空載試驗(yàn)

變壓器的空載試驗(yàn)，是從變壓器的任一側(cè)繞組施加正弦波額定頻率的額定電壓，其它繞組開(kāi)路，測(cè)量變壓器的空載損耗和空載電流的試驗(yàn)?？蛰d電流以實(shí)測(cè)的空載電流I0占額定電流Ie的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示,記為IO。

當(dāng)試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)值與設(shè)計(jì)計(jì)算值、出廠值、同類型變壓器或大修前的數(shù)值有顯著差異時(shí)，應(yīng)查明原因。

空載損耗主要是鐵損耗，即消耗于鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗?？蛰d時(shí)激磁電流流過(guò)原邊繞組也要產(chǎn)生電阻損耗，如果激磁電流很小，可以忽略不計(jì)?？蛰d損耗和空載電流，取決于變壓器的容量、鐵心構(gòu)造、硅鋼片的制造和鐵心制造工藝等因素。

導(dǎo)致空載損耗和空載電流增大的原因主要有：硅鋼片間絕緣不良;某一部分硅鋼片短路;穿芯螺栓或壓板、上軛鐵以及其它部分的絕緣損壞而形成短路匝;磁路中硅鋼片松動(dòng)，甚至出現(xiàn)氣隙，使磁阻增大(主要使空載電流增大);磁路由較厚的硅鋼片組成(空載損耗增加而空載電流減小);采用了劣質(zhì)的硅鋼片(多見(jiàn)于小型配電變壓器);各種繞組缺陷，包括匝間短路、并聯(lián)支路短路，各并聯(lián)支路中匝數(shù)不同及安匝數(shù)取得不正確等。此外，由于磁路接地不正確等原因，也會(huì)引起空載損耗和電流的增大。對(duì)于中小型變壓器，在制造過(guò)程中，鐵心接縫的大小會(huì)顯著影響空載電流。

分相測(cè)量的結(jié)果按下述原則判斷：

1)由于ab相與bc相的磁路完全對(duì)稱，因此所測(cè)得的ab相與bc相的損耗P0ab和P0bc應(yīng)相等，偏差一般不應(yīng)超過(guò)3%。

2)由于ac相的磁路要比ab相或bc相的磁路長(zhǎng)，故由ac相測(cè)得的損耗應(yīng)較ab相或bc相大(35kV及以下變壓器一般在30%～40%，110kV及以上變壓器一般在40%～50%)。

例1：一臺(tái)90MVA，220/121/38.5變壓器，I0=0.23%。

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

pac=93.8kW=pa+pcpb=13kW

pbc=79.1kW=pb+papc=65kW

解體發(fā)現(xiàn)，C相低壓繞組第一匝(出線端)有股間短路，低壓繞組為2.3×10.5扁銅線10根并聯(lián)，外層有兩根導(dǎo)線形成短路，部分銅線熔化，經(jīng)更換避免了一次大事故。

說(shuō)明：

1)匝間短路雖發(fā)展至銅導(dǎo)線部分已熔化，但I(xiàn)0遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)值，三相不平衡也不突出2)匝間短路包括導(dǎo)線間、匝間、層間短路。三者比較，導(dǎo)線間起始環(huán)流最小(假設(shè)短路處接觸電阻相同)。說(shuō)明空載損耗試驗(yàn)找出短路點(diǎn)是可行的。

例2：一臺(tái)變壓器空載數(shù)據(jù)如下：

ab勵(lì)磁，bc短路，p0ab=44.6kW

bc勵(lì)磁，ac短路，p0bc=44.6kW

ac勵(lì)磁，ab短路，p0ac=55.2kW

當(dāng)時(shí)，將此單相空載的損耗換算到三相空載損耗，與出廠數(shù)據(jù)比較相符，認(rèn)為數(shù)據(jù)正常。投運(yùn)后發(fā)生輕瓦斯動(dòng)作。

分析各相的空載損耗的關(guān)系是：p0ac/p0ab=p0ac/p0bc=1.26，這個(gè)數(shù)據(jù)是不正常的。經(jīng)驗(yàn)證明，對(duì)于這樣大的變壓器，它應(yīng)大于1.4方為正常。在排除繞組及分接開(kāi)關(guān)問(wèn)題后，認(rèn)為故障可能在B相鐵心，不排除局部放電的可能性。

再作額定電壓相空載試驗(yàn)結(jié)果如下：

bc勵(lì)磁，ac短路p0bc=37.6kW，通電持續(xù)20分鐘無(wú)氣體，損耗數(shù)據(jù)不變;

ac勵(lì)磁，ab短路p0ac=52.6kW，損耗穩(wěn)定，無(wú)氣體，持續(xù)14分鐘后，p0ac突然上升為58.8kW，與此同時(shí)產(chǎn)生氣體，50秒鐘氣體達(dá)600ml;

ab勵(lì)磁，bc短路p0ab=37.2kW，持續(xù)2分鐘后，p0ab突然上升為42.6kW，同時(shí)產(chǎn)生氣體。從以上試驗(yàn)可以看出，凡是磁通經(jīng)過(guò)A相時(shí)，損耗就增大，有氣體產(chǎn)生，為了確定故障是否在A相，重復(fù)bc勵(lì)磁，ac短路的空載試驗(yàn)，當(dāng)達(dá)到額定電壓后，持續(xù)30分鐘，損耗p0ab不變，仍無(wú)氣體產(chǎn)生。

分析：

1)故障在A相磁路(包括AB間的上下鐵軛);

2)原來(lái)故障在B相，現(xiàn)在又到了A相，而且時(shí)隱時(shí)現(xiàn)，這證明故障點(diǎn)是可移動(dòng)的，估計(jì)是個(gè)金屬導(dǎo)體。

經(jīng)檢查，將下鐵軛墊打掉，最后終于找到了故障點(diǎn)：在AB相下夾件繞組肢板下面有一片硅鋼處將鐵軛短路了三分之一。。