DB13 38-1991 电力变压器效率现场测算方法.pdf
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1、河北省地方标准 电力变压器效率现场测算方法 嘴D B / 1 3 0 0 F “ 4 - 8 6 0 0 丫, 8 一 9 / 1 9 8 6 - 0 3 - 2 9 发布 河 北 省 标 准 计 f 局 1 9 8 6 - 0 6 - - 0 1 实施 批准 河 北 省 地 方 标 准 DH/ 1 3 0 0 F0 4 1 -8 6 电力变压器效率现场测算方法 适用范围 本方法适用于作为电源设备运行的电力变压器 2荟本扭念 2 . 1 变压器效率: 它是指 “ 电能转换的 效率., 定义为变压器输出功_ 率与输入功 率之比值。 _ P, 、 J 。 。 “ , - 口 P t 入 二 “ “
2、 , ” ” ” ” ” ” . ” ” ” ” ” ” ” ” ” ” ” ” . ” ” ” ” ” ” ” . ” . ” . ” ” ” ” ” 、 几 , 式中:Pa 变压器输出功率 P , 变压器输入功率 ( 千瓦) ( 千瓦) 3侧林方法 9 , 1变压器 是一种高 效 换能设 备, 用直接负 载法 测量 输出 功率P : 和输 入功 率P ; 来 确定效率, 这孔现场测试中 不易作到,而且难以 得到准确的结果,一般用间接法计算效 率,即先求得给定输出时的铜损和铁损,用下面公式计算变压器的效率. 勺= 日 S H Co s cp : p S H Co s qp: +P。 。 +P
3、F 。 1 0 0 肠 ( 2) 式中:日 给定输出时变压器的负载率 。s。 I , P= 0= *- J H1 H 3 。 z 3 . 2 s : 一一变压器付边所带负载( 千伏安) S H 一一变压器额定容A( 千伏安) - I = 一一 变压器付 边电 流( 安) I H 一一变压器额定电流( 安) P c ,:铜损( 千瓦) P F 。 一一铁损( 千 瓦 ) Co s qp : 一一付边功率因数 铁损P F 。 的 测 算: 通过 变压器的 空载 试验测算 铁损 简单地理论分析 河北省标准计f局1 9 8 6 -0 3 -2 9 发布1 9 8 6 -0 6 -0 1 实施 DB/
4、1 3 0 0 F 0 4一 1 -8 6 为方便起见,我们以单相变压器为例作定性地分析 图一 当付线圈开路, 原线圈AX接到电压为u : 的 交流电网时, 原线圈中 便有 电流i o 流 过, 即 空 载电 流. 空 载电 流 产 生空 载磁 场f o = Wi o , 建立 空载 时的 磁场 . 为 便于 分析, 把这个磁场分成等效的两部分磁场, 如图一。甲 通过铁心闭合.同时与原付线圈交 链, 称为主磁通, 是变压器传递能量的媒介。甲 : 口 主要沿非铁磁性材料闭合空气和 油,称为原线圈的漏磁通,它仅与原线圈文链, 漏磁通只占 很少一部分, 约。 . 1 、。 . 2 男 . 由 于漏磁
5、通主要沿非铁磁性材料闭合, 它与i 。 保持线性关系.它的作用仅在原线圈内感 应电 势, 只起电压降的作用, 不传递能量。 根据电 磁感应定律,当甲 和qD , a 交变时, 就分别在它们所交链的线圈内感应出电 势 。 。 _二 : r d 甲 e : =-W: 若子 . 3 ” dt- - - - - - - - - - - - - 一 - - - - - - - - - - - - - - - - - -一 甘 。 _一 : , d 小_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ . . _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 二 _
6、_ _ . _ _ _ _ _ _二 _ . _ _ _ _ _ 。 . _ _ _ _ _ _ _ J e : -W : 共 。 , , 。 。 。 。 二 。 。 。 。 。 。 。 . 。 二 。 二 。 二 。 二 。 . 。 。 二 。 . 。 。 二 。 。 “ 二 。 ,.dt- 。 _ _11 ,d cp , a_ _ _ _ _ _ _ _ _ . . _ _ _ _ . . . . . . _ _ _ _ _ _ ._ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 二 _ _ _ _ 二 e , a-W , -子丝 . , “ . ” 。 . 。 。 . 。 4 - 一
7、“”d 。 代 中: e : 一一主磁通中 在原线圈内感应的自 感电 曲. 的瞬时值。 e . 主磁通小 在付线圈内感应的 互感电势的瞬时值. e i a 一一漏磁通在原线圈内 感应的漏感电 势的 瞬时值。 W, 、 w: 一一原 付边 圈 数. 按图一所规定的原方各物 理it的正方向,由电 路定律, 得空载时原方的电势方程 式 : U : = 一 ( e : - F e : a ) + i , r i 6 当上述各量均按正弦规律变化时,6 式可写成复量形式: U , = 一 ( E : +E : 的 +I o r l 。 . 7 而 e : 。 = 一 津 黑 冬 a_ = - L : 。
8、李 a i a 【 D H / 1 3 0 0 F0 4 1 -8 6 当用复量表示时: E, 。 =一j l WL , =一j 1 , X: -E : a = j i . X: 8 式中:L, a 原线圈的漏感 X , a = W L , a 一一原线 圈的 漏 抗 由于漏磁通是通过非磁性物质而 闭合,磁 路不 会饱 合,磁 导 人是常数,而 L, a =W: 人: 。 所以L i a 及相应的漏抗X, 。 为常数. 8式代入下式得 U, =一E, +I 。 r , +J I 。 X, a =一 E, +I 。 Z 式 中: 。 。 。 。 。 。 9 z: =r : + j xi a r
9、: 一一原线圈电阻 X: 口 原线圈漏抗 2: 一一原线圈漏阻抗 显然z: 也是常数。 同样,对于主磁通感应电势E: 的作用,引人一个参数激磁阻抗Zm,把E, 和i , 联 系起来,即空载电流i 。 流过Zm 产生阻杭压降 即一E=1 . Zm 则 7 式可改为 : u : =I 。( Z: +Zm) 式 中: Zm=r m +J X, n S 。 一一激磁电抗 r . -激磁电阻 则 u , =I , r , - F - j l , xl a +I o r ,+j l g Xm . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 变压器空载时的等效电路为 D B / 1 3
10、0 0 P0 4 1 -8 6 。r , _ r io 0 I r fi 犬m .V 图二 由 以 上 分 析 可 知 , 空 载 运 行 的 变 压 器 , 可 以 看 成 两 个 阻 抗 串 联 的 电 路: 其 中 一 个 没 有 铁心,由原线圈的漏阻抗Z, =r , +1 x l a 组成.z , a 反映了漏磁通的作用, 另一个有铁 心,由激磁阻抗 Z m = r m+1 X 二组成 a 二反映了主磁通的作用 r 二反映了 铁心中的 铁 耗。 ( P F . )如前 所述r , 和x 1 a 为常数, 但r 二 和Y m 不是常数, 随电压变化而变化。 ( g m, r 二都随外施电
11、压的增加而减少)但在实际 变压器中,由于外施电压U: 在额定 值左右变化不大故, 定量计算时, 可w认为Z m = r m +1 X m 基本不变。 r , f . 反 映 了 空 载 时 , 原 边 线 圈 电 阻 产 生 的 损 耗 , r m I 。 反 映 了 变 压 器 的 铁耗 . 因为 空载电 流很小。因而, 这时的损耗主 要反映了变压器空载运行时的铁心损耗即铁损 PF 。 。 显然, 变压器空载运行时, 虽然付方没有功率输出,但原方仍要从电网吸 取部分有 功功率来补偿由 于磁通交变在铁心引起的铁耗和i 。 在原边线圈内流过而引起的铜耗.由 于空载时铜耗不起主导作用P 。 二 P
12、z , P: 为负值, 3 . 2 . 3 变压器空载试验接线图 . A a 三相试验 W b单相试验 图三 说明:1、本图系示意性,在实际试验时应接入电流互感器和电压互感器.精度等 级不得低于。 . 2 级. 2, W用低功率因数瓦特表。 3、 所用仪表不得低于。 , 5 级. 0B 门3 0 0 F0 4 1 一. 6 3 . 2 . 4 、空载损耗即铁耗计算 3 , 2 , 4 , 1 、三相试验时 P。 =P T: C T , P: 一PT : CT z P2 . . . . . . “ “ 1 1 式中:PT, , PT: 电压互感器倍致 CT, ,CT: 电流互感器倍数 P: ,P
13、Z 瓦特表读数 ( 瓦) 3 , 2 . 4 , 2 , 单相试验时, 对丫形接.线,电压分别加在低压三相的任意两端 ( 如a , b 端 ,一 外 加 试 验 电 压 应 为 两 相 定 相 电 压 之 和 (即 u 2i4 = 羚 , 分 别 对 b , b e , c a 试验, 共测三次, 则每相铁芯损耗测了两次,因此, 损耗计算公式为 P。 = ( P , b +P b c +P。 。 )/ 2 ( 1 2 ) 3 , 3 、空载电流的测算 3 . 3 , 1 ,测试方法及接线图同变压器铁损的测试方法及接线图。 3 . 3 . 2 、 空载电流的计算 3 . 3 , 2 , 1 、
14、三相试验时, 空载电流应采用三相电流的平均值, 并以额定电流的百分 数表示,计算公式为 1 9 0 = 丛悠o b + I O r. . 1 0 0 9 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 3 ) 乃 1 : H 式 中:1 I I , a a 相电流 。 b 一一b 相电流 。 。 一一c 相电流 I . H 付边 ( 低压)线圈额定电诚. 3 , 3 . 2 . 2 、 单相试验时, 对丫 形接线,空载电流计算公式为 龟、产、,了 功口4 J.上口.占 .了.、产、 I o r 肠=0 . 3 3 3 ( I o
15、s b +I 。 二 。 +I e b r ) I : H 1 0 0 肠 二 对于 形接线,空载电流计算公式为 I . A肠 _ 0 . 2 8 9 ( T , n b +I o s , + I , b 。 ) I : H X 1 0 0 肠 , 式 中: I a d b 一一试验电压加于a , b 时的电流 I o a 。 一一试验电压加于a , c 时的电流 I , b 。 一一试验电压加于b , c 时的电流 I s x 付边 ( 二次)线圈的额 定电流。 3 . 4 、空载无功损耗的计算 变压器铁心为了建立磁场,需 要消耗无功功率 ( 即 空载无功损耗 Qo )这部分无 功功率可通过
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