变压器的特性试验.docx

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1、变压器的特性试验变压器的特性试验 摘要：主要介绍了变压器的变比试验，变压器的极性试验，变压器的连接组别试验仪以及绕组直流电阻的测量。 一、 变压器的变比试验 1、变压器变比的概念和试验的目的 变压器的变比是指变压器空载运行时，原边电压U1与次边电压U2的比值。变压器的变比试验是检验变压器能否达到预计的电压变换效果，检验各绕组的匝数比与设计是否相符，各分线装配是否准确，以及在运行中匝间是否发生短路等。因此变比试验是变压器交接和大修后能否投入运行，特别是变压器并联运行的重要依据。 2、测试方法 变压器变比试验的常用方法有双电压表发和变比电桥发。 双电压表法 用三相电源测量变压比。以三相电源测量三相

2、变压器的变压比，可采用下列方法进行。 在变压器高压侧绕组接入低压电源，用电压表直接测量其高、低压侧绕组的电压，其接线如图3所示 2）将变压器低压绕组接于比其本身额定电压低的电源上，而高压侧绕组的电压则经电压互感器进行测量，其接线如图2(b)所示。 用单相电源测量变压比。为了避免三相电源电压的不平衡和便于检查出故障相别，可以用单相电源测量变压比。 根据三相变压器的不同连接组别，将单相电源通过单相调压器接到变压器的低压侧，或者将变压器低压绕组直接接在比本身额定电压低的单相电源上;高压绕组的电压可以经电压互感器进行测量。其接线、测量和计算方法如表所示。 变比电桥法 变压比电桥法具有如下优点:第一，不

3、受电源稳定程度的限制;第二，准确度和灵敏度高 (都在千分之一以上);第三，试验电压较低，比较安全;第四，变比误差可以直接读数;第五，变比试验的同时，可进行接线组别的试验。因此，这种方法越来越受到现场广大试验人员的欢迎。 目前，较常用的是35型变压比电桥，其变比测量范围为1.02111.12;误差范围为-2%一+2%;准确度等级为0.2级。 电桥工作原理如图4所示。在被试变压器的一次侧加一低电压U1，则在变压器二次侧有一感应电压U2。调整R1的电阻值，可以使检流计为零。这时变压比可按下式计算 为了直接读出误差值，可在Rl和R2之间串入一滑线电阻R3，并使检流计的一端在滑动点上，对应滑线电阻的不同

4、电阻值在电桥面板上标以不同的变比误差，从而达到直读的目的。 3、注意事项： 1）、仪表准确度不低于0.5级，测量用的电压互感器应不低于0.5级； 2）、测量时引线应接触良好，电压表引线不宜过长； 3）、测量电压不低于被测量变压器额定电压1%，且尽量保持稳定，并要同时读取高、低呀两侧的电压指示值。 4）、变压器变比不合格，最常见的故障是分接头引线喊错；分接开关指示位置与内部引线不对应造成的；故障后由于匝间短路也会造成变压器比改变。 二、 变压器的极性 1、变压器极性概念和试验的目的 变压器用来标志在同一时刻初级绕组的线圈端头与次级绕组的线圈端头彼此电位的相对关系。因为电动势与方向随时变化，所以在

5、某一时刻，初、次级两线圈必定会出现同时为高电位端头，和同时为低电位的两个端头，这种同时刻为高的对应端叫变压器的同极性端。由此可见，变压器的极性决定线圈绕向，绕向改变了，极性也改变。在实用中，变压器的极性是变压器并联的依据，按极性可以组合接成多种电压形式，如果极性接反，往往会出现很大的短路电流坏变压器。因此，使用变压器时必须注意铭牌标志。 2、测试方法 直流法和交流法 直流法 用一节干电池接在变压器的高压端子上，在变压器的二次侧接上一毫安表或微安表，实验时观察当电池开关合上时表针的摆动方向，即可确定极性。 图5 用直流法测量极性 如图1所示，将干电池的正极接在变压器一次侧A端子上，负极接到X上，

6、电流表的正端接在二次侧a端子上，负极接到x上，当合上电源的瞬间，若电流表的指针向零刻度的右方摆动，而拉开的瞬间指针向左方摆动，说明变压器是减极性的。 若同样按照上面接线，但当电源合上或拉开的瞬间，电流表的指针的摆动方向与上面相反，则说明变压器是加极性的。 交流感应法： 将同一相高、低压绕组的首端连接在一起，在高压边的两端加一个不超过250V的交流电压，然后分别测量高、低压边的电压，以及高、低压绕组末端间的电压。若高、低压绕组末端间电压等于高压边电压与低压边电压之差，说明高、低压边电压同相，即高低压绕组的首端为同极性端。或高、低压绕组末端间电压等于高、低压边电压之和，说明高、低压边电压反相，即高

7、、低压绕组的首端不是同极性端。 三、 变压器的连接组别试验 1、 变压器连接组别的概念和试验的目的 三相变压器原、次边绕组间除变化和极性关系外，还存在三相绕组连接方式的不同。随三相绕组连接方式的改变，其原边绕组和次边绕组对应线电压间的相位差也会改变。但无论绕组的里连接方式怎么变化，其原、次边间对应线电压的相位差却只有12种不同的情况，且都是30度的倍数。我们将原边线电压超前对应的次边线电压30度称为1组、60称为2组、，直到360即0两电压相量重合为12组。这恰如时钟表面被12个小时所等分，每相临两数间为30角。因此，可以按时钟系统来确定连接组别。方法是以分针代表原边线电压相量，固定指向12；

8、以时针代表对应的次边线电压相量，它所指的钟点数就是连接组别数。 2、测试方法 直流法、交流法、计算法、作图法、相位表法 直流法确定组别 直流法是最为简单适用的测量变压器绕组接线组别的方法，如图2所示是对一Y/Y接法的三绕组变压器用直流法确定组别的接线，对于其他形式的变压器接线相同。用一低压直流电源如干电池加入变压器高压侧AB、BC、AC，轮流确定接在低压侧ab、bc、 ac上的电压表指针的偏转方向，从而可得到9个测量结果。这9个测量结果的表示方法为：用正号“+”表示当高压侧电源合上的瞬间，低压侧表针摆动的某一个方向，而用负号“-”表示与其相反的方向。如果用断开电源的瞬间来作为结果，则正好相反。

9、另外还有一种情况，就是当测量D/Y或Y/D接法的变压器时，会出现表针为零，我们用“0”来作为结果。 图6 用直流法确定接线组别 将所测得的结果与表一所列对照，即可知道该变压器的接线组别。 表1 变压器组别与极性对照表 高压通接线 组别 电 低压测量值 高压通接线 电 低压测量值 + a b - A B B C + 0 b c a c 组别 + a b - A B B C - 0 b c a c 1 - + 0 + 7 + - 0 - A C A B 2 + + + + 0 + + - + + - + 0 - + - 0 - + - - 0 - - - - 0 - - + - - + - + +

10、 - + 0 - + - - 0 - - - - 12 11 10 9 8 A C A B B C A C A B B C A C A B B C A C A B B C A C A B B C A C - - - - 0 - - + - - + - 0 + - + 0 + - + + 0 + + + + 0 + + - + + - + - - + - 0 + - + + 0 + + + + B C A C A B 3 B C A C A B 4 B C A C A B 5 B C A C A B 6 B C A C 相位表法 使用相位表测定三相变压器的接线组别时，按照图7-15接线。将三相3

11、80v交流电源接入被试变压器高压侧，相位表的电压线圈 (注意极性)接在电源线电压上，电流线圈(注意极性)通过可变电阻接在对应的低压侧线电压上。高压侧通电后，在低压侧感应出一个一定相位的电压，由于接入了一个电阻负载，使低压侧的电流与电压同相位。以测定的相位角除以30。，可确定被试变压器的接线组别。 试验中应注意:施加的电压、电流值不应超过仪表及可变电阻的允许值，但又不宜过小，最好能接入电压表和电流表进行监视;对于三相变压器，至少在两对对应端头上进行测量，其结果应一致;相位表使用前，应在已知接线组别的变压器上校验。 相量图法 以相量图判别单相变压器极性的方法可参看图7-10。当 错误！未找到引用源

12、。则为减极性;反之，当错误！未找到引用源。则为加极性。测定三相变压器的接线组别时，先将高压侧和低压侧任意两个对应的出线头 (指同名端，如A与a)用导线连起来，然后在高压侧通入三相380V交流电源 (见图8)，并分别测量AB、BC、CA、Bb、c、Cc、Cb间的电压，取一定比例，依下法作相量图(例如图9): 1)以UAB、为边长，绘出电压三角形ABC。 2)因A与a已短接，故在相量图上A和a点是重合的。 3)以B为圆心、Ub为半径画弧，再以C为圆心、UCb为半径画弧，此两弧交于b点。 4)以B为圆心、UBC为半径画弧，再以C为圆心、UCc为半径画弧，此两弧交于C点。 5)连接a、b、c三点即得三

13、角形abc。 比较相位关系，即量出三角形ABC和abc对应的线电压 (UAB与Uab或UAC与Uac)的相差角度，然后除以30,便是该变压器的接线组别。例如在图7-14中，Uab落后UAB约330，故变压器的组别应是330/30=11组。 四、 绕组直流电阻的测量 1、变压器绕组直流试验的目的 0000检查绕组接头的焊接质量和绕组有无匝间短路；分接开关的各个位置接触是否良好以及分接开关的实际位置与指示位置是否相符；引出线有无断裂；多股导线并绕的绕组是否有断股的情况； 2、 测试方法 电桥法 (1)电桥法 应用电桥平衡的原理测量绕组直流电阻的方法成为电桥法。常用的直流电桥有单臂电桥与双臂电桥两种

14、。 单臂电桥常用于测量1以上的电阻，双臂电桥适宜测量准确度要求高的小电阻。 双臂电桥的测量步骤如下： 测量前，首先调节电桥检流计机械零位旋钮，置检流计指针于零位。接通测量仪器电源，具有放大器的检流计应操作调节电桥电气零位旋钮，置检流计指针于零位。接人被测电阻时，双臂电桥电压端子P1、P2所引出的接线应比由电流端子C1、C2所引出的接线更靠近被测电阻。 测量前首先估计被测电阻的数值，并按估计的电阻值选择电桥的标准电阻RN和适当的倍率进行测量，使“比较臂”可调电阻各档充分被利用，以提高读数的精度。测量时，先接通电流回路，待电流达到稳定值时，接通检流计。调节读数臂阻值使检流计指零。被测电阻按式计算

15、被测电阻=倍率读数臂指示 如果需要外接电源，则电源应根据电桥要求选取，一般电压为24V，接线不仅要注意极性正确，而且要接牢靠，以免脱落致使电桥不平衡而损坏检流计。 测量结束时，应先断开检流计按钮，再断开电源，以免在测量具有电感的直流电阻时其自感电动势损坏检流计。选择标准电阻时，应尽量使其阻值与被测电阻在同一数量级，最好满足下列关系式 0.1RXRN10 RX 注意事项 1）、不同温度下的电阻换算公式：R2=R1/(T+t1)式中R1、R2分别为在温度t1、 t2时的电阻值，T为计算用常数，铜导线取235，铝导线取225。 2）、测试应按照仪器或电桥的操作要求进行。 3）、 连接导线应有足够的截面，长度相同，接触必须良好。 4）、准确测量绕组的平均温度。 5）、测量应有足够的充电时间，以保证测量准确；变压器容量较大时，可加大充电电流，以缩短充电时间。 6）、如电阻相间差在出厂时已超过规定，制造厂已说明了造成偏差的原因，则按标准要求执行。