網(wǎng)諧振，誘發(fā)諧波過電壓或過電流的危害。嚴重時可能影響引起敏感制造業(yè)設(shè)備故障、新能源發(fā)電機組脫網(wǎng)、常規(guī)發(fā)電機組異常、電容器組設(shè)備燒損等電能質(zhì)量事件。

南方電網(wǎng)公司近年來組織開展了多次全網(wǎng)電能質(zhì)量普查，發(fā)現(xiàn)電能質(zhì)量超標的問題在網(wǎng)、源、荷側(cè)均普遍存在。根據(jù)諧波普測，變電站諧波電壓超標率約6.0%；開展了諧波源用戶排查，用戶諧波超標率約19.9%；開展了174個新能源場站排查，共發(fā)現(xiàn)18個站諧波超標。

隨著電網(wǎng)設(shè)備電力電子化增加，電網(wǎng)諧波引發(fā)的電能質(zhì)量事件也增加，如因5次諧波超限導(dǎo)致柔直單元停運，交流電網(wǎng)背景諧波含量較高引起直流濾波器等設(shè)備過負荷告警等，部分敏感用戶由于電壓暫降造成生產(chǎn)線停運也有發(fā)生。

一、概述（WBBCS4000變壓器損耗參數(shù)綜合測試儀測試精準,穩(wěn)定可靠）

變壓器損耗參數(shù)測試儀，是本公司自主研發(fā)的專門用于電力變壓器(三相或單相)出廠、大修以及交接試驗中空載和負載損耗參數(shù)測量的高精度儀器。該儀器設(shè)計精巧，性能優(yōu)越，功能強大，內(nèi)部采用國內(nèi)外*新型的單片機測試技術(shù)及先進的A/D同步交流采樣和數(shù)字信號處理技術(shù)；外部采用大屏幕液晶顯示，中文菜單提示，操作簡單，配備高速熱敏打印機，設(shè)計有存儲功能，方便數(shù)據(jù)的存儲和打??；配用數(shù)據(jù)管理軟件，保存的數(shù)據(jù)通過USB或232串口傳送到計算機(上位機)，進行另存、打印、清空等多項操作，或直接通過上位機電腦操作測試，保存的文件格式為Word或Excel文件格式；或?qū)?shù)據(jù)直接存儲到移動U盤中(不需要上位機)。儀器體積小、重量輕，便于攜帶，現(xiàn)場使用極為方便，大大減輕了試驗人員的勞動強度，提高了工作效率。

二、主要功能（WBBCS4000變壓器損耗參數(shù)綜合測試儀測試精準,穩(wěn)定可靠）

1．可測量變壓器空載損耗、空載電流、負載損耗、阻抗電壓、電壓有效值、電壓平均值、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等參數(shù)。

2．兼容時下各種干式或油浸配電變壓器的鐵芯型號判斷及容量判斷，且數(shù)據(jù)庫可隨時更新。

3．全部數(shù)據(jù)均在同一周期內(nèi)同步測量，保證測量結(jié)果的準確性和合理性。

4．做空負載測試時，在儀器允許的測量范圍內(nèi)可直接測量，超出測量范圍時可外接一次電壓互感器和電流互感器。

5．自動波形畸變校正，測試結(jié)果自動折算，無須任何手工計算。

6．內(nèi)置不掉電存儲器，可儲存80次測量結(jié)果，可長期保存測量數(shù)據(jù)并可隨時查閱。

7．內(nèi)置微型打印機可打印全部測試結(jié)果或存儲記錄。

8．大屏幕液晶顯示，全部漢字菜單及操作提示，直觀方便。

9．不掉電日歷，時鐘功能。

10．串口通信功能，能將測試數(shù)據(jù)通過上位機軟件上傳到電腦中。

11．移動U盤功能，能將保存在儀器里的全部測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到移動U盤中。

三、主要技術(shù)指標（WBBCS4000變壓器損耗參數(shù)綜合測試儀測試精準,穩(wěn)定可靠）

1．電壓測量范圍：AC 0～850V

2．電流測量范圍：AC 0～80A

3．頻率測量范圍：35～65Hz

4．功率因素測量范圍：0～1.0

5．測量精度：

電壓、電流、頻率：±0.2%±3字

功率：0.05＜cos￠≤0.1  ±1%±3字  cos￠＞0.1 ±0.5%±3字

6．環(huán)境溫度： -10℃～40℃

7．相對濕度： 當溫度為25℃時，不大于90%(無凝露)

8．工作電源： AC 220V±10%   50Hz±10Hz

9．外形尺寸：ABS箱415×320×168mm；鋁箱380×260×150mm；車載箱450×190×400

10．儀器重量：ABS箱6kg；鋁箱7kg；車載箱10kg (不包括測試線)

四、面板及功能介紹（WBBCS4000變壓器損耗參數(shù)綜合測試儀測試精準,穩(wěn)定可靠）

面板布局如圖所示：儀器機型、包裝不同，面板稍有不同。

面板上從右到左，從上到下各部分分別是測試接線端子、接地柱、熱敏打印機、AC 220V電源插座、電源開關(guān)、九芯串口座、液晶屏對比度調(diào)節(jié)旋鈕、方口USB座、扁口USB座、鍵盤、液晶屏。

其各功能介紹如下：

1.各接線端子：用于連接測試線(具體接線方式見后面章節(jié)的接線方法)。（IO、EXT預(yù)留擴展用）。

2.接地柱：儀器保護接地。

3.熱敏打印機：打印各種測試數(shù)據(jù)。

4.AC 220V電源插座：帶保險絲(1A)電源插座，用于給儀器供電。

5.電源開關(guān)：用于打開或關(guān)斷儀器電源。

6.九芯串口插座：串口通信接口，用于與上位機進行數(shù)據(jù)通信。

7.液晶屏對比度調(diào)節(jié)旋鈕：旋轉(zhuǎn)孔內(nèi)一字槽，調(diào)整液晶屏對比度。

8.方口USB插座：USB通信接口，用于與上位機進行數(shù)據(jù)通信。

9.扁口USB插座：U盤接口，用于將測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到移動U盤中。

10.液晶屏：顯示測試狀態(tài)和測試數(shù)據(jù)。

11.“↑”、“↓”、“←”、“→”鍵：用來選擇測試項，數(shù)字輸入及查看存儲的測試記錄。.

12.“打印”鍵：將剛進行測試項目的測試結(jié)果或已保存的測試數(shù)據(jù)打印出來。

13.“保存”鍵：在測量狀態(tài)下存儲當前已鎖定的測試結(jié)果及測量前設(shè)置的輔助參數(shù)，通過所輸入的設(shè)備編號及試驗的日期時間加以區(qū)別，以備查詢，*多可存儲80條記錄。

14.“退出”鍵：在測量狀態(tài)下，用于退出當前操作，回到上級菜單。

15.“確認”鍵：用于確認當前選擇或在測量狀態(tài)下鎖定數(shù)據(jù)。

16.“取消”鍵：用于在測量狀態(tài)下取消數(shù)據(jù)鎖定。

五、變壓器空載損耗測試操作說明（WBBCS4000變壓器損耗參數(shù)綜合測試儀測試精準,穩(wěn)定可靠）

空載試驗必須在額定頻率(正弦波形)和額定電壓下進行，使一個繞組達到額定勵磁，其余繞組開路。一般選擇變壓器低壓繞組側(cè)為試驗繞組，空載試驗電源質(zhì)量要符合國家標準規(guī)定，*好使用調(diào)壓設(shè)備，電壓能以零開始升壓，這樣便于及早發(fā)現(xiàn)問題和降低操作過電壓，所測得的空載試驗數(shù)據(jù)的誤差應(yīng)符合GB/T6451或有關(guān)標準的規(guī)定。（空載損耗允許偏差＋15％，空載電流偏差＋30％）

如果在做大型變壓器試驗時外接了電壓、電流互感器,其精度不能低于0.2級。

在現(xiàn)場不具備測試電源的條件下，若對低壓側(cè)額定電壓為10kV的中型變壓器進行三相空載損耗試驗，建議采用中間變壓器﹝如10∕0.4配電變壓器﹞,對中型電力變壓器在現(xiàn)場進行空載試驗,即現(xiàn)由儀器測量出中間變壓器的空載損耗,再測量經(jīng)中間變壓器后對大型變壓器的空載損耗,兩者相減后即可得到大型變壓器的空載損耗值,但需要注意中間變壓器低壓側(cè)所需用的電流是否保證變電站的供電可靠,由于空載試驗時波形發(fā)生畸變,所測量的結(jié)果存在一定的偏差,對電源容量要求見附錄﹝僅供參考﹞。

（一）開機界面

接好電源線，打開電源，液晶屏顯示界面如下圖所示：

按鍵盤上“↑”、“↓”鍵來選擇項目，當光標停在所要選擇的項目上時，按下鍵盤上的“確認”鍵進入下1級菜單。

（二）三相三線空載損耗測試

將三相電源的“Ua”、“Ub”、“Uc”分別接入儀器的“IA+”、“IB+”、“IC+”接線端子；將儀器的“IA-”、“IB-”、“IC-”及“UA”、“UB”、“UC”分別接到變壓器的低壓側(cè)。若變壓器有中性點，將中性點接到儀器的“UO”接線端子，變壓器的高壓側(cè)開路。

當測試電壓、電流不超過儀器測試范圍時，接線方法如下圖所示：

當測試電壓、電流超過儀器測試范圍時，需接電壓互感器、電流互感器,接線方法如下圖所示：

在開機主菜單狀態(tài)下，選擇“空載損耗”項目，進入“空載損耗”項目菜單，如下圖所示：

在測試之前，首先要進行相關(guān)的參數(shù)設(shè)置。在上圖中光標指向“參數(shù)設(shè)置”項，此時按鍵盤上的“確認”鍵進入右邊的參數(shù)設(shè)置，“↑”、“↓”鍵選擇待修改的項，再按“確認”鍵進入待修改項的輸入項，“←”、“→”鍵選擇輸入位置；“↑”、“↓”鍵改變當前光標所在位置數(shù)值的大小，“↑”鍵數(shù)值增大，“↓”鍵數(shù)值減小。

各參數(shù)說明如下：

1)設(shè)備編號：可輸入十位數(shù)字或英文字符（如出廠編號），用于標識被測設(shè)備。

(2)額定高壓：變壓器加壓側(cè)額定電壓，單位：kV

(3)額定容量：變壓器的額定容量，單位：kVA。

(4)額定溫度：用于將與溫度有關(guān)的測試參數(shù)從當前油溫校正到額定溫度，單位：℃。

(5)當前油溫：被測變壓器當前油溫，用于將測試結(jié)果校正到額定溫度，單位：℃。

(6)電壓變比：外接一次電壓互感器變比，若不接外部電壓互感器，則電壓變比應(yīng)設(shè)為1(初始值)。

(7)電流變比：外接一次電流互感器變比，若不接外部電流互感器，則電流變比應(yīng)設(shè)為1(初始值)。

(8)額定低壓，單位：kV。

上述的參數(shù)應(yīng)根據(jù)實際情況輸入，否則會得到錯誤的測試結(jié)果。當所有的參數(shù)已設(shè)置好后，返回到上圖的狀態(tài)，按“↓”鍵選擇“測試項目”，如下圖所示：

按“確認”鍵進入測試項目的選擇，按“↓”鍵選擇“三相三線空載”，按“確認”鍵進入測試界面，如下圖所示： 

在此狀態(tài)下，接通三相試驗電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器，使試驗電壓慢慢升高到額定電壓，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按“確認”鍵鎖定當前測試數(shù)據(jù)：

將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源。按“打印”鍵打印當前測試的數(shù)據(jù)；當數(shù)據(jù)鎖定后，按“保存”鍵存儲當前測試數(shù)據(jù)(掉電不丟失)；按“取消”鍵退出鎖定狀態(tài)；按“退出”鍵退出測試返回上1級菜單。(注意：每次測試結(jié)束或測試中間換線時，一定要將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗電源，以防觸電)。

各參數(shù)說明如下：

(1)有效值V：當前條件下的實測ab、bc、ca相的電壓有效值，單位：V。

(2)平均值V：當前條件下的實測ab、bc、ca相的電壓平均值，單位：V。

(3)電流A：當前條件下的實測a相、b相、c相的電流有效值，單位：A。

(4)功率W：當前條件下的實測ab相、bc相、ca相的有功功率，單位：W。

(5)三相：表示三相平均值，功率為三相總和。

(6)頻率：試驗電源頻率，單位：Hz。

(7)相位：電壓和電流的相位差，單位：°（度）。

(8)COSΦ：功率因數(shù)。

(9)空載電流：空載電流百分比。

(10)波形畸變：三相電壓平均值和電壓有效值的誤差百分比。

(11)鐵芯形式：根據(jù)所測得的空載損耗值判斷得到的鐵芯形式。

(12)空載損耗：校正到額定電壓下的空載損耗值(在計算額定電壓空載損耗時，因與選的鋼片材料和磁通密度有關(guān)，結(jié)果有可能不是很準確，用戶可以根據(jù)實測空載損耗自己手動校正，或者施加額定電壓測量)。

隨著傳統(tǒng)電力系統(tǒng)向新型電力系統(tǒng)發(fā)展，“雙高”特性將更為顯著，新型電力系統(tǒng)建設(shè)背景下電能質(zhì)量面臨的形勢主要有兩方面：

一是新能源發(fā)電的快速發(fā)展使得電源結(jié)構(gòu)發(fā)生根本變化。“雙碳”目標對能源行業(yè)提出了更高的要求，電源結(jié)構(gòu)也將發(fā)生根本性變革，新能源裝機占比逐年上升，預(yù)計到2030年，新能源發(fā)電裝機容量將達到15億千瓦。新能源發(fā)電出力隨機性、波動性顯著，規(guī)模接入?yún)^(qū)域可能出現(xiàn)次同步或超同步功率振蕩、諧波放大或諧波諧振、電壓越限等問題，造成臨近新能源場站和分布式光伏脫網(wǎng)、臨近用戶電動機跳閘、發(fā)電機軸系扭振等影響。

二是電力系統(tǒng)負荷側(cè)呈現(xiàn)電力電子化趨勢。交通行業(yè)、冶煉化工制造等行業(yè)領(lǐng)域新型電力電子設(shè)備大量接入，負荷形態(tài)更加多樣化，負荷特性發(fā)生較大變化，負荷側(cè)有源化發(fā)展趨勢顯著。

交通行業(yè)方面，電氣化水平持續(xù)提升，鐵路網(wǎng)規(guī)模到2025年將達到17.5萬公里，電氣化率將達到89%；城市軌道交通，“十四五”期間總里程達1.3萬公里；新能源汽車，2030年預(yù)測我國新能源汽車銷售將占比40%~50%，“十四五”末，全社會新能源汽車的年充電量將達到1029億千瓦時。電氣化鐵路對電能質(zhì)量的挑戰(zhàn)主要是負序、諧波等問題，軌道交通則主要是諧波問題，曾引發(fā)高次諧波放大，造成變電站保護誤動，影響臨近用戶供電。新能源汽車用戶集中充電造成供電設(shè)備重載或過載、電壓越下限等問題。

冶煉化工行業(yè)方面，冶金化工等高耗能行業(yè)將重點推進電能替代工作，提高電能在終端用能的占比，未來直流電弧爐、精煉爐、中頻爐、軋鋼機、電解整流裝置、電石爐等電力電子化生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用規(guī)模將持續(xù)增長。冶金化工行業(yè)未來主要特征是產(chǎn)業(yè)集中化、設(shè)備重型化，高壓大功率用電設(shè)備運行時產(chǎn)生較大的功率沖擊，引起電壓波動、諧波等問題，并向下1級電網(wǎng)傳播，影響范圍大。

制造等行業(yè)方面，呈現(xiàn)快速電力電子化趨勢。為提高用電能效，加工制造、信息通信、商業(yè)用電設(shè)備廣泛使用變頻器、直流傳動設(shè)備和直流通訊電源、UPS、空調(diào)系統(tǒng)等設(shè)備，同時隨著設(shè)備智能化水平的提升，全控型電力電子器件的應(yīng)用程度提高，用電設(shè)備的諧波呈現(xiàn)寬頻化、隨機波動等特征，設(shè)備之間的相互影響增強，對配電網(wǎng)電能質(zhì)量控制提出新的挑戰(zhàn)。

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