变压器试验计算公式汇总

变压器试验计算版

第一部分 直流电阻的计算

第二部分 绝缘特性的计算

第三部分 工频外施耐压试验的计算

第四部分 空载试验的计算

第五部分 负载试验与短路阻抗的计算

第六部分 零序阻抗的计算

第七部分 温升试验的计算

第八部分 声级测定的计算

第九部分 计算案例

.

..

一、直流电阻的计算

1.电阻（Ω）=电阻率（Ω/m）×长度（m）/截面积（mm2）

2.电阻温度的换算

铜 RT=Rt×(235+T)/(235+t)

铝 RT=Rt×(225+T)/(225+t)

RT ：需要被换算到T℃的电阻值（Ω）

Rt ：t℃下的测量电阻值（Ω）

T ：温度，指绕组温度（℃）

t ：温度，指测量时绕组的温度（℃）

3.绕组相电阻与线电阻的换算

Y接 RAB=RAN+RBN

（R线=2R相） RBC=RBN+RCN

RAC=RAN+RCN

Ra=1/2（Rab+Rac-Rbc）

Rb=1/2（Rab+Rbc-Rac）

Rc=1/ 2（Rbc+Rac-Rab）

D接，且a-y、b-z、c-x

Ra=（Rac-Rp）-（RabRbc）/（Rac-Rp）

Rb=（Rab-Rp）-（RacRbc）/（Rab-Rp）

Rc=（Rbc-Rp）-（RabRac）/（Rbc-Rp） .

.. Rp=（Rab+ Rbc + Rac）/2

Rab=Ra（Rb+Rc）/（Ra+Rb+Rc）

RL=2Rp/3

RAB、RBC、RAC 、Rab、Rbc、Rac、：绕组线电阻值（Ω）

Ra 、Rb 、Rc、 RAN、RBN 、RCN：绕组相电阻值（Ω）

Rp：三相电阻平均值（Ω）

4.三相绕组不平衡率计算

β=（RMAX-Rmin）/R（三相平均值）

β：三相绕组电阻值的不平率（%）

RMAX：测量电阻的最大值（Ω）

Rmin：测量电阻的最小值（Ω）

5.测量直阻时所需的直流电流计算

IY =1.41×K×io

ID =1.22×K×io

K :系数，取3-10

io ：空载电流，A

6.试品电感的计算

L=ф/I=K×I×n×S/(l×I)=K×n×S×μ/l

L：试品电感（H）

K：k=0.4π×10-6 （H/m）

S：铁心截面（cm2）

l：铁心回路长度（m） .

.. μ：导磁系数

n ：匝数

7.测量直阻对所需充电稳定时间的计算

T=L/R

T : 充电时间常数（S） 当I1=IO时，t≥5T时才能稳定

L : 试品测量绕组电感（L） I1 ：测量充电电流（A）

R ：试品测量绕组电阻（R） IO ：试品空载电流（A）

8.试品磁场强度的计算

H=nI/l

H ：磁场强度（A/m） I ：流经绕组的电流（A）

n ：匝数 l ：铁心回路长度（m）

二、绝缘特性的计算

1. 吸收比的计算

吸收比=R60s/R15S S:秒

2. 极化指数的计算

极化指数=R10min/R1min min：分

3. 位移电流衰减时间的计算

Td=RC×10-6

Td :衰减时间 （S）

R ：绝缘电阻值，MΩ

C :变压器的几何电容值（PF）

4.吸收电流的估算 .

.. Ia（t）=BCUt-n

Ia（t） ：吸收电流（A）

B ：因数，与绝缘材料的性质、状态、温度有关

C ：绝缘体的等效电容

n ：常数，0＜n＜1

5.绝缘电阻值不同温度的换算

R2=R1×1.5(t1-t2)10

R2 : 温度为t2℃时的绝缘电阻值

R1 ：温度为t1℃时的绝缘电阻值

6.绝缘介质损耗的计算

P=UIcosφ=ωCU2tanσ

P ：绝缘内部消耗的功率

U ：施加于绝缘介质两端的电压

C :绝缘介质的等效电容

7.介质损耗不同温度下的换算

tanσ2=tanσ1×1.3(t2-t1)/10

tanσ2 ：温度为t2℃时的tanσ值

tanσ1 ：温度为t1℃时的tanσ值

三.工频外施耐压试验的计算

1.同步发动机组未带电抗器不自激的计算

Xc＞Xd+X2+Xk .

.. Xc ：折算到发电机端的负载容抗Xc=1/ωc (Ω)

C ：试品电容

Xd ：发电机的同步阻抗（Ω）

X2 ：发电机的逆序阻抗（Ω）

Xk ：试验变压器的短路阻抗（Ω）

2.同步发电机带电抗器不自激的计算

Xc＞（Xd+X2）XL /（Xd+X2+ XL） + Xk

XL ：并联补偿电抗器的感抗（Ω）

3.试验变压器容升的计算

△U=I1/IN［ercosφ1±exsinφ1+1/2（excosφ1±ersinφ1）2］

△U ：电压变化%值

I1 ：试验变压器低压侧电流（A）

IN ：试验变压器低压侧额定电流（A）

er ：试验变压器短路阻抗的有功分量 er=Pkt/10SN （%）

ex ：试验变压器短路阻抗的无功分量 ex=Uxt2 - er2 （平方根）

cosφ1 ：电压与电流的功率因数，等同于变压器介损测量值tanφ .

.. sinφ1 ：sinφ=1-tanφ（cosφ1）2 （平方根）

4. 补偿电抗器容量选择的计算

SC＜SX≤SG+SC

SX ：补偿电抗器50HZ的容量（KVA）

SC ：被试变压器在工频耐压时的试验容量，SC=U2ωc

SG ：发电机容量（KVA）

5. 电容分压器分压比的计算

Kc=（C2+C1）/C1

Kc ：分压比

C1 ：高压臂电容（F）

C2 ：低压臂电容（F）

6. 变压器漏抗的计算

XS=(UH/IH)×UK%

XS ：变压器漏抗（Ω）

UH ：变压器额定电压（V）

UH ：变压器额定电流（A）

UK ：变压器短路阻抗（%）

四.空载试验的计算

1.空载损耗的计算

Po1=Po〃- PWV - Ps .

.. Po1：空载损耗（W）

Po〃：实测损耗（W）

PWV ：仪表损耗（W）

Ps ：测量电缆损耗（W）

2.空载电流的计算

Io=（Iao+Ibo+Ico）/3Ir

Io ：空载电流（%）

Iao、Ibo、Ico ：三相实测空载电流（A）

Ir ：励磁绕组额定电流（A）

3.空载损耗校正的计算

Po =Po1［1+（U1- Ur）/U1］

Po ：校正后的空载损耗值（W）

Po1 ：校正前的空载损耗值（W）

U1 ：平均值电压表测量值（V）

Ur ：有效值电压表测量值（V）

4.空载试验电源容量的计算

So=0.01× K ×io ×Sn

So ：试验电源容量（KVA） .

.. K ：系数，1≤K≤10，基本取K≥5可满足波形要求。

io ：试品空载电流百分数（%）

Sn ：试品额定容量（KVA）

5.单相空载损耗折算到三相空载损耗的计算

Po=（W1+W2+W3）/2=Pa+Pb+Pc

Po ：三相空载损耗（W）

W1、W2、W3 ：单相三次空载损耗值（W）

Pa、Pb、Pc ：a、b、c三相空载损耗值（W）

6.单相空载电流折算到三相空载电流的计算

励磁Y接:Io=（Iab+Ibc+Iac）/3Ir ×100%

励磁D接：Io=（1.732/2）×（Iab+Ibc+Iac）/3Ir ×100%

Io ：三相空载电流百分数（%）

Iab+Ibc+Iac ：单相空载电流值（A）

Ir ：励磁绕组额定电流（A）

7.非额定电压下的空载试验损耗值校正到额定电压下损耗值的计算

Po=Pm（Un/U）k .

.. Po ：额定电压下的空载损耗（W）

Pm ：非额定电压下的空载损耗值（W）

Un ：额定电压（V）

U ：试验电压（V）

K ：指数，U ＜Un时，K取2.6-3.0 ，冷轧硅钢片取1.9-2.0 ;

U＞Un时，K取3.1-4.0 。

8.非额定频率时空载电压的计算

Uf=Ur(f/fr)

Uf :实际试验时的空载电压（V）

Ur :变压器额定电压（V）

f :实际试验时电源的额定频率（Hz）

fr :变压器实际运行时的额定频率（Hz）

9.非额定频率时空载损耗的计算

Po= Po1［P1（fr/f）+P2（fr/f）2］

Po :变压器在实际运行时额定频率下的空载损耗（W）

Po1 :变压器在试验频率下的空载损耗值（W）

P1 :磁滞损耗与总的铁心损耗之比，取向硅钢片取P1=0.5 ，非.

.. 取向硅钢片取P1=0.7 ，冷轧硅钢片为取向硅钢片

P2 :涡流损耗与总的铁心损耗之比，取向硅钢片取P2=0.5 ，非取向硅钢片取P2=0.3

fr :变压器运行时的额定频率（Hz）

f :实际试验时的电源频率（Hz）

10.非额定频率时空载电流的校正计算

Ior= Po1［P1（f2/f）+P2（fr/f）2］/Uf

Iox =(Io1)2-( Po1/Uf)2 (平方根)

Io = Ior2+ Iox2 (平方根)

Uf :实际试验时的空载电压（V）

Io1 :试验频率下实测的空载电流（A）

Ior :空载电流中的有功分量（A）

Iox :空载电流中的无功分量（A）

Io :变压器实际运行时的空载电流（A）

其它注解同9

11.临时绕组空载试验的计算