电力变压器空载试验的试验方法

电力变压器空载试验的试验方法

一、单相变压器空载试验

试验接线如图1-1所示。当试验电压和电流不超过仪表的额定值时，可直接将测量仪表接入测量回路[见图1-1(a)]。当电压、电流超过仪表额定值时，可通过电压互感器及电流互感器接入测量回路[见图1-1(b)]。

图1-1 单相变压器空载试验接线图 (a)仪表直接入；(b)仪表经互感器接入

二、三相变压器空载试验

三相变压器的空载试验多采用两功率表法和三功率表法，试验接线如图1-2所示。

图1-2 三相变压器空载试验接线图

(a)两功率表法；(b)两功率表法，仪表经互感器接入；

(c)三功率表法，仪表经互感器接入

对应图1-2(a)所示，空载损耗P0与空载电流百分数I0(%)计算公式为 P0＝P1﹢P2

I0(%)＝(I0a﹢I0b﹢I0c)／3IN×100% 对应图1-2（b）所示，P0、I0、I0(%)计算式为 P0＝(P1﹢P2) kTVkTA

I0(%)＝(I0a﹢I0b﹢I0c)／3IN×kTA×100% 对应图1-2(c)所示，P0、I0、I0(%)计算式为 P0＝(P1﹢P2﹢P3)kTVkTA

I0(%)＝(I0a﹢I0b﹢I0c)／3IN×kTA×100%

以上各式中 P1、 P2、 P3——功率表的测量值（表计格数换算后实际值） I0a、I0b、I0c——电流表的实测值 kTV——测量用电压互感器的变比 kTA——测量用电流互感器的变比 IN——变压器测量侧的额定电流 三、三相变压器的单相空载试验

当现场没有三相电源或变压器三相空载试验数据异常时，可进行单相空载试验。通过三相变压器的单相空载试验，对各相空载损耗的分析比较，可了解空载损耗在各相分布状况，对发现绕组与铁磁路有无局部缺陷，判断铁芯故障部位较为有效。

进行三相变压器单相空载试验时，将三相变压器中的一相一次短路，按单相变压器的空载试验接线图接好，在其他两相上施加电压，测量空载损耗和空载电流。一相短路的目的是使该相没有磁通通过，因而也没有损耗。

(1) 当加压绕组为星形接线时，施加电压U＝2UN/√3,测量方法如下：

第一次试验--a、b端加压，c、0端或c相上的其他绕组（如cb或ca）短路，测量

P0ab和I0ab。

第二次试验--b、c端加压，a、0端或a相上的其他绕组（如ab或ac）短路，测量

P0ab和I0ab。

第三次试验--a、c端加压，b、0端或b相上的其他绕组（如ba或bc）短路，测量

P0ab和I0ab。

三相空载损耗P0和空载百分数I0(%)计算式为 P0＝[(P0ab﹢P0bc﹢P0ac)／2]kTVkTA

I0(%)＝[(I0ab﹢I0bc﹢I0ac)／3IN]kTA×100% 式中 P0ab、P0bc、P0ac、I0ab、I0bc、I0ac——表计的实测值；

kTV、kTA——测量电压互感器和电流互感器的变比，仪表直接接入时kTV＝kTA＝1。

(2) 当绕压组为a-y、b-z、c-x连接，即三角形接线时，施加电压U＝UN（额定的线电压），测量方法如下：

第一次试验--a、b端加压，a、c短路，测量P0ab和I0ab。 第二次试验--b、c端加压，a、c短路，测量P0bc和I0bc。 第三次试验--a、c端加压，a、b短路，测量P0ac和I0ac。

(3)当加压绕组为a-z、b-x、c-y连接，即三角形接线时，施加电压、测量方法和顺序同（2），只是第一次试验测量的是P0ac和I0ac，第二次试验测量的是P0bc和I0bc，第三次试验测量的是P0ab和I0ab。

三相空载损耗P0和空载百分数I0(%)计算式为 P0＝[(P0ab﹢P0bc﹢P0ac)／2]kTVkTA

I0(%)＝[0.289(I0ab﹢I0bc﹢I0ac)／IN]kTA×100% (4) 单相空载损耗数据应符合以下两个要求：

1）由于BC相的磁通与AB完全对称，所以P0ab就近似等于P0bc，实测结果P0ab与P0bc的偏差一般在3%以下。

2）由于AC相的磁路要比AB或BC相的磁路长，所以P0bc＝kP0ab＝kP0bc,其中k是由该产品铁芯的几何尺寸决定的系数。对于110～220kV变压器，k一般为1.1～1.55；对于35～60kV变压器，k一般为1.3～1.4。

所测得的结果与上述两要求中的任意一个不符合时，则说明变压器有缺陷。 四、降低电压下的空载试验

受试验条件的限制，现场常需要在低电压（5%～10%的额定电压下）进行空载试验。由于施加的的试验电压较低，相应的空载损耗也很小，因此应注意选择合适 量程的仪表，以保证测量的准确度，并应考虑仪表、线路等附加损耗的影响。在低电压下得到的空载试验数据主要用于与历次空载损耗数值比较，必要时可近似换算 成额定电压下的空载损耗。换算式为：

P0＝P'0(UN／U')

式中 U'——试验时所加电压； UN——额定电压；

P'0——电压为U'时测量得到的空载损耗； P0——换算得到额定电压下的空载损耗试验；

n——系数，决定于铁芯硅钢片的种类，对热轧硅钢片取n≈1.8，对冷轧硅钢片取n≈1.9～2。

由于电源容量不足，在80%～90%额定电压下进行空载试验时，可在70%～90%额定电

n压间试验不少于5次，并将5次试验所得数值在对数坐标纸上绘成空载损耗P0和空载电流

I0随电压变化的曲线，然后用外推法求出额定电压下的P0和I0。

五、直接用系统电源进行的空载试验

由于设备及运输等方面的原因，电力系统运行部门在现场一般不用较大容量的调压器和变压器来进行空载试验，而直接采用系统电源进行空载试验。

用系统电源进行空载试验时，由于没有调压的过程，而是系统电压直接加到变压器上，相当于投空载变压器，对系统有一定的影响。因此用这种方法试验时，应调整好各种继电保护、变压器及其他电力设备的运行方式，对变压器、线路、测量仪器设备进行仔细的检查，确认无误后方可进行。

试验前将测试仪表设备接好，将测试电流互感器用一组高压隔离开关短路，然后再系统电压下合电源开关，被试变压器将承受很高的操作过电压和很大的励磁涌流，待涌流流过后，用绝缘棒拉开短路用隔离开关在进行测试。现场没有高压隔离开关时应将测量电流互感器二次侧用低压开关短路，涌流过后拉开二次侧低压开关，防止涌流对测量仪表的冲击和损坏。

用系统电压作空载试验时为避免涌流和磁滞等的影响，合闸后应待涌流通过后合仪表读数非常稳定后方可读取测试数据，不应合闸后马上读取。

系统电压一般很少恰好与试品电压相等，但要根据系统的实测电压与试品额定电压的差异，来分析测量数据与出厂数据的差别，判断产品是否有故障。

由于系统电源的容量足够，系统电压与额定电压接近，可利用系统现有设备，不需要大容量的试验设备，试验电压波形无畸变，因而这种试验方法现场经常采用。 六、使用YCBTC变压器空负载特性测试仪

YCBTC变压器空负载特性测试仪按照JB／T501－2006《电力变压器试验导则》和GB/T1094-2005《电力变压器》的技术标准要求,能同时测量单相或三相电力变压器的交流电压有效值，电压平均值、有效值、有功功率、功率因素和频率等电量参数，测量精度为0.1级，智能化、专业化设计、适用于电力变压器空载、负载、感应等试验的测试，是传统指针式仪表的理想换代设备。 1.产品特性

(1)可测量变压器空载损耗、空载电流、负载损耗、阻抗电压、短路阻抗、电压有效值、电压平均值、电流、功率、功率因数、频率等参数。

(2)全部数据均在同一周期内同步测量，保证在市电条件下测量结果的准确性和合理性。

(3)自动波形畸变校正，电压校正，电流校正，温度校正，无须任何手工计算。 (4)在仪器允许的测量范围内可直接测量，超出测量范围时可外接一次电压互感器和

电流互感器。

(5)可锁定数据以供抄录，同时存储并打印全部测量结果，本仪器内置不掉电存储器，可长期保存测量数据并可随时查阅。

(6)大屏幕蓝屏液晶显示，全部汉字菜单及操作提示，直观方便。 (7)不掉电日历，时钟功能。 2.产品参数

(1)基本测量精度：电压、电流 0.2级

功率 0.5级(cosφ>0.1), 1.0级(cosφ≤0.1) (2)电压测量范围：AC0～450V (3)电流测量范围：AC0～50A (4)工作温度：-10℃～40℃ (5)环境湿度：10%～85% (6)存储温度：-20℃～50℃