電力系統(tǒng)電能質(zhì)量降低會(huì)引起廣泛的能效及影響，如降低電力設(shè)備的運(yùn)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(hù)和自動(dòng)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(yán)重時(shí)可能影響引起敏感制造業(yè)設(shè)備故障、新能源發(fā)電機(jī)組脫網(wǎng)、常規(guī)發(fā)電機(jī)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(biāo)的問題在網(wǎng)、源、荷側(cè)均普遍存在。根據(jù)諧波普測(cè)，變電站諧波電壓超標(biāo)率約6.0%；開展了諧波源用戶排查，用戶諧波超標(biāo)率約19.9%；開展了174個(gè)新能源場(chǎng)站排查，共發(fā)現(xiàn)18個(gè)站諧波超標(biāo)。

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(yùn)，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(fù)荷告警等，部分敏感用戶由于電壓暫降造成生產(chǎn)線停運(yùn)也有發(fā)生。

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

變壓器損耗參數(shù)測(cè)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(yàn)中空載和負(fù)載損耗參數(shù)測(cè)量的高精度儀器。該儀器設(shè)計(jì)精巧，性能優(yōu)越，功能強(qiáng)大，內(nèi)部采用國(guó)內(nèi)外*新型的單片機(jī)測(cè)試技術(shù)及先進(jìn)的A/D同步交流采樣和數(shù)字信號(hào)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(jiǎn)單，配備高速熱敏打印機(jī)，設(shè)計(jì)有存儲(chǔ)功能，方便數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和打印；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(jì)算機(jī)(上位機(jī))，進(jìn)行另存、打印、清空等多項(xiàng)操作，或直接通過上位機(jī)電腦操作測(cè)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(chǔ)到移動(dòng)U盤中(不需要上位機(jī))。儀器體積小、重量輕，便于攜帶，現(xiàn)場(chǎng)使用極為方便，大大減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)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(cè)試儀測(cè)試精準(zhǔn),穩(wěn)定可靠）

1．可測(cè)量變壓器空載損耗、空載電流、負(fù)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(shí)下各種干式或油浸配電變壓器的鐵芯型號(hào)判斷及容量判斷，且數(shù)據(jù)庫可隨時(shí)更新。

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

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

5．自動(dòng)波形畸變校正，測(cè)試結(jié)果自動(dòng)折算，無須任何手工計(jì)算。

6．內(nèi)置不掉電存儲(chǔ)器，可儲(chǔ)存80次測(cè)量結(jié)果，可長(zhǎng)期保存測(cè)量數(shù)據(jù)并可隨時(shí)查閱。

7．內(nèi)置微型打印機(jī)可打印全部測(cè)試結(jié)果或存儲(chǔ)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(shí)鐘功能。

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

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

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

1．電壓測(cè)量范圍：AC 0～850V

2．電流測(cè)量范圍：AC 0～80A

3．頻率測(cè)量范圍：35～65Hz

4．功率因素測(cè)量范圍：0～1.0

5．測(cè)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(duì)濕度： 當(dāng)溫度為25℃時(shí)，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(cè)試線)

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

面板布局如圖所示：儀器機(jī)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(cè)試接線端子、接地柱、熱敏打印機(jī)、AC 220V電源插座、電源開關(guān)、九芯串口座、液晶屏對(duì)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(cè)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(kuò)展用）。

2.接地柱：儀器保護(hù)接地。

3.熱敏打印機(jī)：打印各種測(cè)試數(shù)據(jù)。

4.AC 220V電源插座：帶保險(xiǎn)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(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。

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

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

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

10.液晶屏：顯示測(cè)試狀態(tài)和測(cè)試數(shù)據(jù)。

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

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

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

14.“退出”鍵：在測(cè)量狀態(tài)下，用于退出當(dāng)前操作，回到上級(jí)菜單。

15.“確認(rèn)”鍵：用于確認(rèn)當(dāng)前選擇或在測(cè)量狀態(tài)下鎖定數(shù)據(jù)。

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

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

空載試驗(yàn)必須在額定頻率(正弦波形)和額定電壓下進(jìn)行，使一個(gè)繞組達(dá)到額定勵(lì)磁，其余繞組開路。一般選擇變壓器低壓繞組側(cè)為試驗(yàn)繞組，空載試驗(yàn)電源質(zhì)量要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(cè)得的空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差應(yīng)符合GB/T6451或有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)時(shí)外接了電壓、電流互感器,其精度不能低于0.2級(jí)。

在現(xiàn)場(chǎng)不具備測(cè)試電源的條件下，若對(duì)低壓側(cè)額定電壓為10kV的中型變壓器進(jìn)行三相空載損耗試驗(yàn)，建議采用中間變壓器﹝如10∕0.4配電變壓器﹞,對(duì)中型電力變壓器在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行空載試驗(yàn),即現(xiàn)由儀器測(cè)量出中間變壓器的空載損耗,再測(cè)量經(jīng)中間變壓器后對(duì)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(yàn)時(shí)波形發(fā)生畸變,所測(cè)量的結(jié)果存在一定的偏差,對(duì)電源容量要求見附錄﹝僅供參考﹞。

（一）開機(jī)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(xiàng)目，當(dāng)光標(biāo)停在所要選擇的項(xiàng)目上時(shí)，按下鍵盤上的“確認(rèn)”鍵進(jìn)入下1級(jí)菜單。

（二）三相三線空載損耗測(cè)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(diǎn)，將中性點(diǎn)接到儀器的“UO”接線端子，變壓器的高壓側(cè)開路。

當(dāng)測(cè)試電壓、電流不超過儀器測(cè)試范圍時(shí)，接線方法如下圖所示：

當(dāng)測(cè)試電壓、電流超過儀器測(cè)試范圍時(shí)，需接電壓互感器、電流互感器,接線方法如下圖所示：

在開機(jī)主菜單狀態(tài)下，選擇“空載損耗”項(xiàng)目，進(jìn)入“空載損耗”項(xiàng)目菜單，如下圖所示：

在測(cè)試之前，首先要進(jìn)行相關(guān)的參數(shù)設(shè)置。在上圖中光標(biāo)指向“參數(shù)設(shè)置”項(xiàng)，此時(shí)按鍵盤上的“確認(rèn)”鍵進(jìn)入右邊的參數(shù)設(shè)置，“↑”、“↓”鍵選擇待修改的項(xiàng)，再按“確認(rèn)”鍵進(jìn)入待修改項(xiàng)的輸入項(xiàng)，“←”、“→”鍵選擇輸入位置；“↑”、“↓”鍵改變當(dāng)前光標(biāo)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(hào)：可輸入十位數(shù)字或英文字符（如出廠編號(hào)），用于標(biāo)識(shí)被測(cè)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(cè)試參數(shù)從當(dāng)前油溫校正到額定溫度，單位：℃。

(5)當(dāng)前油溫：被測(cè)變壓器當(dāng)前油溫，用于將測(cè)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(shí)際情況輸入，否則會(huì)得到錯(cuò)誤的測(cè)試結(jié)果。當(dāng)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(cè)試項(xiàng)目”，如下圖所示：

按“確認(rèn)”鍵進(jìn)入測(cè)試項(xiàng)目的選擇，按“↓”鍵選擇“三相三線空載”，按“確認(rèn)”鍵進(jìn)入測(cè)試界面，如下圖所示： 

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

將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗(yàn)電源。按“打印”鍵打印當(dāng)前測(cè)試的數(shù)據(jù)；當(dāng)數(shù)據(jù)鎖定后，按“保存”鍵存儲(chǔ)當(dāng)前測(cè)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(cè)試返回上1級(jí)菜單。(注意：每次測(cè)試結(jié)束或測(cè)試中間換線時(shí)，一定要將調(diào)壓器輸出電壓調(diào)零并斷開試驗(yàn)電源，以防觸電)。

各參數(shù)說明如下：

(1)有效值V：當(dāng)前條件下的實(shí)測(cè)ab、bc、ca相的電壓有效值，單位：V。

(2)平均值V：當(dāng)前條件下的實(shí)測(cè)ab、bc、ca相的電壓平均值，單位：V。

(3)電流A：當(dāng)前條件下的實(shí)測(cè)a相、b相、c相的電流有效值，單位：A。

(4)功率W：當(dāng)前條件下的實(shí)測(cè)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(yàn)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(cè)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(jì)算額定電壓空載損耗時(shí)，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(zhǔn)確，用戶可以根據(jù)實(shí)測(cè)空載損耗自己手動(dòng)校正，或者施加額定電壓測(cè)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(shì)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(biāo)對(duì)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(jī)占比逐年上升，預(yù)計(jì)到2030年，新能源發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到15億千瓦。新能源發(fā)電出力隨機(jī)性、波動(dòng)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(chǎng)站和分布式光伏脫網(wǎng)、臨近用戶電動(dòng)機(jī)跳閘、發(fā)電機(jī)軸系扭振等影響。

二是電力系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)呈現(xiàn)電力電子化趨勢(shì)。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(fù)荷形態(tài)更加多樣化，負(fù)荷特性發(fā)生較大變化，負(fù)荷側(cè)有源化發(fā)展趨勢(shì)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(dá)到17.5萬公里，電氣化率將達(dá)到89%；城市軌道交通，“十四五”期間總里程達(dá)1.3萬公里；新能源汽車，2030年預(yù)測(cè)我國(guó)新能源汽車銷售將占比40%~50%，“十四五”末，全社會(huì)新能源汽車的年充電量將達(dá)到1029億千瓦時(shí)。電氣化鐵路對(duì)電能質(zhì)量的挑戰(zhàn)主要是負(fù)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(hù)誤動(dòng)，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(diǎn)推進(jìn)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(jī)、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(zhǎng)。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(yùn)行時(shí)產(chǎn)生較大的功率沖擊，引起電壓波動(dòng)、諧波等問題，并向下1級(jí)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(shì)。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(dòng)設(shè)備和直流通訊電源、UPS、空調(diào)系統(tǒng)等設(shè)備，同時(shí)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(jī)波動(dòng)等特征，設(shè)備之間的相互影響增強(qiáng)，對(duì)配電網(wǎng)電能質(zhì)量控制提出新的挑戰(zhàn)。

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