1、现场变压器空载试验的精确测试摘要：变压器在出厂时需要经过多种试验的鉴定，作为其是否符合出厂标准的重要依据和凭证，其中变压器的空载试验是变压器众多出厂试验的重要项目之一，变压器能否在规定额度的范围内施行空载损耗也是检测变压器性能的重要参数之一，其重要程度即便是在变压器的制造过程中也是要重复多次的，同时作为大修投运之前的重要交接项目之一，也是招标客户的会制定在现场监督测量的重要指数。本文将从以下几方面出发，针对现场变压器空载试验的精确测试，进行简要分析、探讨。 关键词：变压器 空载试验 影响因素 精确测试 自上世纪 90 年代起，随着我国经济发展的腾飞，电力变压器作为电力系统的主要配置随着电力系统
2、的壮大，电力变压器的运行台数自然逐年递增。这对电力变压器的电压等级、电压容量以及的要求也就越来越高。但是，技术的不成熟导致发展速度无法适应社会对电力资源的高度需求，导致一些无法预见的因外界原因、使用方法，甚至是运行维护方面出现的问题，都会导致意想不到的事故的发生。到了 21 世纪的今天，随着信息经济时代的到来，对电力的安全运行问题的要求就更是达到一个相当高的标准，所以对电力运行传送过程中的核心部件变压器的要求自然也是越来越严格。变压器的空载试验是在变压器投入电力生产使用之前，检测变压器能否持续为电力生产服务的重要试验数据。 一、变压器空载试验在现场的主要接线和试验方法 变压器的种类根据其用途不
3、同主要分为两种，一种是单相变压器，主要是指由初级线圈、次级线圈和磁芯构成的，在电器和无线电路中以升降电压、匹配阻抗、安全隔离为主要作用的，以电压变换、电流变换和阻抗变换为主要功能的变压器。其接线方法主要参见图一 变压器的较为常见常用的另一种是三相变压器，所谓的三相变压器，就是指由三个单相变压器组合而成的，带有三个铁芯柱的变压器，它们无论是容量，还是产生的幅值、频率都是相等的，所以针对三相变压器的特殊性，在进行现场变压器空载试验上可以从直接测量和间接测量，如图二、图三。 值得注意的是，在现场进行变压器空载试验的过程中，可以根据试验的条件在变压器的一侧加入额定电压，其余的分别绕组开路。在单相线路中
4、，通过告辞谐波电流能够使单相变压器的空载电流中的三次谐波电流分量较大。当单相变压器增加到三相变压器后，绕组 Y 或绕组 D 连接都能使线路中无法通过三次谐波电流，所以，在运行变压器的空载电流与变压器试验站所进行的单相变压器空载试验的电流是有着本质上的差别的。 在三相变压器中，有时为了扩大容量，把三个铁芯柱扩大成五个，这种大容量的三相变压器的铁芯就会有旁轭，当边相磁通的一部分通过旁轭时，三相励磁电流就会比三柱铁芯的不同少一些。此外，对空载电流、空载损耗能够造成影响的还有试验中电压波形的畸变程度，在波形与正弦偏离的情况下，必须对空载损耗测量结果中的非正常波形进行校正，但是值得注意的是，在计算、校正
5、的过程中，合理范围内的误差因为其无法避免的特质，所以从某种意义上说是允许的。 二、影响现场变压器空载试验精确程度的主要因素 变压器作为需要高精度的仪器，才产品交接、运行的过程中会存在更换绕组的情况，这就使得变压器在运行中出现异常的概率加大了，这种情况下就可以采用现场变压器空载试验，通过其试验结果，我们可以对异常数据进行分析测算，从而判别变压器的故障部分。也就是说，现场变压器空载试验的精确程度决定了排障人员能否在短时间内有效率的达成排除故障的工作，所以对现场变压器空载试验精确程度产生影响的主要因素有哪些就成为了我们在进行该试验之前就应该高度重视的问题。首先，要重视电源对现场变压器空载试验精确程度
6、的影响。 现场变压器空载试验的主体虽然是变压器，但是电流却是变压器空载试验的主要载体。也就是说对变压器空载试验结果的精确程度能够造成影响的首要因素就是通过变压器的电流，而发送电流的主体则是试验电源。随着科技的发展，时代的进步，电源的类型早已经不是单一的，而是在一元的基础上发展出了适合多种用途的多元型电源。现场变压器空载试验的精确测试，即便是试验电源这一细小的试验工具，也要求必须在这之上精益求精。 电源对现场变压器空载试验的精确测试产生主要影响的部分主要是电流的波形。当电流波形相较于正弦波形波动较大、较强烈时，我们称其为尖顶波，波形因数为 K1.11，也就是说铁芯中的磁通密度要低于规定额度值，这
7、就容易导致实测的空载耗损小于实际值的结果。当电流波形相较于正弦波形波动较小。较平缓时，我们称其为平顶波，波形因数为 K1.11，也就是说铁芯中的磁通密度值要高于规定额度，那么着就说明了实测的空载耗损大于实际值。也就是说，电源的不匹配会造成电流在空载试验输出的过程中，通过变压器呈现电压波形畸变的后果，那么正弦波形的波形因数就会遭到破坏。从结果来看，就会导致现场变压器空载试验的精准度自然就大大降低。 其次，要把仪表、互感器对现场变压器空载试验测试的精确度从影响的角度重视上来。 仪表和互感器是测试现场变压器空载试验过程中的重要仪器，它把对变压器测试的最直观的结果以数据的形式传递给测试工作者，所以在试
8、验的过程中仪表、互感器如果发生问题，那么就直接影响试验者对现场变压器空载试验结果的判断，大大降低了该试验的精准度。 仪表和互感器在现场变压器空载试验的过程中是必不可少的，但是在测试过程中其内阻损耗过大也是对空载试验产生影响的重要因素。从空载试验的损耗结果来看，仅仪表的损耗就占了空载试验总损耗的 5 到15 个百分点，与此同时，互感器的相角差在测量变压器空载耗损的准确度上，也可以说是影响较大的。 三、现场变压器空载试验精确测试以三相变频电源测量空载耗损试验为例 针对上述在现场变压器空载试验过程中容易对结果产生错误影响的原因的分析，以及在现场变压器空载试验中三相变频电源测量空载耗损的复杂性，所以对
9、该试验步骤进行简略探讨。 （一）试验方法和具体的注意事项 三相变频电源测量空载耗损的试验原理以及试验器材的连接方法详见图四： 首先，在试验的过程中，必须保证电压为额定频率域正弦波形，并配有一定准确等级的仪表与互感器。在施加电压的线圈处有分接的情况下必须在额定的分接位置。 其次，确保在试验的过程中电源有足够的容量能够保证试验中电压的稳定性，并且确保连接短路的导线有足够的截面、接触良好的情况下尽可能量的缩短导线的长度。 （二）试验数值的计算方法 根据以上测试原理得出的现场变压器空载试验中的具体数值，在利用交流比、变压比、三相空载电流的实测值、三相施加试验电压值等数值以及空载电流实测平均值、施加线电压平均值等，再与被测试线圈额定线电压与电流数值相结合，加诸电流、电压、瓦特表本身的倍数以及三个瓦特表测得的耗损功率，得出整个现场变压器空载试验精确测试中的空载耗损。 值得注意的是在测量的过程中，所使用的电压互感器、电流互感器、精密功率分析仪内的电压、电流等数值以及功率表测量数值都会显示在仪器的操作界面，而决定波形是否为正弦波形的波形因数则被仪器自动计算并校正到空载耗损。 参考文献： 1 王明谦，蒋立金，香承东. 用空载试验发现大型变压器绕组质量缺陷J. 变压器. 2005（08） 2 常万荣，刁颖. 浅谈影响变压器空载试验结果的因素J. 变压器. 2007（10）
