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試驗說明
空載特性試驗就是從變壓器的任意一側的繞組(一般是低壓繞組)施加正弦渡、額定頻率的額定電壓,在其他繞組開路的情況下測量變壓器的空載電流與空載損耗的試驗。發現磁路的局部或整體缺陷,判斷繞組是否有匝間短路情況等。
空載損耗主要是由鐵心的磁化引起的磁滯損耗與渦流損耗,同時也包括空載附加損耗與空載電流通過繞組時產生的電阻損耗。后兩種損耗只占總損耗的百分之幾,可以忽略不計,所以又將空載損耗稱為鐵心損耗。
空載電流的大小與變壓器的容量、磁路構造、硅鋼片的材料等因素有關。空載電流是以它占額定電流的百分數來表示的。即,I0%=I0/IN×100%。一般來說,容量在2000kVA及以上的變壓器,空載電流占額定電流的0.3%~2.4%;中小型變壓器的空載電流占額定電流的4%~l 6%同一容量的變壓器由于鐵心采用硅鋼片的材料不同,空載電流的差異也較大。鐵心接縫的大小對空載電流影響也比較大,尤其對于中小型變壓器影響更為顯著。
三相變壓器的空載電流取三相算術平均值。對于三繞組變壓器,如其繞組容量不等,例如三繞組自耦變壓器,高壓與中壓繞組為額定容量,低壓繞組是額定容量的l/2。當以低壓繞組施加額定電壓進行空載試驗時,空載電流規定是以變壓器的額定容量下的額定電流作為基數計算的,即接變壓器繞組中最大容量為基準進行計算。
導致變壓器空載損耗與空載電流增大的主要原因有以下幾種。
(1)硅鋼片之間的絕緣不良,某一部分有短路的情況。
(2)穿心螺絲或壓板、上軛鐵和其他部分絕緣不良.有磁路被短路的地方。
(3)磁路中的硅鋼片松動,有時甚至出現間隙,使磁阻增大,致使空載電流增大。
(4)不按規定使用合格的硅鋼片,而是使用劣質的硅鋼片,這在小型變壓器中較常見。
(5)繞組有制造上的缺陷,如匝間短路、并聯支路短路、匝數不等、安匝數取的不正確等。
試驗要求
空載損耗試驗目的是測量變壓器的空載電流與空載損耗,以發現磁路中的局部和整體缺陷。
在交接時與運行中更換繞組后以及運行中的變壓器發生異常時,均應進行空載試驗。
(1)標準。根據Q/CSGl0007—2004的要求,空載試驗時測得空載損耗、空載電流與銘牌數據或制造廠試驗值與前次試驗值相比無明顯變化。
(2)空載電流分析。測得的三相變壓器的各相空載電流略有差別是正常的。因為各相磁路長度不同,磁阻不等。兩邊相磁路長且相等,而中間相磁路較短。因此.兩邊相測出的空載電流比中間相的空載電流大20%~35%。
(3)空載損耗的分析。用單相法對三相變壓器進行空載試驗時,因磁路不對稱.結果不相等。對于正常的變壓器,由于uv與vw二次加電壓時測得的空載損耗,應彼此相等或相差在3%范圍內。而由vw測得的損耗是uv測得結果的(1.3~1 .5)倍。如果測得的結果與此不符,則說明變壓器磁路有局部缺陷或繞組有短路故障,
(4)儀表的損耗與互感器角誤差分析。試驗儀表的損耗在中小型變壓器試驗中所占比例較大,一般為空載損耗的5%~l 5%,儀表損耗可從試驗中測量或計算方法求得。將棱試變壓器斷開,加以試驗電壓,瓦特表的指示即為儀表損耗。儀表損耗的計算式為Pwv=U2(1/(rw+rF)+1/rv)式中的rw、rF、rV—瓦特表、附加電阻、電壓表的內阻,Ω; U一試驗電壓,V。
若沒有0.2級的互感器而使用0.5級的互感器時,在最不利情況下,可能引起18%的誤差。
為了測量結果的準確,應將測得的損耗值減去儀表損耗與互感器的影響因素。
注意事項
為了保證測量的準確度與設備、儀表及人身的安全.在選擇與連接儀表時,應注意以下問題。
1)電流表與電壓表的準確度應不低于0.5級;測量功率應使用0.5級的低功率因數瓦特表;若沒有低功率因散瓦特表.可用cosψ=1的普通瓦特表。
2)為了準確地測量出變壓器的空載電流與空載損耗,電流互感器與電壓互感器的準確度為0.2級,盡量不采用0.5級的互感器,因為它的角誤差較大,測出的空載損耗誤差較大。
3)接線時必須使瓦特表的電流線圈與電壓線圈兩點間的電位差最小,特別是瓦特表電壓回路串有附加電阻時。更應注意這個問題。另外還要注意瓦特表電流線圈與電壓線圈的極性.標有“*”的端子應接在同一相。
4)電流互感器的極性不能接錯。
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