变压器试验基本计算公式

变压器试验基本计算公式
一、电阻温度换算：
不同温度下的电阻可按下式进行换算：R=R
t
（T+θ）/（T+t）
θ：要换算到的温度；t：测量时的温度；R
t
：t温度时测量的电阻值； T ：系数，铜绕组时为234.5，铝绕组为224.5。

二、电阻率计算：
ρ=RtS/L R=（T+θ）/（T+t）电阻参考温度20℃
三、感应耐压时间计算：
试验通常施加两倍的额定电压，为减少励磁容量，试验电压的频率应大于100Hz，最好频率为150-400Hz，持续时间按下式计算：
t=120×f
n
/f，
公式中：t为试验时间，s；f
n
为额定频率，Hz；f为试验频率， Hz。

如果试验频率超过400 Hz，持续时间应不低于15 s。

四、负载试验计算公式：
通常用下面的公式计算：P
k =（P
kt
+∑I
n
2R×（K
t
2-1））/K
t
式中：P
k
为参考温度下的负载损耗；
P
kt
为绕组试验温度下的负载损耗；
K
t
为温度系数；
∑I
n
2R为被测一对绕组的电阻损耗。

三相变压器的一对绕组的电阻损耗应为两绕组电阻损耗之和，计算方法如下：“Y”
或“Y
n ”联结的绕组：P
r
=1.5I
n
2R
xn
=3 I
n
2R
xg
；
“D”联结的绕组：P
r
=1.5I
n
2R
xn
=I
n
2R
xg。

式中：P
r
为电阻损耗；
I
n
为绕组的额定电流；
R
xn
为线电阻；
R
xg
为相电阻。

五、阻抗计算公式：
阻抗电压是绕组通过额定电流时的电压降，标准规定以该压降占额定电压的百分数表示。

阻抗电压测量时应以三相电流的算术平均值为准，如果试验电流无法达到额定电流时，阻抗电压应按下列公式折算并校准到表四所列的参考温度。

e
kt
=
（U
kt ×I
n
）/（U
n
×I
k
）×100%， e
k
=1)
-
(K
)
/10S
(P
e2
2
N
kt
2
kt %
式中：e
kt
为绕组温度为t℃时的阻抗电压，%；
U kt 为绕组温度为t℃时流过试验电流I
k
的电压降，V；
U
n
为施加电压侧的额定电压，V；
I
n
为施加电压侧的额定电流，A；
e
k
为参考温度时的阻抗电压，%；
P kt 为t℃的负载损耗，W；S
n
为额定容量，kVA；
K
t
为温度系数。

案例1：
干式变压器温升试验之“模拟负载法”
1.试验方法：模拟负载法。

2.试验原理：通过短路试验和空载试验的组合来确定的。

3.试验目的：是验证变压器冷却能力，能否将由总损耗所产生的热量散发出
去，达到热平衡时使变压器绕组（平均）高于冷却介质的温升不超过规定的限值，同时还要通过红热扫描观测电路联结点、铁心及结构件、绕组等是否有局部过热。

4.试验接线图：用干变最常采用的联结组别Dyn11为例，
采用三瓦特表接法。

W
W
W
V
V V
A A A
G
三相变压器空载试验接线图
温升试验电容（角接）补偿接线图
特点：可以用于较低电压等级、较小短路阻抗的产品以获得较大电流。

温升试验电容（星接）补偿接线图
特点：适用于较高电压等级、较大短路阻抗的产品。

5.试验过程：在额定电压下连续进行的空载试验应一直持续到绕组和铁心的
稳定状态，然后测量各个线圈的温升e θ∆；立即进行短路试验，此时一个线圈由开路变成短路，另一个线圈输入额定电流，直到绕组和铁心稳定为止，然后测量各个线圈的温升c θ∆。

(试验顺序可以互换)
绕组温升：c θ∆（e θ∆）=R 2/R 1(T+θ1)-( T+θ2)
各个线圈的总温升：'
∆c θ =c θ∆ [1+（e θ∆ /c θ∆）1/k1]k1
式中：'
∆c θ--绕组总温升；c θ∆—短路试验下的绕组温升；
e θ∆—空载试验下的绕组温升；T —温度系数，铜时为：235铝时为：
225
R 1、R 2、θ1、θ2—冷态电阻、热态电阻、冷电阻环温、热电阻环温； k1—对于自冷式为0.8；对于风冷式为0.9。

备注：由于某种原因，施加电流没有达到额定电流时折算：r θ∆＝q t
r t I I
)(⨯∆θ
式中：r θ∆、t θ∆－额定电流下、试验电流下的绕组温升；
I r 、I t －额定电流、试验电流；（I t ＞0.9I r ） q －AN:1.6、AF:1.8。

首先要测冷电阻并准确的记录绕组温度，接线方式分别同空载试验和负载试验。

负载状态下试验的电流应尽可能接近额定持续电流,并不小于此值的90%，电流应持续直到变压器任何部分每小时的温度上升少于2K 。

测量高、低压热电
阻并准确的记录绕组温度，记录数据并计算结果。

检验绕组的温升是否符合设计要求。

6.温升试验分接位置的选择：
a.对分接范围在±5%以内，且额定容量不超过2500kVA的变压器，如无特
殊要求，温升试验选在主分接上进行。

b.对分接范围超过±5%，或额定容量大于2500kVA的变压器，温升试验选
在最大电流分接上进行。

7.海拔与温升限值的关系：
变压器运行高度超过海拔1000米，但试验场地是正常海拔，温升限值应递减，变压器运行高度低于海拔1000米，但试验场地高于海拔1000米，温升限值应递增，海拔超过1000米每500米为一级， AN：2.5% AF：5%
8.温升稳定的判断方法：
铁芯、绕组温升持续三小时且每小时不超过1K时，变压器视为稳定。

9.
备注：温升限值是变压器特性参数之一，是工厂的保证值，不允许有正偏差。

10.温升计算实例：
10.1技术参数：
额定容量： 8000kVA
额定电压： (10500±2×2.5%) / 3150 V
额定电流： 439.9/1466.3 A
额定频率： 50 Hz
冷却方式： AN/AF
相数： 3
联结组标号： Yd11
绝缘水平： LI75AC35/ LI40AC10
绝缘耐热等级：F
海拔高度：≤1000 m
10.2试验用主要设备：
1.）工频发电机组：
电压：650 V 容量：250 kVA 电流：222 A 2.）中间变压器：
容量：250 kVA
电压：650/650；1200；1700；2100；2400 V 电流：222/222；120.3；184.9；68.7；60.1 A
3．）电容器：
容量：50kvar 电压：1.2kV 电容量：114µF
10.3计算过程：（以下计算过程篇幅所限仅以高压绕组为例，低压计算与高压相同）
1.）试验状态：
环境温度：14.0℃ 冷态电阻：R 1=0.06638Ω 2.）空载状态： 2.1）试验描述：
找一容量足够常规产品，只要大于试品空载容量即可，例如:1000kVA/6-0.4kV,代做中变II 从低压侧与试品连接将电压升至额定电压：3.15kV,可连接电压互感器测量或从变压器试验操控台用变压比直接折算加电升压至：210V 即可。

其间用温度巡检仪测试试品铁心及环境温度，并定时巡检仪记录温度。

2.2）稳定状态：铁心温度：85.7℃ 环境温度：17.6℃ 2.3）测量并推导计算热电阻：R 2=0.06910Ω 2.4）温升计算：
e θ∆=R 2/R 1(T+θ1)-( T+θ2) ＝0.06910/0.06638×(235+14.0)-(235+17.6)=6.6K
3.）负载状态： 3.1）加电前估算：
短路电压：10500×7.5%=787.5V 选择中变2分接：1200V/120.3A 角接每组电容补偿：A kV
k kV V 4.4732.1var
502.15.787=⨯⨯ 组数：
7.64
.473
.1209.439=-＝7组
补偿电流：47.4×7＝331.8 A
3.2）在完成空载状态、并测完热电阻后，立即进行负载状态的试验，利用21个电容器每3个角接后并联为7组，而后加压进行负载状态的温升试验，其间用温度巡检仪测量铁心、绕组及环境温度，并用红外测温仪密切监视试验，以防出现局部过热现象，而没有觉查。

3.3）稳定状态：铁心温度：60.2℃环境温度：1
4.6℃绕组最热点温度：105℃ 3.4）测量并推导计算热电阻：R 2=0.08900Ω 3.5）温升计算：
c θ∆=R 2/R 1(T+θ1)-( T+θ2)＝0.08890/0.06638×(235+14)-(235+14.6)=83.9K
4.）空负载温升折算：
'∆c θ =c θ∆ [1+（e θ∆ /c θ∆）1/k1]k1＝θ283.9[1+(6.6/83.9)1.25]0.8
=86.7K 5.)铁心温升: Fe θ∆= θFe -θ2＝85.7-17.6=68.1K。