如何选择适合的电压比测量设备

变压器电压比测量通常有两种方法：双电压表法和电压比电桥法。但无论采用哪种方法，试验用电源一般采用单相电源，这是因为单相电源对铁心施加电压，在该铁心柱上绕组的电压和匝数成正比。而使用三相电源时，由于三相电源的电压可能不对称，而电压比测量允许的偏差比较小，可能无法得出正确的结果。

《电力变压器试验导则》（JB/T 501—1991）中规定，采用双电压表法测量电压比时，试验用仪表的准确度应不低于0.2%。但在实际测量的时候，我们不计算其他的不确定因素，可以得知两块0.2级电压表同时测量时其不确定度为

前面已经知道，电压比测量允许的偏差为0.5%，因此利用两块0.2级的电压表测量电压比，其结果的不确定度是很大的，如果有可能，应当选用准确度等级更高的电压表。

电压比电桥的准确度比较高，一般能达到0.1%，所以在一般情况下应选用电压比电桥进行变压器电压比的测量。

电压比电桥按原理不同可以分成两类：第一种是依据电阻线路，使被测变压器T的一、二次电压和两个电阻构成电桥，如图1-1a所示。当微安表PG中没有电流通过时，电桥达到平衡，一、二次电压之比等于（R₁+R₂+R₃+R₄）/（R₃+R₄）。使用电压比电桥时，通过调节电阻，使微安表PG内的电流为零，就可以得到变压器的电压比。这种电桥要求各个电阻应为无感电阻，电桥调节用的旋钮要求也比较高，而且同时要求接触电阻在各种工作场合下数值要稳定。第二种是感应式电桥，如图1-1b所示，电桥内有标准电压互感器PT。当电桥平衡时变压器的电压比等于互感器的电压比。调节互感器的电压比就能够得到变压器的电压比。

图1-1 电压比电桥

a）电阻式 b）感应式

由于感应式电桥检测的是电压，而不是电阻，所以对绕组的接触电阻要求不高，但其对内部的电压互感器PT要求比较高，而且要有许多抽头。

由于感应式电桥比较容易自动计算并给出结果。使用这类电桥，不需要操作人员调节电桥平衡，操作比较简单。国外进口的2791型匝比测试仪，其工作原理如图1-2所示。

图1-2 2791型匝比测试仪的工作原理

这类电桥的测量性能灵活，在测量电压比的同时还可以进行变压器联结组标号的检定，其特点如下：(www.xing528.com)

①电压比测量范围大，例如2791型匝比测试仪的电压比测量范围为0.1800～1999.9。

②测量精度高，准确度为0.1%。

③使用范围广，不仅可以测量单相变压器，还可以测量三相变压器。

④可以设定误差允许范围，判定试验结果是否合格。

近年来，国内许多厂家也相继开发了多种型号的匝比电桥，其功能也有了很大程度的改善，如国内某企业的JYT型变压器电压比测试仪，其采用了三相电源技术、计算机技术、模拟电子技术、高速信号采集和数字信号处理技术，可以同时实现三相电压比值、三相误差值、分接位置、联结组标号、角度和单相电压比值、极性等各种参数的测量。

JYT型变压器电压比测试仪以8031CPU为核心，对整机进行控制。其主要由组别变换、量程变换、AC/DC转换、A-D转换、显示、键盘输入和打印等部分组成，如图1-3所示。

图1-3 JYT型变压器电压比测试仪

向变压器一次侧施加的160V交流电压，记为u₁，根据变压器电压比测试计算公式，二次侧得到的电压为u₂，则电压比k=u₁/u₂。

一次电压经过精密电压互感器拾取信号，再经过整流滤波，送入A-D转换，由A-D转换的数据再送8031CPU去处理。同样的道理，变压器的二次电压信号经过量程变换、整流滤波、A-D转换后送至CPU。一次电压和二次电压同时取样，由单片机进行数据处理，避免测量误差。

总之，电压比测量中我们要根据测量方法选择测量仪器，利用电压比电桥，测量准确度高，但需要配合专用的测量设备；而利用双电压表法测量电压比，虽然所需设备较少，但准确度较低，一般用于安装现场的检测。

另外，在变压器电压比测量出现问题时，用双电压表法进行故障查找倒是一种直观有效的手段。