《2变压器试验方法》.doc

变压器（电抗器）试验方法 1 变压器的基础知识 1.1 变压器的基本原理 变压器在电力系统中主要用于电源的升压和降压、配电等。变压器主要部件是线圈和铁心。线圈中的感应电势E(伏)与铁心中磁通的最大值Φm((麦克斯威)、线圈的匝数W(匝)、电源频率f (赫芝)、铁心的截面积S(平方厘米)和磁通密度的最大值Bm（高斯）有如下关系： E = 4.44fΦmW ×10-8= 4.44 f BmSW ×10-8 （1.1） 在不考虑变压器阻抗时可认为电势E等于电压U。 图1.1 变压器的基本原理 从公式（1.1）可知，当电压升高时，如果频率不变，磁通就会增加。铁心磁路中的磁通到达一定数值后就会饱和，励磁电流会急剧增加，如图2所示。变压器设计时为了充分利用材料，减小体积，通常都把额定电压下的磁通密度选择在磁化典线的拐弯点。在做变压器的感应耐压试验时，施加的电压要比额定电压大得多，为了防止铁心饱和限制励磁电流，可以提高试验电源频率。 图1.2 典型的铁心磁化曲线 1.2 变压器的变比 当在一个磁路上有几个绕组时，由于穿过线圈的磁通是一样的，所以感应的电压就与线圈的匝数成正比1： （2） 1.3 绕组端子的极性和标号 在同一个磁路上如果有两个以上的绕组，当磁路中的磁通发生变化时，各个绕组上感应电压极性相同的端子称为同极性端或称为同名端。也可以说，在同极性端施加同一极性的直流电流时，它们在磁路中产生的磁力线方向是相同的，如图1.1中A和a是同名端；X和x也是同名端。在电路图中同名端用“”或“ * ”表示。 绕组端子的标号用以区分接线端子，比如在半绝缘结构的变压器中，用A表示高压绕组的高压端子，X表示高压绕组的低压端子，用a表示低压绕组的高压端，用x表示低压绕组的低压端，它们可以承受的对地电压是不一样的，但是在变压器中并不规定A和a一定是同极性端子。 1.4 加极性和减极性 当把变压器的X和x端子连在一起，用电压表测量A和a之间的电压，会有两种情况：当A和a是同极性端子时，测出的电压是U1－ U2的值，这种标号就是减极性的，减极性说明两个绕组的感应电压是同相位的；如果A和x是同极性端子，测量的电压是U1＋U2的值，这两个绕组就是加极性的，这说明两个绕组的感应电压是反相的。 a 减极性 b 加极性 图1.3 变压器绕组的减极性和加极性 1.5 三相变压器 三相变压器可以由三台单相变压器组成，这种结构主要用于特大容量的变压器或运输困难的场合。大部分三相变压器是采用一体化结构。 1.6 三相变压器的联结组标号 三相变压器的联结组标号包含两个内容： 说明三相绕组的联结方法最常用的三种联结是星形、三角形和曲折形联结，分别用Y、D、Z（高压绕组）或y、d、z（中、低压绕组）表示，对有中性点引出的星形和曲折形联结则用YN、yn、ZN、zn表示。实际接线见图1.4。采用Z联结时，当零序的雷电流入侵时，每个铁心柱上、下两个绕组产生的磁通大小相等，方向相反，正好互相抵消，避免了在绕组中感应出雷电过电压。 图1.4 三相绕组的联结方式 说明高低压侧线电压的相位关系。通常将高压绕组的AB相线电压作为分针定在时钟的12点方向，将低压或中压绕组ab相的线电压作为时针，时钟上的12个钟点每个钟点之间相差30度，按照电工学中相量逆时针方向旋转为正方向，当低压绕组ab线电压超前高压绕组AB线电压30度时，相当于时针指在11点，联结组数就是11，如图1.5。 图1.5 三相变压器的联结组数 1.7 分裂绕组变压器 将普通双绕组变压器的低压绕组分成两个完全对称的绕组，分别独立供电，其目的是限制短路电流，并可以降低断路器的额定电流。现在大型电厂的启动变压器和高压厂用变压器一般都采用分裂绕组变压器。66kV以下的变压器均为全绝缘结构。 2）分级绝缘结构：又称为半绝缘结构，它是指变压器的绕组在靠近中性点部分的主绝缘水平比绕组端部的绝缘水平较低的一种结构。分级绝缘的变压器中性点的绝缘水平又分为直接接地和不直接接地两种，220kV及以上的变压器中性点直接接地的，其额定外施耐受电压均为85kV；不直接接地的，额定外施耐受电压较高，并与变压器的额定电压有关。 采用分级绝缘可减小变压器的几何尺寸，节约材料，并使工艺简化，降低变压器的造价。但分级绝缘的变压器在投运或在运行中进行操作时，中性点一定要在接地的情况下进行。 1.9 电抗器 1.9.1 电抗器概念　　电抗分为感抗和容抗，比较科学的归类是感抗器（电感器）和容抗器（电容器）统称为电