變壓器非額定條件下的試驗(yàn)_secret

1、變壓器非額定條件下的試驗(yàn)摘 要：介紹變壓器在非額定條件下的各種計(jì)算方法。關(guān)鍵字：變壓器試驗(yàn)短路損耗變 壓器參數(shù)測(cè)定、鐵心損耗和額定銅損是通過(guò)空載和短路試驗(yàn)完成的，這也是變壓器最基本試驗(yàn)。一般空載試驗(yàn)在低壓側(cè)進(jìn)行，短路試驗(yàn)在高壓側(cè)。測(cè)試時(shí)兩個(gè)試驗(yàn)均 分別施加額定頻率下的電壓或電流，所測(cè)數(shù)據(jù)和計(jì)算值即為額定條件下的試驗(yàn)結(jié)果。但許多不能滿足額定條件場(chǎng)合仍需進(jìn)行上述試驗(yàn)，因此，有必要研究變壓器在非 額定條件下的試驗(yàn)方法、換算公式，以便在實(shí)際中靈活應(yīng)用。1 三相變壓器的單相試驗(yàn)與測(cè)量若沒(méi)有三相電源時(shí)需要對(duì)三相變壓器進(jìn)行度驗(yàn)，則可采用單相電源對(duì)三相變壓器進(jìn)行空載和短路試驗(yàn)，所測(cè)數(shù)據(jù)再換算到額定狀態(tài)。因變壓

2、器繞組的聯(lián)接形式不同，試驗(yàn)線路和換算方法也不同。1.1空載試驗(yàn)試驗(yàn)在低壓側(cè)進(jìn)行，高壓側(cè)開路。1.1.1測(cè)量繞組為Y聯(lián)接空載試驗(yàn)接線如圖1。圖1低壓繞組為Y聯(lián)接時(shí)空載試驗(yàn)接線圖圖1中，首先將高壓側(cè)開路，在低壓側(cè)a、b、c三個(gè)端子間兩兩依次施加額定線電壓UN。每次測(cè)得的空載損耗Poab、Pobc、Poca和空載電流Ioab、Iobc、Ioca，可分別換算為三相空載損耗PO和空載電流IO。因變壓器的每相電壓低于其額定值，主磁通工作在非飽和狀態(tài)，這時(shí)可認(rèn)為勵(lì)磁阻抗是常數(shù)，故功率PU2，電流IU，于是采用該線路每相繞組的電壓為額定時(shí)的3/2倍，每相空載損耗與額定空載相損耗PON的關(guān)系為：(1/2)Poa

3、b=(3/4)PON則額定條件下的三相空載損耗PO=（2/3）（Poab+ Pobc+Poca）同理，每相空載電流與額定空載相電流ION的關(guān)系為：ION=（2/3）Ioab空載相電流取3次測(cè)量的平均值，且線電流為：IO=2（Ioab+ Iobc+ Ioca）/（3/3）1.1.2 測(cè)量繞組為聯(lián)接試驗(yàn)將高壓側(cè)開路，在低壓側(cè)a、b、c三個(gè)端子間兩兩依次施加額定線電壓，同時(shí)將不參與試驗(yàn)的一相作短路連接，即a、b加電壓，b、c短接；b、c加電壓，c、a短接；c、a加電壓，a、b短接?？蛰d試驗(yàn)接線如圖2。圖2 低壓繞組為聯(lián)接時(shí)空載試驗(yàn)接線圖由圖2知，聯(lián)接線電壓等于相電壓，即每次測(cè)得的兩相空載損耗Poab

4、、Pobc、Poca正好等于單相額定狀態(tài)下的2倍，測(cè)得的空載電流Ioab、Iobc、Ioca也為額定時(shí)的2倍，則額定條件下的三相空載損耗為：P0=（Poab+ Pobc+Poca）/2同理，空載相電流取3次測(cè)量的平均值，考慮到線電流與相電流存在3的關(guān)系，于是I0=3（Ioab+ Iobc+Ioca）/61.2短路試驗(yàn)在高壓側(cè)進(jìn)行，低壓側(cè)被短路。1.2.1測(cè)量繞組為Y聯(lián)接如圖3，試驗(yàn)時(shí)，在高壓側(cè)A、B、C三個(gè)端子間兩兩依次施加電壓。當(dāng)電壓由零開始升高使電流為額定值IN時(shí)，測(cè)得的兩相短路損耗分別為PKAB、PKBC、PKCA和兩相阻抗電壓為uKAB、uKBC、uKCA，因每次測(cè)得的短路損耗PKAB

5、正好是額定條件PKN的2倍，故額定條件下的三相短路損耗為：PK=（PKAB+PKBC+PKCA）/2圖3 測(cè)量繞組為Y聯(lián)接時(shí)短路試驗(yàn)接線圖同理，阻抗電壓uKAB等于額定條件時(shí)相阻抗電壓uKN的2倍，相阻抗電壓取3次測(cè)量的平均值，并將其折算到線電壓，得阻抗電壓的百分比為uK%=3（UKAB+UKBC+UKCA）/6UN1.2.2 測(cè)量繞組為聯(lián)接如圖4，試驗(yàn)時(shí)，同樣在聯(lián)接繞組上兩兩之間施加一定的電壓，并依次將不參與試驗(yàn)的一相作短路聯(lián)接。為保證每相電流達(dá)到額定值，電流表中流過(guò)的電流應(yīng)為額定相電流的2倍、額定線電流IN的（2/3）倍，即1.15IN。這時(shí)測(cè)得的短路損耗和阻抗電壓分別換算至三相時(shí)的短路損

6、耗和阻抗電壓:PK=(PKAB+PKBC+PKCA)/2UK%=（UKAB+UKBC+UKCA）/3UN圖4 測(cè)量繞組為聯(lián)接時(shí)短路試驗(yàn)接線圖一般對(duì)于中小容量變壓器,在相鄰兩鐵心的相上測(cè)得的損耗基本相同,而兩個(gè)邊柱鐵心的相上測(cè)得的損耗比相鄰兩鐵心的相上測(cè)得的損耗大1%-3%。2 降低電流下的短路試驗(yàn)短路試驗(yàn)電源的容量SK=SN*uK%*KK*Ka*Kb式中: SN被試變壓器的額定容量；uK%被試變壓器的阻抗電壓的百分比；KK-試驗(yàn)電流容量系數(shù),取0.6251.0；Ka-變換系數(shù),取1.21.3；Kb-安全系數(shù),取1.01.1；由上式可知,試驗(yàn)電源的容量一般為變壓器容量的5%-20%。為減小試驗(yàn)電

7、源的容量,允許在降低試驗(yàn)電流下進(jìn)行短路試驗(yàn)。同時(shí)所測(cè)得的試驗(yàn)電流IK和對(duì)應(yīng)損耗PK可換算到額定電流IN下的短路損耗PKPK= PK*(IN/IK)2IK下的阻抗電壓uK可換算到額定電流IN下的阻抗電壓uK:uK= UK*( IN/ IK)3 非額定頻率下的試驗(yàn)變壓器空載損耗P0主要是鐵心損耗PFe。當(dāng)試驗(yàn)電源頻率為非額定頻率時(shí)，則空載損耗會(huì)發(fā)生變化。設(shè)非額定頻率為f，對(duì)應(yīng)鐵心損耗PFe，根據(jù)磁滯損耗Pn和渦流損耗Pw與電源頻率f的關(guān)系可分析：磁滯損耗Pnf.Bma對(duì)于常用的硅鋼片，Bm=1.01.6 ，a=2渦流損耗Pwf2 Bma因此當(dāng)硅鋼片厚度及材料一定時(shí)，鐵心損耗與電源頻率及磁密幅值的關(guān)系為: PFef Bma式中:B=1.21.6。在非額定頻率為f，對(duì)應(yīng)鐵心損耗為PFe時(shí)，折算到額定頻率為fN時(shí)的空載損耗為:P0= PFe(fN/ f) 取1.5即可。阻抗電壓uK的有功分量uKR與f無(wú)關(guān)，無(wú)功分量uKX與f成正比。額定頻率fN下的阻抗電壓uK=（uKXfN/ f）2+u2kR在試驗(yàn)電源較差時(shí)，如容量小，相數(shù)少、電網(wǎng)頻率波動(dòng)大等，