变压器的损耗是变压器的一个重要性能参数。一方面表明变压器运行时的效率,另一方面表明变压器在设计制造时的性能是否符合要求。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是变压器的常规测试。
变压器空载试验是从变压器一侧的线圈施加额定电压,其他线圈开路。测量变压器的空载损耗和空载电流。空载电流以额定电流的百分比表示。
1、空载测试是在额定电压下测量空载损耗和空载电流。试验时,高压侧开路,低压侧加压,试验电压为低压侧额定电压,试验电压低,试验电流为电压的百分比额定电流。千分之几或千分之几。
2、变压器空载试验电源容量的选择:保证电源波形畸变不超过5%,变压器空载容量应小于电源容量的50倍;如果调压器用于压力,空载容量应小于调压器的容量。使用发电机组试验时,空载容量应小于发电机容量的25%。
空载试验的试验电压为低压侧的额定电压,变压器空载试验主要测量空载损耗。空载损耗主要是铁损。铁损的大小可以认为与负载的大小无关,即空载时的损耗等干负载下的铁损,但在额定电压下是这样的。如果电压偏离额定值,由于变压器铁芯中的磁感应处于磁化曲线的饱和段,空载损耗和空载电流将发生急剧变化。因此,空载试验应在额定电压下进行。
注意:在测量大型变压器的空载或负载损耗时,由于功率因数很低,cosp可以小于等于0.1,所以必须使用低功率因数的功率表。
3、通过空载试验,可以发现变压器有以下缺陷:
a. 硅钢片之间绝缘不良。
b. 铁芯两极间和芯片间局部短路烧毁。
C. 芯螺栓或绑扎钢带、压板、上轭等绝缘件损坏、短路。
d. 磁路中的硅钢片松动、错位、间隙过大。
e. 铁芯多点接地,线圈有匝间、层间短路或并联支匝,磁势不平衡等。
F. 误用高耗劣质硅钢片或设计计算错误。
分相测量结果根据以下原则判断:
1)由于ab相和bc相的磁路完全对称,所以ab相和bc相的实测损耗P0ab和P0bc应该相等,偏差一般不超过3%。
2)由于交流相的磁路长于ab相或bc相的磁路,因此交流相测得的损耗应大于ab相或bc相(35kV及以下变压器)一般为30%~40%,110kV)。及以上变压器一般为40%~50%)。
示例 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
分析发现C相低压绕组的第一匝(出线端)有股间短路,低压绕组为10 2.3×10.5扁铜线平行,外层有两根线形成短路,部分铜线熔化。重大事故。
阐明:
1)虽然匝间短路已经发展到铜线熔化的地步,但I0远小于设计值,三相不平衡不突出。2)匝间短路包括导体间、匝间和层间短路。与三者相比,导线间的初始环流最小(假设短路时接触电阻相同)。说明空载损耗试验寻找短路点是可行的。
例2:变压器空载数据如下:
Ab励磁,bc短路,p0ab=44.6kW
bc励磁,交流短路,p0bc=44.6kW
交流励磁,ab短路,p0ac=55.2kW
当时单相空载损耗换算成三相空载损耗,与出厂数据一致,认为数据正常。投运后发生轻气作用。
分析各相空载损耗关系:p0ac/p0ab=p0ac/p0bc=1.26,此数据异常。经验证明,对于这么大的变压器,大于1.4应该是正常的。排除绕组和分接开关问题后,认为故障可能在B相铁芯,不能排除局部放电的可能。
额定电压相空载测试结果如下:
bc励磁,ac短路p0bc=37.6kW,通电20分钟无气,损耗数据不变;
交流励磁,ab短路p0ac=52.6kW,损耗稳定,无气体,14分钟后p0ac突然上升到58.8kW,同时产生气体,50秒气体达到600ml;
Ab励磁,bc短路p0ab=37.2kW,2分钟后p0ab突然上升到42.6kW,同时产生气体。从上面的测试可以看出,当磁通通过A相时,损耗会增加,会产生气体。为了确定故障是否在A相,重复bc励磁和交流短路的空载试验。当达到额定电压时,连续30分钟后,损耗p0ab保持不变,不产生气体。
分析:
1)故障在A相磁路(包括AB之间的上下铁轭);
2) 原来故障在B相,现在在A相,时不时出现又消失,证明故障点是可移动的,估计是金属导体。
经检查,敲下下铁轭垫,最后发现故障点:AB相下夹绕组臂下有一块硅钢片,使铁轭短路了三分之一。