為加強(qiáng)變壓器質(zhì)量管理與控制，促使變壓器生產(chǎn)企業(yè)嚴(yán)格執(zhí)行變壓器技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量水平，電網(wǎng)公司普遍開(kāi)展10-220kV變壓器質(zhì)量抽檢工作。抽檢的重點(diǎn)是加強(qiáng)變壓器空載損耗和負(fù)載損耗檢測(cè)，以往由于試驗(yàn)容量、現(xiàn)場(chǎng)操作難等原因，運(yùn)行單位較少開(kāi)展該項(xiàng)工作，檢測(cè)手段也往往相對(duì)落后。

針對(duì)現(xiàn)在的試品容量，傳統(tǒng)方法已不能滿足測(cè)量要求，必須找到一套可靠實(shí)用的技術(shù)方案，各有關(guān)企業(yè)也意識(shí)到這一點(diǎn)，加快這方面的技術(shù)革新。作者參與本地區(qū)的變壓器抽檢項(xiàng)目，開(kāi)展得較成功，因此總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，希望能為大家提供有益的參考。

1．變壓器的損耗測(cè)量

1.1 變壓器的空載試驗(yàn)

變壓器的空載試驗(yàn)主要檢測(cè)磁路中的鐵芯硅鋼片的局部絕緣不良或整體缺陷，以及繞組匝間絕緣，要求空載電流和空載損耗與出廠值相比無(wú)明顯變化，并符合國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。方法是從變壓器任意一側(cè)繞組（一般為低壓繞組）施加三相正弦波額定頻率的額定電壓，其他繞組開(kāi)路?？蛰d電流約占額定電流0.6%~16%，試驗(yàn)電源容量約為變壓器額定容量與空載電流百分?jǐn)?shù)的乘積。

1.2 變壓器的負(fù)載試驗(yàn)

變壓器的負(fù)載試驗(yàn)主要檢測(cè)繞組流過(guò)額定電流時(shí)的有功損耗以及附加損耗（鐵損和漏磁），要求負(fù)載損耗和阻抗電壓符合對(duì)應(yīng)容量的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)方法在變壓器任意一側(cè)（一般為高壓繞組）加電壓，另一側(cè)短路，并達(dá)到額定電流。負(fù)載損耗以三相繞組的電阻損耗為主，表示為∑3I2R，阻抗電壓約為額定電壓的4%~8%，試驗(yàn)容量較大。

1）檢測(cè)要求

對(duì)于上述檢測(cè)項(xiàng)目，有許多專(zhuān)用的測(cè)試儀器，但電源輸出系統(tǒng)考慮甚少，現(xiàn)場(chǎng)中僅能滿足10kV、200kVA左右的變壓器的全電壓檢測(cè)，更高容量時(shí)采用降壓檢測(cè)，公式計(jì)算獲得。筆者認(rèn)為對(duì)于如今較大容量變壓器普遍使用，多數(shù)情況下只能降壓檢測(cè)，僅僅用公式換算法已難有說(shuō)服力。因此，10kV及以下變壓器，額定容量在2000kVA及以下，建議用全電壓測(cè)試。

2）電源設(shè)備輸出功率分析

變壓器的空載試驗(yàn)電流百分比一般隨變壓器容量增大而減少。例如S11M-30/10的空載電流百分比為2.1%，S11M-2000/10的空載電流百分比為0.6%，而試驗(yàn)容量也相對(duì)增加不多。經(jīng)計(jì)算，S11M-2000/10變壓器的試驗(yàn)容量約為12kVA，電壓為400V，普通的設(shè)備即可滿足。負(fù)載試驗(yàn)電壓高，電流大，試驗(yàn)容量增加很快，一般的試驗(yàn)裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到其要求，如圖1所示。

圖1 10kV變壓器負(fù)載試驗(yàn)容量模擬圖

圖中可以看出：試驗(yàn)容量隨電壓的升高快速增長(zhǎng)，不計(jì)算自身設(shè)備損耗的情況下，1000V設(shè)備在60A（即1000kVA變壓器）時(shí)容量要求已達(dá)到100kVA，很難在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展工作。另外，受設(shè)備體積、重量、結(jié)構(gòu)、配件、成本等等限制，也不可能簡(jiǎn)單地升高電壓，增大容量。為此，必須找出一種既滿足全電壓檢測(cè)又實(shí)用可行的方案。

3．設(shè)計(jì)方案

經(jīng)過(guò)反復(fù)的討論，我們把目標(biāo)定于10kV2000kVA及以下變壓器的全電壓檢測(cè)，其他1/2電壓或1/4電壓，選用自動(dòng)計(jì)算的變壓器損耗測(cè)試儀，把檢測(cè)誤差控制在較低范圍內(nèi)。電源回路沒(méi)有現(xiàn)成的產(chǎn)品，必須與廠家合作專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)定制。

3.1 設(shè)備方案

為了盡量減少自身?yè)p耗，電源設(shè)備應(yīng)簡(jiǎn)單實(shí)用，不宜使用升壓變壓器，利用三相空氣開(kāi)關(guān)加特殊調(diào)壓器輸出即可。調(diào)壓器不宜采用移圈式調(diào)壓器，因其波形畸變較大、效率較低等特性。我們采用自耦式調(diào)壓器，通過(guò)改造，直接輸出足夠的電壓，功率損耗小，波形質(zhì)量好，初步解決試驗(yàn)電壓?jiǎn)栴}。如圖2。

圖2 負(fù)載試驗(yàn)原理圖

3.2 參數(shù)計(jì)算

針對(duì)10kV2000kVA變壓器，以S9M-2000/10型為目標(biāo)。變壓器主要技術(shù)參數(shù)：高壓側(cè)（額定電壓10kV，額定電流115.5A），低壓側(cè)（額定電壓0.4 kV，額定電流2886A），空載損耗2520W，空載電流0.6%，負(fù)載損耗17820W，短路阻抗4.5% 。

做負(fù)載試驗(yàn)時(shí)，從高壓側(cè)加壓，低壓側(cè)短路：

調(diào)壓器輸出電流達(dá)到115.5A，按照調(diào)壓器的短時(shí)過(guò)載特性，可以按0.625倍計(jì)算，即115.5×0.625=72.2（A）；

調(diào)壓器輸出電壓：US=10000×4.5%=450（V）；

調(diào)壓器輸入功率：S1=√3UsI=√3×450×72.2=56.3（kVA）

考慮到部分變壓器短路阻抗較高，將輸出電壓定為600V，可滿足所有2000 kVA以下變壓器，則調(diào)壓器輸出功率：S1=√3UeI=√3×600×72.2=75（kVA） Ue：調(diào)壓器輸出額定電壓。

3.3 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

按照上面計(jì)算結(jié)果，選用380V三相空氣開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)及電源連接線額定電流120A。

定制專(zhuān)用特殊調(diào)壓器，輸入電壓380V，輸出電壓600V，容量75kVA以上，體積與重量在合理范圍內(nèi)，并有一定過(guò)載能力。

訂制專(zhuān)用的變壓器低壓側(cè)短路線與線夾，短時(shí)過(guò)流能力3000A。

據(jù)此方案，我們配置了一套完整的檢測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，如表1所列工作數(shù)據(jù)，在短時(shí)工作的情況下，設(shè)備容量與電流均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

表 1 檢測(cè)數(shù)據(jù)總結(jié)表

結(jié)語(yǔ)

變壓器損耗檢測(cè)是檢查變壓器質(zhì)量及容量的必要手段，以往因設(shè)備落后及現(xiàn)場(chǎng)難以操作等原因不檢或低電壓檢測(cè)，都不能收到效果，致使“非標(biāo)”產(chǎn)品橫行。電網(wǎng)公司大力開(kāi)展該項(xiàng)工作，逐步有效地根治這一弊病，保證電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，保障廣大電力用戶的利益。筆者參與并積累了點(diǎn)滴經(jīng)驗(yàn)，愿與同行共同探討。

（編自《電氣技術(shù)》，作者為黃志浩。）