试探电力变压器的空载试验
来源:用户上传
作者:
摘要：空载试验是电力变压器绝缘预防性试验的主要项目之一，对保证其安全稳定运行有着重要意义。故文章对常见的变压器空载试验方法进行了介绍，同时总结了相关的注意事项，以供参考。
关键词：电力变压器 空载损耗 试验方法 注意事项
前言：变压器空载试验是指从变压器任意一侧绕组（一般为低压绕组）施加正弦波形、额定频率的额定电压，在其他绕组开路的情况下测量变压器空载损耗和空载电流的试验。空载试验的主要目的是发现磁路中的铁芯硅钢片的局部绝缘不良或整体缺陷，如铁芯多点接地、铁芯硅钢片整体老化等。根据交流耐压试验前后两次空载试验测得的空载损耗比较、判断绕组是否有匝间击穿等情况。
1.空载损耗
空载损耗主要是铁芯损耗，即由于铁芯的磁化所引起的磁滞损耗和涡流损耗。空载损耗还包括少部分铜损耗（空载电流通过绕组时产生的电阻损耗）和附加损耗（指铁损耗、铜损耗外的其他损耗，如变压器引线损耗、测量线路及表计损耗等）。计算表面，变压器空载损耗中的铜损耗及附加损耗不超过总损耗的3%。
空载损耗和空载电流的大小取决于变压器的容量、铁芯的构造、硅钢片的质量和铁芯制造工艺等。电力变压器容量在2000kV以上时，空载电流约占额定电流的0.6%-2.4%；中、小型变压器的空载电流约占额定电流4%-16%。铁芯硅钢片采用的材质不同，其空载电流差异较大。
导致变压器空载损耗和空载电流增大的原因主要有以下几点：①变压器铁芯多点接地；硅钢片之间绝缘不良，或部分硅钢片之间短路；②穿心螺栓或压板的绝缘损坏，上夹件和铁芯、穿心螺栓间绝缘不良，造成铁芯的局部短路；③变压器绕组有匝间、层间短路，并联支路短路；④硅钢片松动、劣化，铁芯接缝不严密。
2.空载试验的试验方法
2.1 单相变压器空载试验
当试验电压和电流不超出仪表的额定值时，可直接将测量仪表接入测量回路；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。
2.2 三相变压器空载试验
三相变压器的空载试验多采用两瓦特表法和三瓦特表法，具体方法在此不再赘述。
2.3 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的分布状况，对发现绕组与铁芯磁路有无局部缺陷，判断铁芯故障的部位较为有效。
进行三相变压器单相空载试验时，将三相变压器中的一相依次短路，按单相变压器的空载试验接线图接好线，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。
2.4 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，以保证测量在准确度，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，必要时可以近似换算成额定电压下的空载损耗。
2.5 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。同时，为了避免涌流和磁滞的影响，合闸后应待涌流过后且仪表读数稳定时方可读取测量数据，不应合闸后立刻读取。
由于系统电源的容量足够，系统电压与额定电压接近，试验时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，因而该方法在现场实际应用中非常普遍。
3.空载试验的注意事项
（1）为测量准确，变压器空载试验所使用的测量用互感器、仪器仪表的准确度不应低于0.5级。
（2）空载试验使用的功率表应选用cosФ=0.1，准确度不低于0.5级的低功率因素功率表，这是因为在交流电路中，功率P=UIcosФ，变压器空载试验时，cosФ很低，用普通的功率因素功率表，会造成电压、电流虽然达到功率表的标准值，而读数却很小，造成测量不准确。
（3）接线时必须使功率表的电流线圈和电压线圈两端子间的电位差最小，并注意电流线圈和电压线圈的极性。极性连接正确无误后，测量出的功率是两只功率表或三只功率表读数的代数和。功率表的指示可能是正值也可能是负值。
（4）空载试验使用的互感器极性连接相对应，一、二次连接想对应，二次端子与表计极性的连接相对应，不可以随意。还需注意，互感器的二次端子中有一个应安全接地，对三相互感器或三只单相互感器，应是同名端、同一接地点接地。
（5）对大型变压器进行现场空载试验时，应有事先经过上级同意的试验方案；了解变压器出厂试验时的名牌空载损耗和空载电流百分数数值；选用合适变比和量程的互感器和仪表。直接用系统电压进行空载试验时，对有关继电保护、运行方式应予以计算调整，防止发生事故。试验时，试验现场应设围栏，做好各项安全措施，指定专人负责，保证试验时人身和设备的安全。
（6）精度要求较高的空载试验或对小容量变压器进行空载试验和对大容量变压器在低电压下进行空载试验时，应考虑排除附加损耗的影响。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-600324.htm
