什么是變壓器空載試驗(yàn)和負(fù)載試驗(yàn)

變壓器的損耗是變壓器的一個重要性能參數(shù)。一方面表明變壓器運(yùn)行時的效率，另一方面表明變壓器在設(shè)計(jì)制造時的性能是否符合要求。變壓器空載損耗和空載電流測量、負(fù)載損耗和短路阻抗測量是變壓器的常規(guī)測試。

　　變壓器空載試驗(yàn)是從變壓器一側(cè)的線圈施加額定電壓，其他線圈開路。測量變壓器的空載損耗和空載電流?？蛰d電流以額定電流的百分比表示。

　　1、空載測試是在額定電壓下測量空載損耗和空載電流。試驗(yàn)時，高壓側(cè)開路，低壓側(cè)加壓，試驗(yàn)電壓為低壓側(cè)額定電壓，試驗(yàn)電壓低，試驗(yàn)電流為電壓的百分比額定電流。千分之幾或千分之幾。

　　2、變壓器空載試驗(yàn)電源容量的選擇：保證電源波形畸變不超過5%，變壓器空載容量應(yīng)小于電源容量的50倍；如果調(diào)壓器用于壓力，空載容量應(yīng)小于調(diào)壓器的容量。使用發(fā)電機(jī)組試驗(yàn)時，空載容量應(yīng)小于發(fā)電機(jī)容量的25%。

　　空載試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓為低壓側(cè)的額定電壓，變壓器空載試驗(yàn)主要測量空載損耗?？蛰d損耗主要是鐵損。鐵損的大小可以認(rèn)為與負(fù)載的大小無關(guān)，即空載時的損耗等干負(fù)載下的鐵損，但在額定電壓下是這樣的。如果電壓偏離額定值，由于變壓器鐵芯中的磁感應(yīng)處于磁化曲線的飽和段，空載損耗和空載電流將發(fā)生急劇變化。因此，空載試驗(yàn)應(yīng)在額定電壓下進(jìn)行。

　　注意：在測量大型變壓器的空載或負(fù)載損耗時，由于功率因數(shù)很低，cosp可以小于等于0.1，所以必須使用低功率因數(shù)的功率表。

　　3、通過空載試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)變壓器有以下缺陷：

　　a. 硅鋼片之間絕緣不良。

　　b. 鐵芯兩極間和芯片間局部短路燒毀。

　　C. 芯螺栓或綁扎鋼帶、壓板、上軛等絕緣件損壞、短路。

　　d. 磁路中的硅鋼片松動、錯位、間隙過大。

　　e. 鐵芯多點(diǎn)接地，線圈有匝間、層間短路或并聯(lián)支匝，磁勢不平衡等。

　　F. 誤用高耗劣質(zhì)硅鋼片或設(shè)計(jì)計(jì)算錯誤。

　　分相測量結(jié)果根據(jù)以下原則判斷：

　　1）由于ab相和bc相的磁路*對稱，所以ab相和bc相的實(shí)測損耗P0ab和P0bc應(yīng)該相等，偏差一般不超過3%。

　　2）由于交流相的磁路長于ab相或bc相的磁路，因此交流相測得的損耗應(yīng)大于ab相或bc相（35kV及以下變壓器）一般為30%～40%，110kV）。及以上變壓器一般為40%~50%）。

　　示例 1：一臺 90MVA、220/121/38.5 變壓器，I0=0.23%。

　　單相：pab=41.3kW=pa+pbpa=28kW pc=2.35pa=4.95pb

　　pac=93.8kW=pa+pcpb=13kW

　　pbc=79.1kW=pb+papc=65kW

　　分析發(fā)現(xiàn)C相低壓繞組的第一匝（出線端）有股間短路，低壓繞組為10 2.3×10.5扁銅線平行，外層有兩根線形成短路，部分銅線熔化。重大事故。

　　闡明：

　　1）雖然匝間短路已經(jīng)發(fā)展到銅線熔化的地步，但I(xiàn)0遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，三相不平衡不突出。2）匝間短路包括導(dǎo)體間、匝間和層間短路。與三者相比，導(dǎo)線間的初始環(huán)流最小（假設(shè)短路時接觸電阻相同）。說明空載損耗試驗(yàn)尋找短路點(diǎn)是可行的。

　　例2：變壓器空載數(shù)據(jù)如下：

　　Ab勵磁，bc短路，p0ab=44.6kW

　　bc勵磁，交流短路，p0bc=44.6kW

　　交流勵磁，ab短路，p0ac=55.2kW

　　當(dāng)時單相空載損耗換算成三相空載損耗，與出廠數(shù)據(jù)一致，認(rèn)為數(shù)據(jù)正常。投運(yùn)后發(fā)生輕氣作用。

　　分析各相空載損耗關(guān)系：p0ac/p0ab=p0ac/p0bc=1.26，此數(shù)據(jù)異常。經(jīng)驗(yàn)證明，對于這么大的變壓器，大于1.4應(yīng)該是正常的。排除繞組和分接開關(guān)問題后，認(rèn)為故障可能在B相鐵芯，不能排除局部放電的可能。

　　額定電壓相空載測試結(jié)果如下：

　　bc勵磁，ac短路p0bc=37.6kW，通電20分鐘無氣，損耗數(shù)據(jù)不變；

　　交流勵磁，ab短路p0ac=52.6kW，損耗穩(wěn)定，無氣體，14分鐘后p0ac突然上升到58.8kW，同時產(chǎn)生氣體，50秒氣體達(dá)到600ml；

　　Ab勵磁，bc短路p0ab=37.2kW，2分鐘后p0ab突然上升到42.6kW，同時產(chǎn)生氣體。從上面的測試可以看出，當(dāng)磁通通過A相時，損耗會增加，會產(chǎn)生氣體。為了確定故障是否在A相，重復(fù)bc勵磁和交流短路的空載試驗(yàn)。當(dāng)達(dá)到額定電壓時，連續(xù)30分鐘后，損耗p0ab保持不變，不產(chǎn)生氣體。

　　分析：

　　1）故障在A相磁路（包括AB之間的上下鐵軛）；

　　2)  原來故障在B相，現(xiàn)在在A相，時不時出現(xiàn)又消失，證明故障點(diǎn)是可移動的，估計(jì)是金屬導(dǎo)體。

　　經(jīng)檢查，敲下下鐵軛墊，最后發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)：AB相下夾繞組臂下有一塊硅鋼片，使鐵軛短路了三分之一。