变压器的空载试验和短路试验

　　美伦电气技术部]

　　1、变压器空载试验和负载试验的目的和意义

　　变压器的损耗是变压器的重要性能参数，一方面表示变压器在运行过程中的效率，另一方面表明变压器在设计制造的性能是否满足要求。变压器空载损耗和空载电流测量、负载损耗和短路阻抗测量都是变压器的例行试验。

　　变压器的空载试验就是从变压器任一组线圈施加额定电压，其它线圈开路的情况下，测量变压器的空载损耗和空载电流。空载电流用它与额定电流的百分数表示，即：

　　进行空载试验的目的是：测量变压器的空载损耗和空载电流；验证变压器铁心的设计计算、工艺制造是否满足技术条件和标准的要求；检查变压器铁心是否存在缺陷，如局部过热，局部绝缘不良等。

　　变压器的短路试验就是将变压器的一组线圈短路，在另一线圈加上额定频率的交流电压使变压器线圈内的电流为额定值，此时所测得的损耗为短路损耗，所加的电压为短路电压，短路电压是以被加电压线圈的额定电压百分数表示的：

　　此时求得的阻抗为短路阻抗，同样以被加压线圈的额定阻抗百分数表示：

　　变压器的短路电压百分数和短路阻抗百分数是相等的，并且其有功分量和无功分量也对应相等。

　　进行负载试验的目的是：计算和确定变压器有无可能与其它变压器并联运行；计算和试验变压器短路时的热稳定和动稳定；计算变压器的效率；计算变压器二次侧电压由于负载改变而产生的变化。

　　2、变压器空载和负载试验的接线和试验方法

　　对于单相变压器，可采用图1所示的接线进行空载试验。对于三相变压器，可采用图2和图3所示的两瓦特表法进行空载试验。图2为直接测量法，适用于额定电压和电流较小，用电压表和电流表即可直接进行测量的变压器。当变压器额定电压和电流较大时，必须借助电压互感器和电流互感器进行间接测量，此时采用图3接线方式。

　　图1 单相变压器空载试验接线 图2 三相变压器空载试验的直接测量

　　空载试验时，在变压器的一侧（可根据试验条件而定）施加额定电压，其余各绕组开路。

　　短路试验的接线方式和空载试验的接线基本相似，所不同的是要将非加压的线圈三相短接而不是开路。对于三线圈的变压器，每次试一对线圈（共试三次），非被试线圈应为开路。

　　短路试验时，在变压器的一侧施加工频交流电压，调整施加电压，使线圈中的电流等于额定值；有时由于现场条件的限制，也可以在较低电流下进行试验，但不应低于。

　　图3 三相变压器空载试验的间接测量

　　3、试验要求和注意事项

　　试验电压一般应为额定频率、正弦波形，并使用一定准确等级的仪表和互感器。如果施加电压的线圈有分接，则应在额定分接位置。

　　试验中所有接入系统的一次设备都要按要求试验合格，设备外壳和二次回路应可靠接地，与试验有关的保护应投入，保护的动作电流与时间要进行校核。

　　三相变压器，当试验用电源有足够容量，在试验过程中保持电压稳定。并为实际上的三相对称正弦波形时，其电流和电压的数值，应以三相仪表的平均值为准。

　　联结短路用的导线必须有足够的截面，并尽可能的短，连接处接触良好。

　　4、试验结果的计算

　　1、空载试验结果的计算

　　三相变压器用上述三瓦特表法测量时，其空载电流和空载损耗可按下式进行计算：

　　式中：、、分别是CT的变比；、、分别是PT的变比；

　　、、是三相空载电流的实测值；、、是三相施加试验电压；

　　空载电流实测平均值； 试验施加线电压平均值；

　　、被试线圈额定线电压和额定电流；

　　、、是电流、电压、瓦特表本身的倍数；

　　、两个瓦特表测得的损耗功率；算得的空载电流百分数；

　　算得的空载损耗；

　　、 幂次，决定于磁路硅钢片的种类，可从专门的表格中查出。

　　2、短路试验结果的计算

　　三相变压器用上述三瓦特表法测量时，其负载损耗和短路电压可按下式进行计算：

　　式中：、、是三相短路电流实测值；

　　、、三相CT的变流比；

　　、是反映A和C相电流测得的损耗功率；

　　、、是AB、BC和CA的PT变比；

　　、是瓦特表本身的倍数；