变压器空载试验的目的、方法及注意事项

变压器的空载试验，是从变压器的任意一侧绕组施加额定电压，其他绕组开路，测量变压器的空载损耗和空载电流的试验。空载电流以实测的空载电流I0占额定电流Ie的百分数表示，记为I0（%）。

空载试验的主要目的是测量变压器的空载电流和空载损耗；发现磁路中的局部或整体缺陷；检查绕组匝间、层间绝缘是否良好，铁芯矽钢片间绝缘状况和装配质量等。

变压器空载试验方法有单相电源法和三相电源法两种。三相电源法试验时，功率损耗可采用三瓦特表或双瓦特表测量，一般常用双瓦特表法。

（一）三相变压器的空载试验

一般采用三相电源法，因条件限制或寻找故障时也可用单相电源法。

1.试验接线

三相电源法试验接线有两种，直接接入测量仪表的试验接线如图3-32所示；通过互感器间接接入测量仪表的试验接线如图3-33所示。试验时可根据实际情况选用。

图3-32　直接接入仪表的三相变压器空载试验接线图

QK—三相开关；T1—三相调压器；T—被试变压器

图3-33　通过互感器接入仪表的三相变压器空载试验接线图

TA—电流互感器；TV—电压互感器；T—被试变压器

2.试验步骤

选用合适的试验接线图接线，经检查无误后，在高压侧开路的情况下，缓慢升高电压，当无异常时，把电压升至额定值，同时读取电流和功率损耗值。

3.测量结果整理

（1）空载电流的计算。三相变压器的空载电流应为三相电流的算术平均值，即

式中　I0（%）——空载电流百分数；

Ie（%）——被试绕组的额定电流，A；

I0a、I0b、I0c——a、b、c相测得的空载电流，A。

（2）空载损耗的计算。变压器的空载损耗应为两个瓦特表读数的代数和，即

式中　P0——空载损耗，W；

P01、P02——两瓦特表的读数，W。

如果测量仪表是通过互感器间接接入的，应将仪表读数乘以互感器的变比。

4.试验电源容量的确定

试验电源应有足够的容量。在额定电压下进行空载试验时，可根据被试变压器铭牌所标的容量和空载电流百分数，按下式计算

式中　S0——试验所需的电源容量，kVA；(www.xing528.com)

Se——变压器额定容量，kVA；

I0（%）——变压器空载电流百分数。

实际上为保证波形良好，电源容量应为5～10倍S0。

（二）变压器空载试验的注意事项

（1）试验应在额定分接头下进行，施加电压要求为正弦波形额定频率的额定电压，如果不能满足要求，则应将测量结果进行换算。

（2）试验中要求电压保持稳定，三相电压对称平衡，即负序分量不超过正序分量的5%，三相电压相差不超过2%。如果三相电压稍有不平衡，试验电压可取三相电压的算术平均数，或用a、c相的线电压值。

（3）测量仪表的准确度应在0.5级以上，互感器的准确度应在0.2级以上，对于容量较大的变压器，应使用低功率因数的瓦特表。

（4）试验接线时，瓦特表的连接必须使其电流线圈和电压线圈两点间的电位差最小，尤其在瓦特表电压回路有附加电阻时更应注意。

（5）因为空载损耗是瓦特表指示值的代数和，因此，接线时还必须注意瓦特表电流、电压线圈的极性，若使用互感器，应同时注意互感器极性。

（6）当被试变压器本身损耗较小时，为了使测量结果准确，应将测得的损耗值减去试验仪表本身的损耗。对于中小型变压器，试验仪表损耗约占变压器空载损耗的1.5%～5%，故必须进行校正。

仪表损耗值，包括瓦特表和电压表损耗，在试验中可直接测量，即在断开被试变压器的情况下，施加试验电压，此时所得的读数即为仪表损耗。

仪表损耗也可用下式求得

式中　U——试验时的电压；

rW——功率表内阻（应计入附加电阻）；

rV——电压表内阻。

（7）对低压绕组电压为6kV及以上的变压器进行空载试验时，往往需要直接使用运行设备和系统电源，因而必须全面考虑，列出具体试验方案，除了考虑试验操作及安全措施外，还应遵守高压试验规程和现场运行规程的有关规定。

（8）试验过程中若发现表计指示异常、被试变压器有放电声、异响、冒烟或喷油等情况时，应立即断开电源停止试验，查明原因并加以处理，否则不能进行重复试验。

（三）空载试验结果的分析判断

（1）电力变压器空载试验时，在额定条件下，空载电流的允许偏差为+22%；空载损耗的允许偏差为+15%。若超过时，必须找出产生差异的原因。对于三相变压器，一般是再进行单相全电压试验，以找出缺陷部位。其方法是将变压器三相绕组中的一相顺次短路，在其他两相上施加电压，进行空载电流和空载损耗的测量。一相短路的目的是使该相没有磁通通过，因而也就没有任何损耗。

（2）影响空载损耗和空载电流增大的原因主要有以下几个方面：

1）硅钢片间绝缘不良。

2）硅钢片间存在局部短路。

3）穿心螺栓或压板的绝缘损坏，造成铁芯局部短路。

4）硅钢片有松动，出现空气隙，磁阻增大，使空载电流增加。

5）绕组匝间或层间短路。

6）绕组并联支路短路或并联支路匝数不相等。

7）中小型变压器铁芯接缝不严密。

（3）三相变压器测得的空载电流，三相略有差别，这是因为各相磁路长度不同，两边磁路对称相等，而中间磁路较短，因而磁阻也不同所造成的。因此，两边相的电流要比中间相的电流大，一般中间相空载电流约少20%～35%。同理，在判断应用单相电源法测得的三相变压器的结果时，P0ab应与P0bc相等，或相差在3%以内；而两边相的功率P0ca则较大，一般约大30%～50%。如果测量结果与此不符时，说明有局部缺陷。

（4）测得的空载电流和空载损耗与出厂值相比应无明显变化。