变压器的空载试验

变压器的空载试验是什么？

变压器的空载试验，是从变压器的任一侧绕组施加正弦波额定频率的额定电压，其它绕组开路，测量变压器的空载损耗和空载电流的试验。空载电流以实测的空载电流I0占额定电流Ie的百分数来表示,记为IO。

当试验测得的数值与设计计算值、出厂值、同类型变压器或大修前的数值有显著差异时，应查明原因。

空载损耗主要是铁损耗，即消耗于铁心中的磁滞损耗和涡流损耗。空载时激磁电流流过原边绕组也要产生电阻损耗，如果激磁电流很小，可以忽略不计。空载损耗和空载电流，取决于变压器的容量、铁心构造、硅钢片的制造和铁心制造工艺等因素。

导致空载损耗和空载电流增大的原因主要有：硅钢片间绝缘不良;某一部分硅钢片短路;穿芯螺栓或压板、上轭铁以及其它部分的绝缘损坏而形成短路匝;磁路中硅钢片松动，甚至出现气隙，使磁阻增大(主要使空载电流增大);磁路由较厚的硅钢片组成(空载损耗增加而空载电流减小);采用了劣质的硅钢片(多见于小型配电变压器);各种绕组缺陷，包括匝间短路、并联支路短路，各并联支路中匝数不同及安匝数取得不正确等。此外，由于磁路接地不正确等原因，也会引起空载损耗和电流的增大。对于中小型变压器，在制造过程中，铁心接缝的大小会显著影响空载电流。

分相测量的结果按下述原则判断：

1)由于ab相与bc相的磁路完全对称，因此所测得的ab相与bc相的损耗P0ab和P0bc应相等，偏差一般不应超过3%。

2)由于ac相的磁路要比ab相或bc相的磁路长，故由ac相测得的损耗应较ab相或bc相大(35kV及以下变压器一般在30%～40%，110kV及以上变压器一般在40%～50%)。

例1：一台90MVA，220/121/38.5变压器，I0=0.23%。

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

pac=93.8kW=pa+pcpb=13kW

pbc=79.1kW=pb+papc=65kW

解体发现，C相低压绕组第一匝(出线端)有股间短路，低压绕组为2.3×10.5扁铜线10根并联，外层有两根导线形成短路，部分铜线熔化，经更换避免了一次大事故。

说明：

1)匝间短路虽发展至铜导线部分已熔化，但I0远远小于设计值，三相不平衡也不突出2)匝间短路包括导线间、匝间、层间短路。三者比较，导线间起始环流最小(假设短路处接触电阻相同)。说明空载损耗试验找出短路点是可行的。

例2：一台变压器空载数据如下：

ab励磁，bc短路，p0ab=44.6kW

bc励磁，ac短路，p0bc=44.6kW

ac励磁，ab短路，p0ac=55.2kW

当时，将此单相空载的损耗换算到三相空载损耗，与出厂数据比较相符，认为数据正常。投运后发生轻瓦斯动作。

分析各相的空载损耗的关系是：p0ac/p0ab=p0ac/p0bc=1.26，这个数据是不正常的。经验证明，对于这样大的变压器，它应大于1.4方为正常。在排除绕组及分接开关问题后，认为故障可能在B相铁心，不排除局部放电的可能性。

再作额定电压相空载试验结果如下：

bc励磁，ac短路p0bc=37.6kW，通电持续20分钟无气体，损耗数据不变;

ac励磁，ab短路p0ac=52.6kW，损耗稳定，无气体，持续14分钟后，p0ac突然上升为58.8kW，与此同时产生气体，50秒钟气体达600ml;

ab励磁，bc短路p0ab=37.2kW，持续2分钟后，p0ab突然上升为42.6kW，同时产生气体。从以上试验可以看出，凡是磁通经过A相时，损耗就增大，有气体产生，为了确定故障是否在A相，重复bc励磁，ac短路的空载试验，当达到额定电压后，持续30分钟，损耗p0ab不变，仍无气体产生。分析：

1)故障在A相磁路(包括AB间的上下铁轭);

2)原来故障在B相，现在又到了A相，而且时隐时现，这证明故障点是可移动的，估计是个金属导体。

经检查，将下铁轭垫打掉，最后终于找到了故障点：在AB

相下夹件绕组肢板下面有一片硅钢处将铁轭短路了三分之一。。