變壓器空載負(fù)載特性測(cè)試儀操作方法

1. 基本概念

    空載試驗(yàn)：從變壓器的某一繞組（一般從二次低壓側(cè)）施加正弦波額定頻率的額定電壓，其余繞組開路，測(cè)量空載電流和空載損耗。如果試驗(yàn)條件有限，電源電壓達(dá)不到額定電壓，可在非額定電壓條件下試驗(yàn)，這種試驗(yàn)方法誤差較大，一般只用于檢查變壓器有*，只有試驗(yàn)電壓達(dá)到額定電壓的80%以上才可用來(lái)測(cè)試空載損耗。

    短路試驗(yàn)：將變壓器低壓大電流側(cè)人工短聯(lián)接，從電壓高的一側(cè)線圈的額定分接頭處通入額定頻率的試驗(yàn)電壓，使繞組中電流達(dá)到額定值，然后測(cè)量輸入功率和施加的電壓（即短路損耗和短路電壓）以及電流值。通常試驗(yàn)電源的容量應(yīng)為被試品容量的30％。

    零序阻抗：一臺(tái)變壓器對(duì)各相序（正、負(fù)、零）電壓、電流所變現(xiàn)的阻抗叫做序阻抗，它們分別為正序、負(fù)序和零序阻抗。正序阻抗實(shí)際上就是正常運(yùn)行時(shí)所表現(xiàn)的阻抗，當(dāng)系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生零序電流，變壓器的正序阻抗和負(fù)序阻抗相等，并等于變壓器的短路阻抗。對(duì)零序阻抗而言，由于任一瞬間，所有三相的零序電流的大小和方向都是一樣的，即它們的總和不等于零，所以零序阻抗與正序阻抗和負(fù)序阻抗有本質(zhì)的區(qū)別，它的大小不僅與繞組的連接方式有關(guān)，還與鐵芯結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此，零序阻抗必須由實(shí)測(cè)確定。

2. 測(cè)試方法

⑴ 單相空載測(cè)試

單相空載測(cè)試項(xiàng)目通常用來(lái)測(cè)試單相變壓器的空載損耗和空載電流百分比。也可用來(lái)對(duì)三相變壓器進(jìn)行逐相測(cè)試（主要用來(lái)檢測(cè)被測(cè)變壓器有沒有單相故障）。在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)三相電源的情況下，也需要用到這種試驗(yàn)方法。

單相空載用儀器的A相電壓和A相電流進(jìn)行測(cè)試。如圖十五所示，用一單相電源作為測(cè)試電源，火線接到測(cè)試儀的A相電流端子正端，黃鉗子粗線接到A相電流端子的負(fù)端，細(xì)線接到A相電壓端子Ua，紅鉗子粗線直接接到測(cè)試電源的零線，細(xì)線接到B相電壓端子Ub，兩把鉗子分別夾到低壓側(cè)兩個(gè)接線柱上。高壓側(cè)開路。

圖十五 單相變壓器空載試驗(yàn)

這種方法也適用于用單相電源對(duì)三相變壓器進(jìn)行空載損耗的測(cè)量。當(dāng)做三相空載試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)損耗超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)分別測(cè)量三相損耗，通過(guò)對(duì)各相空載損耗的分析比較，觀察空載損耗在各相的分布情況，以檢查各相繞組或磁路中有無(wú)局部缺陷。依次將變壓器的一相繞組短路，其他兩相繞組施加電壓，測(cè)量空載損耗和空載電流。接線圖參照?qǐng)D十五所示，根據(jù)被測(cè)變壓器的繞組連接方式加壓方法可分為圖十六、十七、十八所示三種情況。

a．加壓繞組為△連接：

圖十六

測(cè)量時(shí)依次對(duì)ab、bc、ca相加壓，非加壓繞組短接，測(cè)得的損耗按以下公式計(jì)算：

    （式1）

    （式2）

※  注：式中In為試驗(yàn)線圈的額定電流

b．加壓繞組為Y連接，且有中性點(diǎn)引出：

圖十七

測(cè)量時(shí)非加壓繞組短接；施加的電壓為二倍的相電壓，損耗結(jié)果計(jì)算按式1，空載電流結(jié)果按式2（式中0.289改為0.333）。

c．加壓繞組為Y連接，無(wú)中性點(diǎn)引出：

圖十八

由于沒有引出中性點(diǎn)，無(wú)法對(duì)非加壓繞組短路時(shí)，則測(cè)量時(shí)必須將二次繞組的相應(yīng)相短路；施加的電壓應(yīng)為二倍的相電壓。

⑵ 三相空載測(cè)試

按照?qǐng)D十九所示的方法接線：

圖十九 三相空載測(cè)試接線

用三相調(diào)壓器作為試驗(yàn)電源，將調(diào)壓器的輸出端接到容量測(cè)試儀的電流端子的正端；三把測(cè)試鉗的粗線按顏色分別接到測(cè)試儀的電流端子的負(fù)端；三把測(cè)試鉗的細(xì)線按顏色分別接到測(cè)試儀的電壓端子上。再將三把測(cè)試鉗夾到被測(cè)變壓器的低壓側(cè)接線柱上，黃鉗接A相柱、綠鉗接B相柱、紅鉗接C相柱。高壓側(cè)開路。

⑶ 單相短路測(cè)試

單相短路測(cè)試項(xiàng)目通常用來(lái)測(cè)試單相變壓器的短路損耗和阻抗電壓。另外，在測(cè)試三相變壓器時(shí)，沒有三相電源或電源容量較小時(shí)，及在制造過(guò)程或運(yùn)行中需逐相檢查以確定故障相時(shí)，也需要用單相短路試驗(yàn)方法；按照?qǐng)D二十的方法接線：

圖二十 單相變壓器短路試驗(yàn)

用一單相電源作為測(cè)試電源，火線接到測(cè)試儀的A相電流端子正端，黃鉗子粗線接到A相電流端子的負(fù)端，細(xì)線接到A相電壓端子Ua，紅鉗子粗線直接接到測(cè)試電源的零線，細(xì)線接到B相電壓端子Ub，兩把鉗子分別夾到低壓側(cè)兩個(gè)接線柱上。高壓側(cè)用短接線短接，注意一定要短接良好，否則會(huì)影響測(cè)試數(shù)據(jù)。

用單相電源對(duì)三相變壓器進(jìn)行逐相短路試驗(yàn)的方法是將變壓器的低壓三相的出線端短路連接，在高壓側(cè)進(jìn)行三次測(cè)量，根據(jù)被測(cè)變壓器的繞組連接方式可分為以下兩種情況，見a、b。

a．加壓繞組為△連接

    高壓側(cè)加壓，同時(shí)非加壓側(cè)（低壓側(cè)）的三相出線端需人工短連接。繞組中的電流應(yīng)為額定電流的2/倍，測(cè)得的數(shù)值可按下面公式換算三相短路損耗和短路電壓：

※  注：式中Un為加壓側(cè)額定電壓

b．加壓繞組為Y連接

    依次在任兩相之間加壓，同時(shí)非加壓側(cè)的三相出線端人工短連接。

※ 注：式中Un為加壓側(cè)額定電壓

⑷ 三相短路測(cè)試

按照?qǐng)D二十一所示的方法接線：

用三相調(diào)壓器作為試驗(yàn)電源，將調(diào)壓器的輸出端接到容量測(cè)試儀的電流端子的正端；三把測(cè)試鉗的粗線按顏色分別接到測(cè)試儀的電流端子的負(fù)端；三把測(cè)試鉗的細(xì)線按顏色分別接到測(cè)試儀的電壓端子上。再將三把測(cè)試鉗夾到被測(cè)變壓器的高壓側(cè)接線柱上，黃鉗接A相柱、綠鉗接B相柱、紅鉗接C相柱。再用短路線把低壓側(cè)三個(gè)接線柱短接起來(lái)，注意一定要良好短接，否則會(huì)影響測(cè)試數(shù)據(jù)。

圖二十一 三相短路測(cè)試接線

▲ 注意：如果高壓或中壓側(cè)出線套管裝有環(huán)形電流互感器時(shí)，試驗(yàn)前電流互感器的二次一定要短接。

⑸ 零序阻抗測(cè)試

一臺(tái)變壓器的零序電壓和零序電流所表現(xiàn)出的阻抗叫零序阻抗。當(dāng)系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生零序電流。它的大小不僅與繞組的連接方式有關(guān)，還與鐵芯結(jié)構(gòu)有關(guān)。

對(duì)于變壓器測(cè)量零序阻抗按照?qǐng)D二十二所示的方法接線：

用單相調(diào)壓器作為試驗(yàn)電源，將調(diào)壓器的一個(gè)輸出端接到損耗測(cè)試儀的A相電流端子的正端，另一個(gè)輸出端接到測(cè)試儀C相電流端子的負(fù)端；黃色測(cè)試鉗的粗線接到測(cè)試儀的A相電流端子的負(fù)端，電壓測(cè)試線接到A相電壓端子；紅色測(cè)試鉗的粗線接到測(cè)試儀C相電流端子的負(fù)端（即與調(diào)壓器的輸出接到一起），細(xì)線接到測(cè)試儀的B相電壓端子上。再將被測(cè)變壓器的Yn側(cè)接線方式的A、B、C相接線柱短接到一起，并連接黃色測(cè)試鉗；0相接線柱連接到紅色測(cè)試鉗。注意一定要良好短接，否則會(huì)影響測(cè)試數(shù)據(jù)。

圖二十二 零序阻抗測(cè)試接線

3. 測(cè)試步驟

1）三相電源測(cè)量變壓器空載、負(fù)載損耗測(cè)試步驟

A. *行測(cè)試參數(shù)設(shè)置；

B. 按照三相短路測(cè)試圖接好測(cè)試線；

C. 進(jìn)行三相短路試驗(yàn)并鎖定試驗(yàn)數(shù)據(jù)；

D. 按照三相空載測(cè)試圖接好測(cè)試線；

E. 進(jìn)行三相空載試驗(yàn)并鎖定試驗(yàn)數(shù)據(jù)；

F. 進(jìn)入測(cè)試結(jié)果屏查看所有數(shù)據(jù)；

G. 保存測(cè)試記錄。

2）單相電源測(cè)量變壓器空載、負(fù)載損耗測(cè)試步驟

A. *行測(cè)試參數(shù)設(shè)置；

B. 按照單相短路測(cè)試圖接好測(cè)試線；

C. 進(jìn)行單相短路試驗(yàn)；

D. 記錄短路試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

E. 按照單相空載測(cè)試圖接好測(cè)試線；

F. 進(jìn)行單相空載試驗(yàn)；

G. 記錄空載試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

第三章  注意事項(xiàng)

3.1 注意事項(xiàng)

    1．在測(cè)量過(guò)程中一定不要接觸測(cè)試線的金屬部分，以避免被電擊傷。

    2．測(cè)量接線一定要嚴(yán)格按說(shuō)明書操作，否則后果自負(fù)。

    3．測(cè)試之前一定要認(rèn)真檢查設(shè)置的參數(shù)是否正確。

    4．使用有地線的電源插座。

    5．不能在電壓和電流過(guò)量限的情況下工作。

    6．短路試驗(yàn)時(shí)，非加壓側(cè)的短接必須良好，否則會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果有影響。

    7．做短路試驗(yàn)時(shí)，如果高壓或中壓側(cè)出線套管裝有環(huán)形電流互感器時(shí)，試驗(yàn)前電流互感器的二次一定要短接。

8．試驗(yàn)接線工作必須在被試線路接地的情況下進(jìn)行，防止感應(yīng)電壓觸電。所有短路、接地和引線都應(yīng)有足夠的截面，且必須連接牢靠。測(cè)試組織工作要嚴(yán)密，通信順暢，以保證測(cè)試工作安全順利進(jìn)行。