简述三相配电变压器空载、负载特性试验
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摘 要：文章简述了三相配电变压器空载、负载特性理论、试验意义、方法，介绍了三相配电变压器容量空负载测试仪在实际中的应用。
关键词：空载负载特性试验；空载损耗；负载损耗；目标能效
中图分类号：TM421 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）14-0101-02
1 三相配电变压器空载、负载特性试验理论简介
①三相配电变压器空载特性试验。一般从变压器的低压侧施加正弦波形、额定频率的额定电压，在高压侧绕组开路的情况下，测量低压侧的电流I0和功率P0。这个I0和P0即是该变压器的空载电流和空载损耗。空载损耗主要是变压器绕组通电后铁芯磁化所引起的磁滞损耗和涡流损耗，同时也包括电流通过绕组是产生的电阻损耗，由于电阻损耗很小常常可以忽略不计，所以空载损耗主要体现的变压器铁芯的磁滞损耗和涡流损耗，故又将空载损耗简称为“铁损”。
②三相配电变压器负载特性试验。通常将变压器的低压侧绕组短路，高压侧绕组处于额定分接位置，并施加正弦波形、额定频率的额定电流，测量高压侧的电压UK和功率PK。这个UK和PK即是该变压器的阻抗电压和负载损耗。负载损耗包含电阻损耗和附加损耗，对于6 300 kV・A容量以下的变压器来说附加损耗很小可以忽略不计，所以负载损耗主要体现的变压器绕组通电后产生的电阻损耗，故又将负载损耗简称为“铜损”。
2 三相配电变压器空载、负载特性试验意义
①三相配电变压器空载特性试验意义。通过测量变压器的空载损耗，可以发现磁路中的局部或者整理缺陷，根据不同时段两次的空载损耗测试结果比较，可以判断绕组是否存在匝间短路情况。空载损耗反映的是变压器铁铁芯损耗，铁芯硅钢片材料不同、加工工艺差异会造成空载损耗不同。通过对变压器的空载损耗的测量可以对变压器铁芯硅钢片材料好坏、加工工艺良劣做一个初步的判断。所以空载损耗测量数据在某些方面可以反映变压器制造质量，杜绝了一些不良厂商以次充好的做法。
②三相配电变压器负载特性试验意义。负载损耗主要反映的是绕组电阻损耗；电阻损耗和绕组本身的材质关系极大。由于现工程招投标往往是最低价中标。恶性竞争、相互压价导致了一些厂家不惜以降低减少线芯截面、以铝代铜的方法来降低制造成本，特别是对于环氧树脂浇筑的干式变，由于是环氧树脂一体浇筑而成，外观难于判别，给了许多不良厂商鱼目混珠，以次充好之机。通过测量负载损耗对判别绕组材质有一定的参考价值。另外通过测量负载特性试验，可以核实变压器的阻抗电压、容量；并且可以发现变压器局部发热缺陷。
3 三相配电变压器空载、负载特性试验实际操作
3.1 传统的空载、负载特性试验方法
传统方法需要很多仪器仪表、各种仪表接线相当复杂，负载损耗还需要进行手工电流、温度换算。试验工作量很大，且容易造成计算错误导致的试验误差（图1）。
为了减少试验人员的工作量，近年来出现了一种变压器容量空负载测试仪，体积小，可以测量变压器空载损耗、负载损耗等。可以自动完成参数测量及数据换算。
3.2 变压器容量空负载测试仪的使用方法
①接线方式如图2所示。
②试验步骤。选择试验的项目、变压器试验加压侧绕组接线方式，输入试品的容量、环境温度、折算温度。油浸变折算温度一般为75℃；B、F、H绝缘等级干式变折算温度分别对应100℃、120℃、145℃。选择确认开始测量，测量结束后测试仪屏幕显示数据就是折算后的空载损耗、负载损耗、阻抗电压、空载电流。
变压器容量空负载测试仪的应用，大大降低了试验人员工作量，且可以减少人为计算误差造成的试验数据误差。
4 三相配电变压器空载、负载特性试验的现场操作
经验
①三相配电变压器的空载、负载特性试验时，必须确保输入仪器初始数据的准确性，如变压器的容量、环境温度。输入有误的话会造成测试仪的计算错误，以致得出错误的试验结果。当变压器温度越高，实际测出来负载损耗会越高，所以针对运行中刚刚停电下来的变压器特性检测时，由于变压器本体的温度比室温会高很出很多，试验时输入“试品油温”时一定要确定好变压器本体温度然后输入；以免造成输入温度偏低造成试验仪器数据换算误差。另外要注意变压器的绕组分接头位置，因为国标能效是以变压器额定档位做标准的，所以检验损耗时要将变压器分接头置于额定档位。
②负载特性试验时，由于负载特性试验检查的是铜损，所以在变压器低压侧短接线截面大小、接触好坏对于试验数据影响很大。截面越大、接触越好，测出来的负载损耗值越小。同样道理，变压器高压侧接线柱的试验电源接线截面大小、接触好坏关系同试验数据关系也很大。一般来说变压器低压侧短接线应使用载流量不低于变压器低压侧额定电流的铜母线短接；变压器高压侧接线则应保证可以承受试验电流并且接触面良好，方可保证测量的数据正确性。
③负载特性试验时，为了减少试验电源容量和减少测量误差，一般允许降低电流下进行试验，但应不下于额定电流的50%。变压器容量空负载测试仪显示的数据是折算至额定电流值的负载损耗。
④空载特性试验时，由于是变压器低压侧加入额定电压，在变压器高压侧会产生高电压；试验时人员需严格遵守高压试验安全规范，确保试验人员人身安全。
针对国家的节能环保政策，“国标GB 20052-2006配电变压器目标能效限定值”针对市场上的干式、油浸变压器损耗制定了2006年出厂变压器的损耗标准、2010年后出厂变压器的损耗标准。另外“国标GB 1094[1].1-1996 电力变压器”中规定的：空载、负载损耗值不得超过国标规定值的+15%，总损耗不得超过国标规定值的+10%。
根据上述两种标准，用变压器空载、负载特性试验实测的损耗值来做比较，可以初步判断变压器制作工艺好坏、使用材质优劣。
参考文献：
[1] GB50150-2006，电气装置安装工程电气设备交接试验标准[S].
[2] GB20052-2006，三相配电变压器能效限定值及节能评价值[S].
[3] GB1094[1].1-1996，电力变压器[S].
[4] 周武仲.电气试验基础[M].北京：中国电力出版社，2010.
[5] 陈化钢.电气设备预防性试验方法编[M].北京：水利电力出版社，1996.