變壓器負(fù)載試驗(yàn)方法的改進(jìn)設(shè)計(jì)

孟宏亮

摘 要：在工程試驗(yàn)中，變壓器是整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中尤為重要的一部分，是負(fù)責(zé)電壓、電流的轉(zhuǎn)換設(shè)備，同樣，變壓器會(huì)由于功率和性能的大小對(duì)整個(gè)電能系統(tǒng)產(chǎn)生影響。其中關(guān)于電壓器的負(fù)載試驗(yàn)方面，對(duì)于容量有限的小型試驗(yàn)廠發(fā)電站來說，變壓器負(fù)載試驗(yàn)是十分苦惱的問題，由于對(duì)電能源的需求較大，就算是通過電容補(bǔ)償也無法達(dá)到所需求的電力容量。因此對(duì)變壓器的負(fù)載試驗(yàn)方法展開討論，從計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證方面尋找新的出口，以此來對(duì)變壓器負(fù)載試驗(yàn)做出研究和發(fā)展?；谝陨显?，以變壓器負(fù)載試驗(yàn)方法的改進(jìn)設(shè)計(jì)為話題，對(duì)變壓器負(fù)載試驗(yàn)方法的改進(jìn)設(shè)計(jì)做一些闡述和談?wù)摚岢鰩c(diǎn)思考和探索意見，希望可以為相關(guān)的從業(yè)工作人員的工作帶來一點(diǎn)幫助和參考。

關(guān)鍵詞：變壓器；負(fù)載；改進(jìn)設(shè)計(jì)

變壓器是電能系統(tǒng)當(dāng)中至關(guān)重要的設(shè)備，負(fù)載試驗(yàn)是為了保證變壓器的性能，所以是變壓器試驗(yàn)當(dāng)中的例行檢查。我國關(guān)于變壓器負(fù)載試驗(yàn)的起步較晚，主要是利用中間變壓器來進(jìn)行變壓器負(fù)載試驗(yàn)，這是當(dāng)下最廣泛的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。然而隨著社會(huì)發(fā)展進(jìn)步，今天這種技術(shù)當(dāng)中存在的問題已經(jīng)于而來越多，已經(jīng)無法滿足當(dāng)下的社會(huì)需求。因此，為了改善當(dāng)前的變壓器負(fù)載試驗(yàn)現(xiàn)狀，本文從多個(gè)方面探討了關(guān)于變壓器負(fù)載試驗(yàn)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，做出思考和實(shí)踐。

一、變壓器負(fù)載試驗(yàn)的內(nèi)涵和意義

變壓器的短路試驗(yàn)是將變壓器線圈短路，在額定頻率為交流電壓的另一個(gè)線圈中，使變壓器線圈額定電流，測(cè)量的損耗為短路損耗，加上電壓短路電路電壓和短路電壓表示為施加電壓線圈額定電壓的百分比：

uk%=（ ）×100

此時(shí)獲得的阻抗是短路阻抗，也表示為百分比的加壓線圈額定阻抗：

Zk%=（ ）×100

變壓器短路電壓百分比和短路阻抗百分比相等，其有功和無功分量也相同，負(fù)載測(cè)試的目的是：計(jì)算并確定變壓器是否與其他變壓器并聯(lián)運(yùn)行；計(jì)算和測(cè)試變壓器短路的熱穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性；計(jì)算效率的變壓器；由于負(fù)載變化的變化，計(jì)算出變壓器的次級(jí)電壓側(cè)。

負(fù)載試驗(yàn)的目的是測(cè)量負(fù)載損耗和阻抗電壓。負(fù)載損耗由幾部分組成：首先是直流電阻損耗繞組中的直流電阻損耗I2R，這是負(fù)載損耗中的主要部分。其次是附加損耗，因繞組電流產(chǎn)生的漏磁場(chǎng)引起的損耗，其中包括：

1.導(dǎo)線內(nèi)的渦流損耗。

2.并聯(lián)導(dǎo)線內(nèi)的不平衡電流損耗。

3.鐵心內(nèi)引起的渦流損耗及漏磁場(chǎng)使鐵心內(nèi)磁通分布不均而增加的損耗。

4.漏磁場(chǎng)在油箱、油箱屏蔽板內(nèi)引起的損耗。

5.漏磁場(chǎng)在夾件、拉板等結(jié)構(gòu)件內(nèi)的損耗。

負(fù)載試驗(yàn)接線試驗(yàn)從電源和測(cè)量線路來看，和變壓器空載試驗(yàn)一樣，不同的僅是非電源側(cè)的繞組人為短接，從電源側(cè)繞組在額定分接下供給額定頻率的領(lǐng)定電流，為了安全和方便，空載試驗(yàn)一般從低壓側(cè)供電，而負(fù)載試驗(yàn)一般從高壓側(cè)供電。若電源是正弦波形，變壓器短路狀態(tài)下的電壓和電流都是正弦波形的。因此，可以不必考慮波形畸變對(duì)測(cè)量的影響。對(duì)于制造廠，每臺(tái)都需做負(fù)級(jí)試驗(yàn)，但對(duì)供電部門的修試車間，小于3150kVA的變壓器一般可不做負(fù)載試驗(yàn)。

二、變壓器負(fù)載試驗(yàn)的設(shè)計(jì)改進(jìn)

首先通過計(jì)算機(jī)仿真軟件來進(jìn)行一次變壓器負(fù)載試驗(yàn)。通過仿真實(shí)驗(yàn)得出各種數(shù)值和波形圖。

先分析常規(guī)的變壓器負(fù)載試驗(yàn)電路圖。

首先從圖1，通過被試電壓器額定容量數(shù)值計(jì)算，得出變壓器補(bǔ)償電容的大小。

通過計(jì)算得出，可知電容補(bǔ)償后，被試電容量會(huì)比之前大大降低。

下圖為三倍頻下的試驗(yàn)電源電壓電流圖。

通過觀察圖2，計(jì)算出提高頻率過后的電源容量。我們可以得知更改電源頻率后，在不改變電源容量的前提下，減少電容器容量，幫助縮小電容器的體積和質(zhì)量。

通過仿真技術(shù)驗(yàn)證得知，常規(guī)的變壓器負(fù)載試驗(yàn)往往會(huì)因?yàn)殡娫慈萘堪l(fā)生很多問題，但是通過試驗(yàn)可以得出，榮性元件一般會(huì)隨著電源的頻率而有所變化，利用這個(gè)特制能夠極為高效地對(duì)電源容量進(jìn)行補(bǔ)充。

總之，變壓器負(fù)載試驗(yàn)往往要依托于試驗(yàn)電源的容量大小、體積大小等的限制，因而在今天必須對(duì)變壓器負(fù)載試驗(yàn)提出改進(jìn)和更新。從多個(gè)角度闡述了變壓器負(fù)載試驗(yàn)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，希望可以為相關(guān)從業(yè)人員提供幫助。

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編輯 溫雪蓮