變壓器空載試驗(yàn)是變壓器的例行試驗(yàn)之一，其主要目的是測(cè)量額定電壓下鐵芯中的空載電流和空載損耗，以檢測(cè)磁路的局部或整體缺陷。另外，在感應(yīng)耐壓試驗(yàn)前后，通過(guò)兩次空載損耗測(cè)量結(jié)果的比較，還可以判斷繞組是否有匝間擊穿等情況。

一變壓器空載試驗(yàn)分析

　　一般說(shuō)來(lái)，變壓器空載試驗(yàn)可以在變壓器的任何一側(cè)進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)人們往往將額定頻率的正弦電壓加在低壓側(cè)線圈上，而高壓側(cè)開路（單相變壓器、三相變壓器空載試驗(yàn)原理圖如圖1、圖2所示）。

 
圖1示：?jiǎn)蜗嘧儔浩骺蛰d試驗(yàn)原理圖
 
圖2示：三相變壓器空載試驗(yàn)原理圖

　　當(dāng)變壓器空載試驗(yàn)時(shí)高壓側(cè)開路，低壓側(cè)加壓。變壓器低壓側(cè)利用調(diào)壓器慢慢升高至額定電壓，此時(shí)空載電流很低，空載電流可達(dá)到額定電流0.1%，在測(cè)量時(shí)應(yīng)考慮量程匹配問(wèn)題，必須選擇寬范圍電流傳感器或者多量程電流傳感器。
　　變壓器空載試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓是低壓側(cè)的額定電壓，變壓器空載試驗(yàn)主要測(cè)量空載損耗?？蛰d損耗主要是鐵損耗，鐵損耗的大小可以認(rèn)為與負(fù)載的大小無(wú)關(guān)，即空載時(shí)的損耗等于負(fù)載時(shí)的鐵損耗，但這是指額定電壓時(shí)的情況。如果電壓偏離額定值，由于變壓器鐵芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度處在磁化曲線的飽和段，空載損耗和空載電流都會(huì)急劇變化，因此，空載試驗(yàn)應(yīng)在額定電壓下進(jìn)行。
　　由于變壓器工作在空載狀態(tài)，空載電流很小，且主要用于構(gòu)建勵(lì)磁磁場(chǎng)，此時(shí)繞組銅損很小，因此空載功率因數(shù)很低，可達(dá)到cosφ小于0.1的狀態(tài)。所以，變壓器空載試驗(yàn)必須采用在低功率因數(shù)下仍然能夠準(zhǔn)確執(zhí)行測(cè)量任務(wù)的功率分析儀，必須采用低角差的電測(cè)量傳感器。
　　過(guò)去常規(guī)試驗(yàn)沒有空載諧波電流這個(gè)測(cè)量項(xiàng)目，但是，隨著電網(wǎng)電能質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)苛，有些單位已經(jīng)在測(cè)量變壓器的空載電流諧波。其目的在于通過(guò)對(duì)空載電流諧波的監(jiān)測(cè)，檢測(cè)變壓器的制造情況，發(fā)現(xiàn)鐵心的飽和程度、變壓器的結(jié)構(gòu)形式以及三相結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱程度等參數(shù)。近來(lái)，測(cè)量變壓器的空載電流諧波趨勢(shì)增長(zhǎng)迅速，其主要目的在于測(cè)量變壓器接入系統(tǒng)的背景諧波值，以備日后和變壓器帶載后的負(fù)載電流諧波值進(jìn)行比較，以便有針對(duì)性地進(jìn)行諧波治理，這也是變壓器生產(chǎn)制造廠家對(duì)公用電網(wǎng)質(zhì)量提升可以給出的一個(gè)重要數(shù)據(jù)。國(guó)標(biāo)要求諧波值以基波幅值的百分比表示，因此，必須采用具備基波測(cè)量模式，能夠進(jìn)行諧波分析處理的功率分析儀。

 

圖3示：某單相變壓器的空載電流波形及其諧波頻譜

二變壓器空載試驗(yàn)結(jié)果運(yùn)算

　　對(duì)于三相變壓器采用三表法測(cè)量時(shí)具體計(jì)算情況如下：
　　I0＝(IOA＋I(xiàn)OB＋I(xiàn)OC)／3
　　U'＝(UAB＋UBC＋UCA)／3
　　I0%＝(UN／U')n1(I0／IN)×100
　　P0＝(UN／U')n2(IOA×UAB＋I(xiàn)OB×UBC)
式中：
　　IOA、IOB、IOC是三相空載電流的實(shí)測(cè)值；
　　UAB、UBC、UCA是三相施加試驗(yàn)電壓；
　　I0空載電流實(shí)測(cè)平均值；
　　U'試驗(yàn)施加線電壓平均值；
　　UN、IN被試線圈額定線電壓和額定電流； 
　　I0%算得的空載電流百分?jǐn)?shù)；
　　P0算得的空載損耗；
　　n1、n2冪次，決定于磁路硅鋼片的種類，可從專門的表格中查出。
　　傳統(tǒng)的變壓器空載試驗(yàn)是采用電流表、電壓表、功率表、功率因數(shù)表進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試與計(jì)算過(guò)程繁瑣，同時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)受到電源調(diào)壓特性、電壓波形非正弦、頻率偏離額定值、三相電源不對(duì)稱產(chǎn)生的負(fù)序電壓、測(cè)量互感器誤差等因素的影響，這樣操作者讀取各種測(cè)試數(shù)據(jù)，通過(guò)手工計(jì)算得到的試驗(yàn)結(jié)果精度不高、效率低下。在高效、環(huán)保、節(jié)能的大趨勢(shì)下，對(duì)電力變壓器及各種電源變壓器的能源轉(zhuǎn)換效率、對(duì)公用電網(wǎng)電能質(zhì)量等技術(shù)指標(biāo)的要求日益嚴(yán)苛。湖南銀河電氣開發(fā)的WP4000變頻功率分析儀，獨(dú)有的寬范圍自動(dòng)無(wú)縫量程轉(zhuǎn)換技術(shù)、明確的角差指標(biāo)及低功率因數(shù)下高精度測(cè)量的特點(diǎn)，非常適用于變壓器能效評(píng)測(cè)的相關(guān)檢試驗(yàn)。

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