一种现场配电变压器能效判定装置

技术领域

本申请涉及工业领域，且更为具体地，涉及一种现场配电变压器能效判定装置。

背景技术

现场配电变压器是电力系统中常见的设备之一，用于将高电压变换为低电压以供给用户使用。在使用过程中，变压器的能效是一个重要的指标，它反映了变压器在能量转换过程中的损耗情况。因此，准确评估变压器的能效对于电力系统的运行和能源管理至关重要。

目前，评估变压器的能效通常是通过测量变压器的负载损耗值来进行的。然而，由于测试过程中环境温度的变化会对测量结果产生影响，也就是说，不同的环境温度下的变压器负载损耗值会有所差异，这就使得在进行数据的统计分析过程中对于负载损耗的变化趋势分析较为困难，从而也就降低了现场配电变压器的能效判定的准确性。

因此，期望一种优化的现场配电变压器能效判定装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种现场配电变压器能效判定装置，其通过基于现场配电变压器能效判定装置在测试过程中的温度时序分布来对测量值进行校正，从而得到参考温度下的更为精准的评估值。

根据本申请的一个方面，提供了一种现场配电变压器能效判定装置，其包括：

单相测试电源单元；

测试电压输入切换单元，所述测试电压输入切换单元电连接于所述单相测试电源单元；

测试电压输出切换单元；

测试主板单元，其中，所述测试主板单元电连接于所述单相测试电源单元、所述测试主板单元电连接于所述测试电压输入切换单元，以及，所述测试主板单元电连接于所述测试电压输出切换单元；以及

被测变压器，其中，所述被测变压器电连接于所述测试电压输出切换单元。

与现有技术相比，本申请提供的一种现场配电变压器能效判定装置，其通过基于现场配电变压器能效判定装置在测试过程中的温度时序分布来对测量值进行校正，从而得到参考温度下的更为精准的评估值。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1为根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置的框图；

图2为根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置的训练模块的系统架构图；

图3为根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置的训练模块的框图；

图4为根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置的测试电压输出切换单元的框图；

图5为根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置的温度时序分析模块的框图；

图6为根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置的场景示意图；

图7为根据本申请实施例的负载和空载的测试原理图；

图8a和图8b为根据本申请实施例的单相测试的测试原理图；

图9为根据本申请实施例的高压绕组的接线图；

图10为根据本申请实施例的低压绕组的接线图；

图11为根据本申请实施例的线电压加压和相电压加压的接线图；

图12为根据本申请实施例的能效测试仪的框图。

图13为根据本申请实施例的具体实施图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

虽然本申请对根据本申请的实施例的系统中的某些模块做出了各种引用，然而，任何数量的不同模块可以被使用并运行在用户终端和/或服务器上。所述模块仅是说明性的，并且所述系统和方法的不同方面可以使用不同模块。

本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，根据需要，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

实施例1

目前，评估变压器的能效通常是通过测量变压器的负载损耗值来进行的。然而，由于测试过程中环境温度的变化会对测量结果产生影响，也就是说，不同的环境温度下的变压器负载损耗值会有所差异，这就使得在进行数据的统计分析过程中对于负载损耗的变化趋势分析较为困难，从而也就降低了现场配电变压器的能效判定的准确性。因此，期望一种优化的现场配电变压器能效判定装置。

在本申请的技术方案中，提出了一种现场配电变压器能效判定装置。图1为根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置的框图。如图1所示，根据本申请的实施例的现场配电变压器能效判定装置，包括：单相测试电源单元310；测试电压输入切换单元320，所述测试电压输入切换单元电连接于所述单相测试电源单元；测试电压输出切换单元330；测试主板单元340，其中，所述测试主板单元电连接于所述单相测试电源单元、所述测试主板单元电连接于所述测试电压输入切换单元，以及，所述测试主板单元电连接于所述测试电压输出切换单元；以及，被测变压器350，其中，所述被测变压器电连接于所述测试电压输出切换单元。

具体地，根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置，所述单相测试电源单元310，所述单相测试电源是一种用于供电和测试单相电气设备的电源装置。它通常由一个交流电源和一些测试功能组成，可以提供稳定的电压和电流输出，以满足被测试设备的需求。单相测试电源广泛应用于电子设备、家用电器、电力系统等领域，用于测试设备的性能、稳定性和可靠性。它是进行电器设备测试和调试的重要工具之一。

具体地，根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置，所述测试电压输入切换单元320，所述测试电压输入切换单元电连接于所述单相测试电源单元。值得注意的是，其中，测试电压输入切换单元可以根据需要选择不同的电压输出，以及，可以实现电源单元输出电压的切换。以满足不同测试需求并确保电压的稳定性。

单相测试电源是一种用于提供单相交流电的设备，常用于电力系统的测试和实验。它通常具有可调的电压和频率输出，可以模拟不同的电力条件和负载情况。单相测试电源广泛应用于电力工程、电气设备测试、实验室研究等领域。使用单相测试电源可以进行各种测试和实验，如电气设备的性能测试、电力系统的稳定性分析、电能质量评估等。在电力工程和研究领域，单相测试电源是一种重要的工具，能够帮助工程师和研究人员进行各种电力相关的实验和测试工作。

具体地，根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置，所述测试电压输出切换单元330，特别地，在本申请的一个具体示例中，如图4所示，所述测试电压输出切换单元330，包括：负载损耗值采集模块331，用于获取由现场配电变压器能效判定装置采集的所述被测试变压器的负载损耗值；温度数据采集模块332，用于获取所述现场配电变压器能效判定装置在测试所述被测试变压器的负载损耗值的过程中的多个预定时间点的温度值；温度时序分析模块333，用于对所述多个预定时间点的温度值进行时序分析以得到温度时序特征；修正系数生成模块334，用于基于所述温度时序特征，确定修正系数；负载损耗值修正模块335，用于将所述修正系数与所述负载损耗值进行相乘以得到参考温度下的负载损耗值。

特别地，所述负载损耗值采集模块331，用于获取由现场配电变压器能效判定装置采集的所述被测试变压器的负载损耗值。其中，负载损耗值是指在电力系统中，由于电能传输和转换过程中存在电阻、电感和电容等元件，导致能量损耗的数值。负载损耗值通常以功率的形式表示，单位为瓦特(W)或千瓦(kW)。主要包括以下几个方面的损耗：导线电阻损耗、变压器铁心损耗：变压器中的铁心由于磁化和磁滞等原因，会产生能量损耗。这种损耗与变压器的设计和负载情况有关，可以通过优化变压器的设计和使用高效率的铁心材料来减小、电容器和电抗器损耗、开关设备损耗：开关设备如断路器、隔离开关等在开关操作时会产生能量损耗，主要包括接触电阻损耗和机械摩擦损耗。

现场配电变压器能效判定装置是用于评估和判定配电变压器的能效水平的设备。它通过测量和分析变压器的电流、电压、功率因数等参数，计算出变压器的能效指标。这种装置通常包括传感器、数据采集模块、数据处理单元和显示屏等组成部分。传感器用于实时采集变压器的电气参数，如电流、电压和功率因数等。数据采集模块将传感器采集到的数据传输给数据处理单元，数据处理单元对数据进行处理和分析，计算出变压器的能效指标，并进行判定。最后，结果可以在显示屏上显示出来，供用户查看和评估。

相应的，在一种可能的实现方式中，可通过以下步骤获取由现场配电变压器能效判定装置采集的所述被测试变压器的负载损耗值，例如：确保现场配电变压器能效判定装置处于工作状态，并已正确连接到被测试变压器上；打开现场配电变压器能效判定装置的电源，确保其正常运行；在现场配电变压器能效判定装置的控制界面上，选择相应的测试模式，以获取负载损耗值；根据装置的操作说明，设置测试参数，如测试时间、采样率等；确保被测试变压器处于正常运行状态，没有其他异常情况；启动测试过程，在规定的时间内让现场配电变压器能效判定装置对被测试变压器进行数据采集；等待测试过程完成，并确保数据采集的准确性和完整性；从现场配电变压器能效判定装置中导出采集到的负载损耗值数据；对采集到的数据进行分析和处理，得到被测试变压器的负载损耗值。

特别地，所述温度数据采集模块332，用于获取所述现场配电变压器能效判定装置在测试所述被测试变压器的负载损耗值的过程中的多个预定时间点的温度值。根据本申请的实施例，可通过温度传感器来获取所述现场配电变压器能效判定装置在测试所述被测试变压器的负载损耗值的过程中的多个预定时间点的温度值，温度传感器是一种用于测量环境或物体温度的设备。它能够将温度转换成电信号或其他形式的输出信号，以便进行监测、控制或记录。温度传感器广泛应用于工业自动化、气象观测、医疗设备、电子产品等领域。

相应的，在一种可能的实现方式中，可通过以下步骤获取所述现场配电变压器能效判定装置在测试所述被测试变压器的负载损耗值的过程中的多个预定时间点的温度值，例如：准备测试设备：确保现场配电变压器能效判定装置正常工作，并与被测试变压器正确连接；设置测试参数：根据测试需求，设置测试装置的参数，包括采样频率、测试时间间隔等；开始测试：启动现场配电变压器能效判定装置，开始对被测试变压器进行负载损耗值的测试；记录时间点：在测试过程中，根据预定的时间点，记录下当前的时间；测量温度值：在每个预定时间点，使用温度传感器或红外测温仪测量被测试变压器的温度值。确保测量准确并记录下来；继续测试：在记录完当前时间点的温度值后，继续进行负载损耗值的测试，直到所有预定时间点的温度值都被记录；数据整理：将记录下来的时间点和对应的温度值整理成表格或图表，以便后续分析和评估。

特别地，所述温度时序分析模块333，用于对所述多个预定时间点的温度值进行时序分析以得到温度时序特征。特别地，在本申请的一个具体示例中，所述所述温度时序分析模块333，包括：温度时序排序单元3331，用于将所述多个预定时间点的温度值按照时间维度排列为温度时序输入向量；温度时序变化特征提取单元3332，用于通过基于深度神经网络模型的温度时序特征提取器对所述温度时序输入向量进行特征提取以得到温度时序特征向量；以及，温度时序特征强化单元3333，用于对所述温度时序特征向量进行特征级表达强化以得到温度时序特征矩阵以作为所述温度时序特征。

相应地，所述温度时序排序单元3331，用于将所述多个预定时间点的温度值按照时间维度排列为温度时序输入向量。考虑到由于所述温度值在时间维度上具有着时序的动态变化规律，而所述被测试变压器的负载损耗值与测试过程中的温度相关，也就是说，所述被测试变压器在被测试过程中的温度是不断变化的，不同的温度下所测得的负载损耗值不同。因此，为了基于测试过程中的温度时序分布来进行测试值的校正，需要对于所述温度值的时序变化特征进行充分有效地捕捉。具体地，首先将所述多个预定时间点的温度值按照时间维度排列为温度时序输入向量，以此来整合所述温度值在时序上的分布信息。

相应的，在一种可能的实现方式中，可通过以下步骤将所述多个预定时间点的温度值按照时间维度排列为温度时序输入向量，例如：收集多个预定时间点的温度值，例如：T1,T2,T3,...,Tn；确定时间点的顺序，将其按照时间的先后顺序进行排列；创建一个空的温度时序输入向量，用于存储排列后的温度值；从最早的时间点开始，将温度值依次添加到温度时序输入向量中；继续按照时间顺序，将下一个时间点的温度值添加到温度时序输入向量的末尾；重复步骤5，直到将所有时间点的温度值都添加到温度时序输入向量中；最终得到的温度时序输入向量即为按时间维度排列后的温度值序列。

相应地，所述温度时序变化特征提取单元3332，用于通过基于深度神经网络模型的温度时序特征提取器对所述温度时序输入向量进行特征提取以得到温度时序特征向量。特别地，在本申请的一个具体示例中，所述深度神经网络模型为一维卷积神经网络模型。也就是，使用基于一维卷积神经网络模型的温度时序特征提取器来对所述温度时序输入向量进行特征挖掘，以提取出所述温度值在时间维度上的时序关联特征分布信息，即所述温度值在测试过程中的时序变化特征信息，从而得到温度时序特征向量。具体地，使用所述基于一维卷积神经网络模型的温度时序特征提取器的各层在层的正向传递中分别对输入数据进行：对输入数据进行卷积处理以得到卷积特征图；对所述卷积特征图进行基于特征矩阵的池化以得到池化特征图；以及，对所述池化特征图进行非线性激活以得到激活特征图；其中，所述基于一维卷积神经网络模型的温度时序特征提取器的最后一层的输出为所述温度时序特征向量，所述基于一维卷积神经网络模型的温度时序特征提取器的第一层的输入为所述温度时序输入向量。

一维卷积神经网络(1D CNN)模型是一种用于处理序列数据的深度学习模型。与传统的卷积神经网络模型不同，1D CNN模型在输入数据的维度上进行卷积操作，适用于处理具有时间或空间顺序的数据。1D CNN模型通常由卷积层、池化层和全连接层组成。卷积层使用一维卷积操作对输入数据进行特征提取，通过滑动的卷积核在输入序列上提取局部特征。池化层则用于减小特征图的尺寸，保留最重要的特征。最后，全连接层将提取到的特征映射到输出类别。1D CNN模型在文本分类、语音识别、时间序列分析等领域具有广泛应用。它能够捕捉到输入序列中的局部模式和长程依赖关系，从而提取出有用的特征并进行有效的分类和预测。

相应地，所述温度时序特征强化单元3333，用于对所述温度时序特征向量进行特征级表达强化以得到温度时序特征矩阵以作为所述温度时序特征。考虑到由于所述温度值在时间维度上具有着波动性和不确定性，并且其在测试过程中的时序变化特征不明显，因此，在得到所述温度值的时序关联特征后，需要进一步对其进行特征表达强化，以增强温度值在时序上的特征表达。特别地，在本申请的一个具体示例中，通过所述温度值的先验分布，即高斯分布，来对于所述温度值的时序动态关联特征进行特征增强，也就是，使用高斯密度图对所述温度时序特征向量进行特征级表达强化以得到温度时序特征矩阵。具体地，构造所述温度时序特征向量的高斯密度图以得到高斯密度图。其中，所述高斯密度图的均值向量为所述温度时序特征向量，所述高斯密度图的协方差矩阵为所述温度时序特征向量中相应两个位置的特征值之间的方差；以及，对所述高斯密度图中各个位置的高斯分布进行高斯离散化以得到所述温度时序特征矩阵。具体地，以如下公式构造所述温度时序特征向量的高斯密度图；其中，所述公式为：

高斯密度图(Gaussian density plot)是一种用于可视化数据分布的图表类型。它基于高斯分布(也称为正态分布)的概念，将数据点在坐标轴上的分布转化为曲线的形式。

值得一提的是，在本申请的其他具体示例中，还可以通过其他方式对所述多个预定时间点的温度值进行时序分析以得到温度时序特征，例如：收集数据：收集所需的温度数据，包括不同时间点的温度值。这些数据可以来自传感器、记录仪或其他数据源；数据预处理：对收集到的数据进行预处理，包括去除异常值、缺失值处理和数据平滑处理。这可以确保数据的质量和一致性；时序图绘制：使用绘图工具(如Matplotlib、Plotly等)将温度数据绘制成时序图。横轴表示时间，纵轴表示温度值。这样可以直观地观察温度随时间的变化趋势；统计特征提取：从时序数据中提取统计特征，例如平均值、标准差、最大值、最小值等。这些统计特征可以提供关于温度变化的整体概述；时间序列分析：应用时间序列分析方法，例如自相关函数(ACF)、偏自相关函数(PACF)、移动平均(MA)、自回归(AR)等，来分析温度数据的时序特征。这些分析方法可以帮助识别温度数据中的趋势、周期性和季节性等模式；频域分析：使用傅里叶变换或小波变换等频域分析方法，将时域的温度数据转换为频域表示。这可以揭示温度数据中的周期性成分和频率特征；趋势预测：根据已有的温度时序特征，可以使用时间序列预测模型(如ARIMA、SARIMA、LSTM等)对未来的温度进行预测和趋势分析。

特别地，所述修正系数生成模块334，用于基于所述温度时序特征，确定修正系数。特别地，在本申请的一个具体示例中，将所述温度时序特征矩阵通过解码器以得到解码值，所述解码值用于表示所述修正系数。也就是说，以特征增强后的温度时序变化特征来进行解码回归，以此来得到修正系数，并利用所述修正系数与所述负载损耗值进行相乘的方式来计算出参考温度下的负载损耗值。这样，能够通过利用温度的时序分布特征来将负载损耗值转换到参考温度下的负载损耗修正数据信息。相应地，在本申请的一个具体示例中，由于油浸式变压器通常为75℃温度，因此可以将该所述参考温度设定为75℃，以此来提高现场配电变压器能效判定装置进行能效评估的准确性，为电力系统的运行和能源管理提供有力支持。

值得一提的是，在本申请的其他具体示例中，还可以通过其他方式基于所述温度时序特征，确定修正系数，例如：收集温度时序数据：首先，需要收集液态天然气(LNG)储存系统中的温度时序数据。这些数据可以通过传感器或监测设备来获取，记录LNG储存罐中的温度变化情况；分析温度变化特征：对收集到的温度时序数据进行分析，了解温度的变化规律和特征。可以观察温度的波动范围、周期性变化、温度升降速率等信息；确定修正系数的计算方法：根据温度变化特征，确定修正系数的计算方法。修正系数可以用于校正实际温度与传感器测量温度之间的差异。例如，可以根据温度的波动范围和周期性变化来确定修正系数的大小；进行修正系数计算：根据确定的修正系数计算公式，对温度数据进行修正。修正系数可以根据实际情况进行调整，以获得更准确的温度数据；验证修正效果：修正完成后，需要对修正后的温度数据进行验证，确保修正效果符合预期。可以与其他独立的温度测量设备进行比对，检查修正后的数据与实际情况的一致性；更新修正系数：如果修正效果不理想，可以根据验证结果进行修正系数的更新。根据实际应用情况，不断优化修正系数，以提高修正的准确性和可靠性。

特别地，所述负载损耗值修正模块335，用于将所述修正系数与所述负载损耗值进行相乘以得到参考温度下的负载损耗值。值得注意的是，修正系数与负载损耗值相乘的作用是根据实际情况对负载损耗进行修正。

相应的，在一种可能的实现方式中，可通过以下步骤将所述修正系数与所述负载损耗值进行相乘以得到参考温度下的负载损耗值，例如：获取修正系数和负载损耗值；将修正系数与负载损耗值相乘，得到修正后的负载损耗值；将修正后的负载损耗值用作参考温度下的负载损耗值。

具体地，根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置，所述测试主板单元340，其中，所述测试主板单元电连接于所述单相测试电源单元、所述测试主板单元电连接于所述测试电压输入切换单元，以及，所述测试主板单元电连接于所述测试电压输出切换单元。应可以理解，测试主板单元电连接于单相测试电源单元的原因是为了提供电源给测试主板单元，确保其正常运行。测试主板单元通常需要稳定的电源供应以进行各种测试和测量操作，而单相测试电源单元可以提供可靠的电源输出，满足测试主板单元的电力需求。测试主板单元电连接于测试电压输入切换单元的原因是为了接收外部电压信号并将其传递给测试主板单元进行测试。测试电压输入切换单元通常用于选择和切换不同的电压输入源，以便测试主板单元可以对不同电压条件下的设备进行测试和评估。测试主板单元电连接于测试电压输出切换单元的原因是为了将测试主板单元的输出信号传递给其他设备或系统进行进一步的处理或分析。测试电压输出切换单元通常用于选择和切换测试主板单元的输出信号，并将其传递给需要的目标设备或系统。

具体地，根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置，所述被测变压器350，其中，所述被测变压器电连接于所述测试电压输出切换单元。应可以理解，测试电压输出切换单元是用于连接被测变压器和测试电压源的设备。它的作用是在测试过程中切换不同的测试电压输出，以便对被测变压器进行多种电压条件下的测试。

应可以理解，在利用上述神经网络模型进行推断之前，需要对所述基于一维卷积神经网络模型的温度时序特征提取器和所述解码器进行训练。也就是说，根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置，还包括训练阶段，用于对所述基于一维卷积神经网络模型的温度时序特征提取器和所述解码器进行训练。

图2为根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置的训练模块的系统架构图。图3为根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置的训练模块的框图。如图2和图3所示，根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置300，包括：训练阶段400，包括：训练数据获取单元410，用于获取训练数据，所述训练数据包括训练被测试变压器的负载损耗值，多个预定时间点的训练温度值，以及，所述修正系数的真实值；训练温度时序排列单元420，用于将所述多个预定时间点的训练温度值按照时间维度排列为训练温度时序输入向量；训练温度时序变化特征提取单元430，用于将所述训练温度时序输入向量通过所述基于一维卷积神经网络模型的温度时序特征提取器以得到训练温度时序特征向量；训练温度时序特征增强单元440，用于使用高斯密度图对所述训练温度时序特征向量进行特征级表达强化以得到训练温度时序特征矩阵；解码损失单元450，用于将所述训练温度时序特征矩阵通过所述解码器以得到解码损失函数值；流形凸分解一致性损失单元460，用于计算所述训练温度时序特征矩阵的流形凸分解一致性因数以得到流形凸分解一致性损失函数值；模型训练单元470，用于以所述分类损失函数值和所述流形凸分解一致性损失函数值的加权和作为损失函数值，并通过梯度下降的反向传播来对所述基于一维卷积神经网络模型的温度时序特征提取器和所述解码器进行训练。

特别地，在本申请的技术方案中，这里，在使用高斯密度图对所述温度时序特征向量进行特征级表达强化得到所述温度时序特征矩阵时，是对于所述温度时序特征向量的每个特征值，基于所述温度时序特征向量的自方差矩阵的相应的行方差分布进行概率采样，以得到所述温度时序特征矩阵的各个行特征向量，这里，考虑到虽然所述温度时序特征矩阵的各个行特征向量遵循相应特征值基于行方差分布的特征分布，但由于概率采样时的随机性，仍然期望对所述温度时序特征矩阵的各个行特征向量进行约束。这里，由于所述温度时序特征向量的整体特征分布符合温度值的局部时序关联特征分布，而所述温度时序特征矩阵在列方向上的特征分布遵循所述温度时序特征向量的整体特征分布，因此如果所述温度时序特征矩阵在高维特征空间内的流形表达在与行方向和列方向对应的不同分布维度上保持一致，则能够对所述温度时序特征矩阵的各个行特征向量进行约束。

因此，本申请的申请人针对所述温度时序特征矩阵M引入特征矩阵的流形凸分解一致性因数作为损失函数，具体表示为：

其中V

如上所述，根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置300可以实现在各种无线终端中，例如具有现场配电变压器能效判定算法的服务器等。在一种可能的实现方式中，根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置300可以作为一个软件模块和/或硬件模块而集成到无线终端中。例如，该现场配电变压器能效判定装置300可以是该无线终端的操作系统中的一个软件模块，或者可以是针对于该无线终端所开发的一个应用程序；当然，该现场配电变压器能效判定装置300同样可以是该无线终端的众多硬件模块之一。

替换地，在另一示例中，该现场配电变压器能效判定装置300与该无线终端也可以是分立的设备，并且该现场配电变压器能效判定装置300可以通过有线和/或无线网络连接到该无线终端，并且按照约定的数据格式来传输交互信息。

图6为根据本申请实施例的现场配电变压器能效判定装置的场景示意图。如图6所示，在该应用场景中，通过配电变压器能效判定装置(例如，如图6中所示意的E)获取被测试变压器的负载损耗值；通过温度传感器(例如，如图6中所示意的T)获取所述现场配电变压器能效判定装置在测试所述被测试变压器的负载损耗值的过程中的多个预定时间点的温度值。接着，将上述数据输入至部署有用于现场配电变压器能效判定算法的服务器(例如，图6中的S)中，其中，所述服务器能够以所述现场配电变压器能效判定算法对上述输入的数据进行处理，以生成解码值，所述解码值用于表示所述修正系数。

实施例2

(1)现有测试技术方案

a、负载测试方案(图7)

目前，变压器负载损耗测试采用负载(短路)试验方法，即变压器高压侧(A、B、C)施加电压，低压侧(a、b、c)短路；测出变压器施加电压后产生的电压(UAB、UBC和UCA)、电流(IA、IB和IC)、功率PA、PB和PC，并测出测试时变压器的上层油温，计算出变压器的负载损耗。测试原理如图一(b)所示。

短路试验时，测试电源输出端连接于变压器能效测试装置(以下简称测试装置)的高压测试侧电流端子输入端(IA、IB、IC)，测试装置的高压侧电流输出端子(IA、IB、IC)连接到变压器高压侧接线柱(A、B、C)，低压侧端子(a、b、c)用测试导线短路，测试装置的高压侧电压端子(UA、UB、UC)连接变压器高压侧接线柱；

试验时，高压侧施加电压，电压幅度为Ue×Ukt75，对于一般10KV配电变压器约为400V,待电压稳定后，测试装置采集变压器高压侧电压(UAB、UBC和UCA)、电流(IA、IB和IC)、功率(PAB、PBC和PCA)。

变压器负载损耗的计算过程如下：

①计算三相平均电流I′: I′＝(IA+IB+IC)/3 (1)

②计算出高压侧施加的功率PK′：Pk′＝(PAB+PBC+PCA)/2

(2)

③利用下面公式(3)和(4)，折算变压器额定电流下的短路损耗Pk

(即负载损耗)

对于Y/Δ和Y/Y变压器来说

Pk＝Pk′×(In/I′)2 (3)

式中：Pk—额定电流下的短路损耗

Pk′—在电流I′下测得的损耗

I n—额定电流

I′—试验电流

④根据公式(4)将Pk统一折算到参考温度下(油浸式变压器通常为75℃温度)条件下，即计算Pkt75

Pkt75＝Kθ×Pk (4)

Kθ＝(α+75)/(α+θ) (5)

Pkt75—折算到参考温度下的负载损耗(75℃下标记Pkt75，即换算至75℃)；Pk—θ温度下的短路损耗；K

对于油浸式变压器折算到75℃，对于干式变压器通常折算到100℃(B级)、120℃(F级)、145℃(H级)温度下。

b、空载测试方案(图8所示)

目前，变压器空载损耗测试采用空载试验方法，即变压器低压侧(a、b、c)施加电压，高压侧(A、B、C)开路；测出变压器施加电压后产生的电压(Uab、bcC和Uca)、电流(Ia、Ib和Ic)、功率(Poa、Pob和Poc)，施加电压尽可能接近变压器的额定值Un(偏差一般不超过±5％)，计算出变压器的空载损耗，测试原理如图一(a)所示。

变压器空载载损耗的计算如下：

①计算三相平均电压U′:U′＝(Uab+Ubc+Uca)/3(6)

②计算出高压侧施加的功率Po′：Po′＝Poa+Pob+Poc(7)

③然后根据公式(8)折算出变压器额定电压下的负载损耗Po(即空载损耗)

Po＝Po′×(Un/U′)n (8)

式中：U′试验时所加电压；

Un变压器的额定电压；

Po′电压为U′时测得的空载损耗；

Po变压器额定电压下的空载损耗；

n指数，数值取决于磁芯类硅钢片类型，一般热轧的取值为1.8，冷轧的取值为2。

a、单相法负载测试方案

1)接线

本发明采用单相工频交流测试电源进行负载损耗测试。负载测试时，测试先对高压侧任意两个高压输入端子(本次为A、B)加压，低压侧同时短路；交流测试电源输出线串接能效测试仪的电流采样回路采集电流信号，能效测试仪的的两个电压端子直接连接被测变压器的两个加压端子采集电压信号。

负载测试时，一般高压侧加压；现有的测试加压方法是区分按加压(高压侧)的绕组的联结型式的，如图9所示：

图9为加压侧(高压侧)为△型接线的接线方法，a、b端加压，b、c端短路，b、c端加压，c、a端短路，c、a端加压，a、b端短路；图9为加压侧(高压侧)为Y型接线的接线方法，a、b端加压，b、c端加压，c、

a端加压。

本申请的技术方案中，可以不区分加压侧的绕组的联结型式，直接按图10接线进行测试，无需短接另外端子，通过仪器算法完成负载损耗的计算；该测试方法优点是不用区分被测变压器加压侧接线型式，简化测试流程，同时该方法测试加压侧为△联结型式的变压器时，由于加压端子间阻抗比图9(a)接线方式的阻抗大，功率消耗降低约四分之一，节约蓄电池电量。

负载测试时，测试时对任意高压侧两端子加压，对低压侧端子(△和Y接线方式均全部短路)进行短路，依次进行三次测试完成测试过程。

2)测试与计算

接线完毕后，先打开测试电源和能效测试仪主机的电源开关，并进行参数设置，准备工作完成后，给变压器加压，待电压电流稳定后，能效测试仪读取施加在变压器上的电压UAB、电流IA、功率PAB。

特别地，为降低测试中对电源的功率要求，升压设定电压在一般在额定电压的5％-20％即可，在此范围内可以保证测试精度，

同样的方法依次对另外任意两个高压输入端子加压，测试对应的电压(UBC和UCA)、电流(I B和I C)、功率PBC和PCA。

测试仪根据三次测试结果，计算变压器的负载损耗：

①计算三相平均电压I:

I＝(IA+IB+IC)/3(9)

②计算出高压侧施加的功率PK′：

Pk′＝(PAB+PBC+PCA)/2 (10)

③折算出变压器额定电流下的短路损耗Pk(即负载损耗)

Pk＝Pk′×(In/I′)2(11)

式中：Pk—额定电流下的短路损耗

Pk′—在电流I′下测得的损耗

I n—额定电流

I′—试验电流

④根据公式(4)和(5)将Pk统一折算到参考温度下(油浸式变压器通常为75℃温度)条件下，即计算Pkt75。

以上为单相法测试负载损耗的过程和计算方法，要完成单相法负载测试，人工接线时，需测试人员进行三次接线和三次操作能效测试仪主机存储数据的过程，操作过程复杂，容易出错。

为解决以上问题本发明采用测试电源和能效测试仪主机分体设计，并在能效测试仪主机内设置自动切换装置，完成上述人工接线和操作仪器主机的过程，提高测试效率，减少出错概率，并通过优化测试流程减少测试时间，节约电池电量。

b、单相法空载测试方案(图9)

1)接线

本发明空载测试方案如图9所示，其测试时依次对任意低压侧两端子间加压，依次进行三次测试完成测试过程。

一般来讲，配电变压器低压侧额定电压(线电压)为400V，对应的相电压约为230，空载测试时，低压侧加压；

图11(a)为加压侧为△型接线的接线方法，依次在ab、bc、ca相加压，非加压绕组(即bc、ca、ab)依次短路；施加电压为线电压400V。

图11(b)为加压侧为Y型联结的接线方法：依次在a、b、c相加压，即依次在an、bn、cn上加压，施加电压为相电压230V。

①加压侧为△型连线

接线完毕后，先打开测试电源和能效测试仪主机的电源开关，并进行参数设置，准备工作完成后，给变压器加压，待电压电流稳定后，能效测试仪测得施加在变压器上的电压Uab、Ubc、Uca，电流I a、I b、I c，功率Pab、Pbc、Pca。

测得空载损耗PO′按下式计算

PO′＝(POab+PObc+POca)/2(12)

式中P

②加压侧为Y型连线

接线完毕后，先打开测试电源和能效测试仪主机的电源开关，并进行参数设置，准备工作完成后，给变压器加压，待电压电流稳定后，能效测试仪测得施加在变压器上的电压Ua、Ub、Uc，功率POa、POb、POc。

测得空载损耗PO′按下式计算

PO′＝POa+POb+POc(13)

由于施加电压不可能等于线电压，按公式(14)计算平均施加相电压U′，再按公式(8)折算出PO。

U ′＝(Ua+Ub+Uc)/3(14)

c、本申请所述能效测试仪的框图如图12所示：

本申请由单相测试电源单元1、测控主板单元2、测试电压输入切换单元3、测试电压输出切换单元4及测试短路导线5等五部分组成；

单相测试电源单元1为测控主板单元2提供工作电源，同时为被测变压器提供单相测试信号；测控主板单元2主要完成人机交互、控制测试电压输入切换单元3和测试电压输出切换单元4对输入测试电压和输出电压控制，以及测试数据采集、计算、分析工作，最终完成对被测变压器6的能效测试任务；测试电压输入切换单元3主要完成测试电压挡位选择；测试电压输出切换单元4主要完成测试加压相的选择、对应短路相的短路、加压相电压采集端子的选择；负载测试时，低压侧需用测试导线5短路。

综上所述，本发明采样单相法测试配电变压器，现场没市电情况下，单相测试电源利用内置蓄电池逆变输出单相220V交流电，通过内置测试变压器输出18V、220V、400V电压，在测控主板单元2、测试电压输入切换单元3和测试电压输出切换单元4控制下，分别对被测变压器6各相分别加压测试，完成单相法测试三相配电变压器。

图13为本发明的具体实施图，其各单元功能叙述如下：

①单相测试电源单元1由AC/DC模块101、DC/AC模块102、充电模块103、及蓄电池组104组成；AC/DC模块101将单相市电整流、滤波后，一路送DC/AC模块102，在有市电情况下，经DC/AC模块102逆变为纯净稳定输出的220V正弦波交流电，供能效测试仪测控主板单元2测试被测变压器；另一路送充电模块103，给蓄电池组104充电；在没有市电的条件下，蓄电池组104向DC/AC模块102供电，DC/AC模块102将蓄电池提供的直流电逆变成纯净稳定输出的220V正弦波交流电，供测试使用。

②测控主板单元2由测试变压器(B1)201、AC/DC模块202、LCD液晶显示器203、按键204、电流采样电路206、AD转换电路206、电压采样电路207和MCU微控制器为主组成的测控模块208组成；

单相测试电源单元1输出的交流电一路送入测试变压器201，测试变压器201输出三路电压为18V、220V和400V，其中18V供测试负载损耗时使用，400V为空载测试时加压测为△接线时使用，220为空载测试时加压测为Y接线时使用；另一路送入AC/DC模块202，AC/DC模块202分别产生12V、5V、3.3V的直流电压，给LCD液晶显示器203、电流采样电路205、AD转换电路206、电压采样电路207、测控模块208及测试电压输入切换单元3、测试电压输出切换单元4中的继电器线圈供电；

电流采样电路205的进线经接测试电压输入切换单元3控制后接通测试变压器201输出的同名端，出线连接测试电压输出切换单元4，经测试电压输出切换单元4控制后接入被测变压器6，为测试被测变压器6提供测试信号，被测变压器6流出的电流经测试电压输出切换单元4控制后连接测试变压器201的次级非同名端；电流采样电路205把采集到的电流信号经调理后转化为0-5V的直流信号送AD转换电路206进行模数转换；

被测变压器6的测试电压信号经测试电压输出切换单元4切换后连接电压采样电路207的电压信号采集端，电压采样电路207把采集到的电压信号经调理后转化为0-5V的直流信号送AD转换电路206进行模数转换；

AD转换电路206将转换后的数字信号送测控模块208进行计算处理，计算出被测变压器6的空载、负载损耗值，并根据储存在存储器中国家标准判断变压器的能效等级。

LCD液晶显示器203作为能效测试仪人机交互输出设备，主要用来显示测试时的电压、电流、功率和最终测试出的能效结果；也用来对测试进行参数设置和控制。

按键204是能效测试仪人机交互的输入设备，可以对测试参数进行设置并对测试过程进行控制。

③测试电压输入切换单元3由单刀双掷继电器JQ3和JQ4组成；JQ3的公共触点3a与JQ4的常开节点2a连接，JQ3的常闭节点1a与变压器B1输出400V端子连接，JQ3的常开节点2a与变压器B1输出220V端子连接；JQ4的公共触点3a与电流采样电流205的1端连接，JQ4的常闭节点1a与变压器B1输出18V端子连接；

负载测试时，测试时的施加电压为18V，JQ4线圈不加电，常闭节点1a接通，测试变压器(B1)201输出的18V被选通，18V电压作为变压器的负载测试电压；空载测试时，加压测试为△型接线时，测试时的施加电压为400V，JQ4线圈加电，常开节点2a接通，JQ3线圈不加电，常闭节点1a接通，此时选通测试变压器B1的400V抽头，400V电压作为变压器的空载测试电压；空载测试时，加压测试为Y型接线时，测试时的施加电压为220V，JQ4线圈加电，常开节点2a接通，JQ3线圈加电，常开节点2a接通，此时选通测试变压器B1的220V抽头，220V电压作为变压器的空载测试电压。

④测试电压输出切换单元4由继电器JQ1、JQ2、JQ5、JQ6、JQ7和JQ8组成，主要完成以下三个功能：1、选择测试相别，将单相电对被测变压器加压三个端子侧依次加压；2、短路对应相别，将相对应的不加压的端子依次短路；3、选择电压检测相别，将测试时变压器的加压的两个端子依次连接到电压采样电路207的两个输入端。4、测试电压输出投切功能；

下面叙述其工作原理：

继电器JQ1和JQ2为双刀双掷继电器，它们的a组触点主要用来选择被测变压器的加压端子。JQ1的公共触点3a与JQ8的2a触点连接，JQ1的常闭触点1a与变压器A相接线端子连接，JQ1的常开触点2a与变压器B相接线端子连接；JQ2的公共触点3a与测试变压器201的输出公共端连接，JQ2的常闭触点1a与变压器B相接线端子连接，JQ2的常开触点2a与变压器C相接线端子连接。

当JQ1和JQ2的工作线圈不加控制信号时，都不动作，其公共触点3a都与常闭触点1a连接，此时选择A、B端子加压；当JQ1、JQ2都加控制信号时，JQ1和JQ2都动作，其公共触点3a与常闭触点2a连接，此时选择B、C端子加压；当JQ1不加控制信号，JQ2加控制信号时，JQ1不动作，其公共触点3a与常闭触点1a连接，JQ2动作，其公共触点3a与常开触点2a连接，此时选择C、A端子加压；

继电器JQ1和JQ2的b组触点用来选择被测变压器的加压端子，它们将加压端子的电压信号送到电压采样电路207进行采集。由于现场测试时变压器距能效判定装置JQ1和JQ2较远，且测试电流较大，因此测试导线的压降不可忽视，因此电压信号采集需单独从变压器端子上引出，同时由于电压采样电路207是单相采集，所以需要和被测变压器加压端子(A、B、C)同步连接；JQ1的公共触点3b与电压采集电路207的1端相连，JQ1的常闭触点1b与变压器A相接线端子连接，JQ1的常开触点2b与变压器B相接线端子连接；JQ2的公共触点3b与与电压采集电路207的2端相连，JQ2的常闭触点1b与变压器B相接线端子连接，JQ2的常开触点2b与变压器C相接线端子连接。

当JQ1和JQ2的工作线圈都不加控制信号时，都不动作，其公共触点3a都与常闭触点1a连接，此时A、B端子加压；其公共触点3b都与常闭触点1b连接，A、B端子电压信号与电压采样电路207实现连接；同样地，当JQ1和JQ2的工作线圈都加控制信号时，实现B、C端子加压和B、C端子采样；当JQ1线圈加控制信号、JQ2线圈不加控制信号时，实现C、A端子加压和C、A端子采样。

继电器JQ5、JQ6和JQ7用来控制测试时非加压相的短路。

JQ5公共触点3a与JQ7的常闭触点1a连接，JQ5常闭触点1a与被测变压器的B相端子连接，JQ5常开触点2a与JQ6的常闭触点1a连接；JQ6公共触点3a与被测变压器的A相端子连接，JQ6常开触点2a与被测变压器的B相端子连接；JQ7的公共触点3a与被测变压器的C相端子连接；

JQ7用来控制短路功能是否实现，当JQ7不加控制信号时，JQ7不动作，公共触点3a都与常闭触点1a连接，短路功能实现；反之，JQ7的公共触点3a都与常闭触点1a断开，且JQ6不加控制信号，JQ6不动作，其公共触点3a都与常闭触点1a连接，此时所有短路通道切断，短路功能被取消。

当JQ7不加控制信号，短路功能实现；若A、B为加压端子，JQ5、JQ6都不加控制信号，JQ5、JQ6都不动作，其公共触点3a都与常闭触点1a连接，此时端子A、B加压，端子B、C短路；若B、C为加压端子，JQ5加控制信号、JQ5动作，其公共触点3a与常开触点2a连接，JQ6不加控制信号，JQ6不动作，其公共触点3a都与常闭触点1a连接，此时端子B、C加压，端子C、A短路；若C、A为加压端子，JQ5、JQ6都加控制信号，JQ5、JQ6都动作，其公共触点3a都与常开触点2a连接，此时端子C、A加压，端子A、B短路；

JQ8为输出控制继电器，其3a触点连接在电流采样电路205的电流输出端2，常开点2a触点连接于JQ1的公共触点3a上，JQ8加控制信号，JQ8动作，JQ8公共触点3a都与常开触点2a连接，测试电压接通测试电压输出切换单元4，测试电压施加于被测变压器；反之，JQ8不加控制信号，JQ8不动作，Q8公共触点3a都与常开触点2a断开，测试电压被切断，测试工作停止。

继电器JQ1-JQ8在不同测试条件下动作参看表1。

其中：①“√”表示该触点接通；“×”表示该触点断开；

②“*”表示该触点可为任意状态；

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。