变压器的空载试验和短路试验
变压器空载试验和短路试验
变压器空载试验和短路试验
变压器空载与短路试验
1变压器空载试验与短路试验认知 2试验的目的和意义 3试验的要求和注意事项
衡量变压器各项指标是否合格
试验要求和注意事项
1、空载试验应在绝缘试验合格的基础上进行，被试变 压器的分接开头应置于额定分接位置
2、在额定电压下进行试验时，所需试验电源容量可按 下式估算：SO=SeIo（千伏安）
3、当用三相电源进行试验时，要求三相电压对称平衡 4、测量用串联的电流互感器应考虑故障时动势稳容量
危害
变压器短路试验
将变压器一侧（通常是低压侧）短路，而从另一侧 绕组（分接头额定位置）加入额定频率的交流电压， 使变压器绕组内的电流为额定值，测量所加电压和 功率，即为变压器短路试验。
变压器短路试验
测量短路损耗和阻抗电压，以便确定变压器的并列 运行条件、计算变压器的效率、热稳定和动稳定、 计算变压器二次侧的电压变动率以及确定变压器的 温升。
不够可能造成的损坏保护措施 5、试验中若发现表计指示异常或被试变压器有放电声、
异常响声、冒烟、喷油等情况，应立即停止试验，断 开电源，检查原因
谢谢观பைடு நூலகம்！
空载试验
变压器的空载试验指的是通过变压器的空载运行来 测定变压器的空载电流和空载损耗。一般说来，空 载试验可以在变压器的任何一侧进行。
变压器空载试验
变压器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。其中还包括空载 电流通过绕组时产生的电阻损耗和变压器引线损耗、 测量线路及表计损耗等。
变压器的短路实验特点
变压器的短路试验是一种特殊试验，也被称为负载试验，其目的是测量额定电流下的短路损耗和阻抗电压。
在实验过程中，变压器的一侧绕组（通常是低压侧）会被短路，同时在另一侧绕组（分接头位于额定电压位置）加入额定频率的交流电压，从而使变压器绕组内的电流达到额定值。
此外，这种短路试验也是破坏性试验，因为它考验变压器的抗短路能力。
在试验中，所测得的损耗被称为短路损耗，而所加的电压则被称为短路电压。
短路电压是以被加电压线圈的额定电压百分数表示的。
值得注意的是，变压器的空载试验与短路试验是不同的。
空载试验主要是测试铁芯性能，它是变压器的例行试验；而短路试验则是专门用于测量短路情况下的性能。
空载和短路试验 (1)
5）参数计算
Zs
Us Is
U sN I1N
RS
Ps
I
2 s
PSN I12N
Xs
Z
2 s
Rs2
对T型等效电路：
R1
R2'
1 2
Rs
X1
X
' 2
1 2
Xs
6）温度折算：电阻应换算到基准工作温度 时的数值。 7）若要得到低压侧参数，须折算； 8）对三相变压器，各公式中的电压、电 流和功率均为相值；
磁参数；
6）若要得到高压侧参数，须折算；
7）对三相变压器，各公式中的电压、电流和功率均为相值；
课后问题讨论
• 空载试验的目的是要测量哪几个参数？
• 为什么说空载试验所测的功率 P0 近似
为铁损？
1.3.2 短路实验
一、目的：通过测量短路电流、短路电压及短路功率来计算变压 器的短路电压百分数、铜损和短路阻抗。
100%
短路电压电抗(无功)分量百分值:
us %
I1N X S U1N
100%
短路电压的大小直接反映 短路阻抗的大小，而短路阻抗 又直接影响变压器的运行性能。
从正常运行角度看，希望 它小些，这样可使副边电压随 负载波动小些；从限制短路电 流角度，希望它大些,相应的短 路电流就小些。
1.3变压器参数的测定
1.3.1变压器的空载试验 1.3.2变压器的短路试验
变压器负载时等效电路
X 2
X 2Βιβλιοθήκη X K X1 X 2rK r1 r2
rK r1 r2
X K X1 X 2
1.3 变压器的参数测定 U1
U2
1.3.1空载实验
变压器空载和短路试验在实际中的应用
对 于 大 型 变 压 器 来 说 ， 心 叠 好 后 ， 绕 上 临 时 铁 要
电 阻 进 行 空 载 试 验 ， 的 是 测 量 空 载 损 耗 和 空 载 电 目
流 是否 符合 标准规 定 ， 现铁 心整 体和局 部缺 陷 。 发 为 绝 缘装 配后 的空载 试验 提供参 考数 据 。 组套装 后 ， 绕
够 满 足 设 计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要 求 ； 则 应 修 正 变 压 器 的绕 组 匝数 。 否 变 压 器 绕 组 匝 数 的 多 少 ， 直 接 影 响 变 压 器 的 除 变 比 外 ， 将 影 响 变 压 器 的 温 升 、 抗 压 降 、 心 中 还 阻 铁 的 磁感应 强度 、 耗 和铁耗 等 ， 此绕组 的 匝数必须 铜 因
关 键 词 ： 载 试 验 ； 比 试 验 ； 路 试 验 ； 流 电 阻 试 验 空 变 短 直
中图 分类号 ： ＴＦ３ ３
文献 标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：ｏ ７ ６ ２ （０ ２ １ — ０ ｌ— Ｏ １ ０— ９ １ ２ １ ）３ １Ｏ ２
随 着 生 产 技 术 的 进 步 ， 型 材 料 的 开 发 利 用 和 新
则 说 明 当 原 边 施 加 额 定 电 压 时 ， 边 输 出 的 电 压 能 副
别 绕 组 有 无 局 部 短 路 。 成 品 的 空 载 试 验 一 般 在 感 应
高压 试验 的前 后 都要 进 行 ， 的是 通 过 成 品空 载试 目
验 数 据 与 一 般 通 过 空 载 试 验 比较 ， 中 发 现 器 身 装 从 入 油 箱后 铁 心 和绕 组是 否 发 生 了故 障 ， 定 产 品是 确 否 符 合 出 厂 标 准 ， 时 比 较 感 应 高 压 试 验 前 后 的 两 同 次 空 载 试 验 数 据 ， 中 发 现 产 品 是 否 经 受 住 了 感 应 从 高压 试验 的考 核 ， 定 绕组 是 否有 匝间击穿 情况 等 。 确
变压器的空载试验和短路试验
变压器的空载试验和短路试验空载试验----->铁损短路试验----->铜损变压器的空载试验指的是通过变压器的空载运行来测定变压器的空载电流和空载损耗。
一般说来，空载试验可以在变压器的任何一侧进行。
通常将额定频率的正弦电压加在低压线圈上而高压侧开路。
为了测出空载电流和空载损耗随电压变化的曲线，外施电压要能在一定范围内进行调节。
变压器空载时，铁芯中主磁通的大小是由绕组端电压决定的，当变压器施加额定电压时，铁芯中的主磁通达到了变压器额定工作时的数值，这时铁芯中的功率损耗也达到了变压器额定工作下的数值，因此变压器空载时输入功率可以认为全部是变压器的铁损。
一般电力变压器在额定电压时，空载损耗约为额定容量的0.1%~1%。
变压器的短路试验通常是将高压线圈接至电源，而将低压线圈直接短接。
由于一般电力变压器的短路阻抗很小，为了避免过大的短路电流损坏变压器的线圈，短路试验应在降低电压的条件下进行。
用自耦变压器调节外旋电压，使电流在0.1~1.3倍额定电流范围变化。
原边电流达到额定值时，变压器的铜损相当于额定负载时的铜损，因外施电压较低，铁芯中的工作磁通比额定工作状态小得多，铁损可以忽略不计，所以短路试验的全部输入功率基本上都消耗在变压器绕组上，短路试验可测出铜损。
通常电力变压器在额定电流下的短路损耗约为额定容量的0.4%~4%，其数值随变压器容量的增大而下降。
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。
电机单项变压器空载短路实验报告
四川大学电机及拖动基础实验----单相变压器空载和短路实验一、实验目的1．了解和熟悉单相变压器的实验方法。
2．通过单相变压器的空载和短路实验，测定变压器的变化和参数。
3．通过负载实验测取单相变压器运行特性。
二、预习要点1. 了解变压器空载、短路实验时的接线和实验方法；2. 了解瓦特表、调压器的使用原理3. 在空载和短路实验中，仪表应如何连接，才能使得测量误差最小？4. 变压器空载及短路实验时应该注意哪些问题？电源该如何接？三、实验内容1．测变比2．单相变压器空载实验3．单相变压器短路实验四、实验说明与操作步骤1. 测变比：(1)实验电路图如图1所示。
图1 单相变压器变比实验(2)电源经调压器接至变压器低至线圈，高压线圈开路，调压器调零，合上开关，测量并填入表一。
表一（V）(V)2. 单相变压器空载实验：(1)实验电路图如图2所示。
低压边接电源，高压边开路。
图2变压器空载实验接线图(2)在三相调压交流电源断电的条件下，按图1接线。
选好所有电表量程。
合上交流电源总开关，按下“开”按钮，接通三相交流电源。
调节三相调压器旋钮，读取被试变压器高压侧空载电压电流及损耗，根据表二，记录电流及损耗。
表二（V）(mA)(W)3. 单相变压器短路实验：（1）实验电路图如图3所示。
高压边接电源，低压边用较粗导线短接。
图3变压器短路实验接线图（2）在调压器位于零位时合上电源开关，调节调压器，使短路电流从1.5升到3.0，按表三，记录电压和功率。
(A)(V)(W)五、数据处理1.计算变压器的变比：=1.7362.计算变压器空载参数：（1）根据表二的数据，绘出空载特性曲线,,。
（2）计算励磁参数：变压器空载时，从电源吸取的功率为变压器的铁耗及空载铜耗，由于空载铜耗很小，可以忽略不计，故=，于是励磁参数为：= =1245==999==7433.计算变压器短路参数（1）根据表3数据，绘制短路特性曲线。
（2）计算短路参数：从短路特性曲线上查得短路电流等于额定电流时的短路电压和短路损耗，计算短路参数：=0.911=0.529=0.742短路实验是在高压侧进行的，测得的参数是高压侧的数字，需要折算到低压侧应除以。
4、变压器空载短路试验及特性
三、标么值：
标么值=实际值/基值 1.基值的选择： 1）通常以额定值为基准值。 2）各侧的物理量以各自侧同单位物理量的额定值 为基准； 线值以额定线值为基准值，相值以额定相值为基 准值； 单相值以额定单相值为基准值，三相值以额定三相 值为基准值 3）阻抗以同侧额定相电压除以额定相电流。
2.优点： 1）不需折算： U2’*=U2’/U1N=KU2/KU2N=U2* 2）额定值的标么值等于1； 3）便于比较； 4）某些物理量的标么值相等：ZK*=ZK/ （U1N/I1N）=UK/U1N=UK* *
注意：为了便于测量和 安全起见，通常在低 压侧加电压，将高压 侧开路。
实验过程：外加电压 从额定电压开始在一 定范围内进行调节 4.计算： U1指试验时 的电源电压；U20 是指降压变压器高压 侧的电压
U 20 K U 1N I0 I 0 % 100% I1N
Zm Rm
U 1N I0 P0 2 I0 Z
2.效率：η=（P2/P1）*100% =（1-Σp/P1）*100%= • 其中：pcu= （I2/I2N）2pKN=β2 pKN pFe P0 其中
pCu
I2 2 2 ( ) PKN PKN I2N
2
P2 S N cos 2
可见，影响变压器运行效率的因素有： 1）负载的大小； 2）负载的性质； 3）铁芯的状况（p0）； 4）绕组的状况（pKN） • 效率特性： 1）轻载时…； 2）满载时…； 3）效率最高时…
2 m
Xm
R
2 m
*：（1）如为三相变压器则各公式中的电 压、电流和功率均为相值； （2）由于在低压侧做的试验，如为降压变 压器需折算到高压侧即乘以K2； （3）空载电流和空载功率必须是额定电压 时的值，并以此求取励磁参数。
变压器空载负载测试方法
K变压器的空载试验和短路试验一、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：I 0 %(I 0I N) 100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：u K %U ( U N) 100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：Z K %( Z KZ N) 100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。
二、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。
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一、 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：
二、 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。
I0 % (I0 I N )100
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：
I 0 空载电流实测平均值；U ' 试验施加线电压平均值； U N 、 I N 被试线圈额定线电压和额定电流； K I 、 KV 、 KW 是电流、电压、瓦特表本身的倍数； P1' 、 P2' 两个瓦特表测得的损耗功率； I0 % 算得的空载电流百分 数；
P0 算得的空载损耗； n1 、n2 幂次，决定于磁路硅钢片的种类，可从专门的表格中 查出。
u K % (U K U N ) 100
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：
Z K % (Z K Z N )100
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、 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：
I
' K
(I
' KA
K
IA
I
' KB
K IB
I
' KC
K
IC
)
3
PK' (PK' A K IAKVAB KWA PK' C K IC KVBC KWC )
U
' K
(KVABU
' KAB
K
VBCU
' KBC
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 I N 。
4
图 3 三相变压器空载试验的间接测量 三、 试验要求和注意事项
1、 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。
2、 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。
3、 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。
4、 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。
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。
KVCAU
' KCA
)
3
u
K
%
U U
' K
N
IN
I
' K
100
式中：
I
' KA
、
I
' KB
、
I
' KC
是三相短路电流实测值；
K IA 、 K IB 、 K IC 三相 CT 的变流比； PK' A 、 PK' C 是反映 A 和 C 相电流测得的损耗功率； KVAB 、 KVBC 、 KVCA 是 AB、BC 和 CA 的 PT 变比；
KWA、 KWC 是瓦特表本身的倍数；
四、 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：
I0
(K IAI 'OA
K IB I 'OB
K IC I 'OC ) 3
U'
(KVABU
' AB
KVBCU
' BC
KVCAU
'CA ) 3
I
0
%
U (
N
U'
) n1
I0 IN
100
P0
U (
N
U'
) n2
(P1'
P2' )K I KV KW
式中： K IA 、 K IB 、 K IC 分别是 CT 的变比； KVAB 、 KVBC 、 KVCA 分别是 PT
的变比；
I
' OA
、
I
' OB、I' OC
是三相空载电流的实测值；
U
' AB
、
U
' BC
、
U
' CA
是三
相施加试验电压；