变压器试验计算公式汇总.docx
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变压器试验计算公式汇总
变压器试验计算版
第部分
直流电阻的计算
第二部分
绝缘特性的计算
第三部分
工频夕、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?
吭的计算
第六部分
零序阻范的计算
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
、直流电阻的计算
1.电阻(Q)=电阻率(Q/m)x长度(m)/截面积(mm2)
2.电阻温度的换算
RT=Rtx(235+T)/(235+t)
RT=RtX(225+T)/(225+t)
RT:
需要被换算到TC的电阻值(Q)
Rt:
tC下的测量电阻值(Q)
T:
温度,指绕组温度(C)t:
温度,指测量时绕组的温度(C)
3.绕组相电阻与线电阻的换算
Rab=Ran+RBN
Rbc=Rbn+Rcn
(R线=2R相)
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(Q)
Ra、Rb、Rc、Ran、Rbn、Rcn:
绕组相电阻值(Q)
Rp:
三相电阻平均值(Q)
4.三相绕组不平衡率计算
沪(RmAX-Rmin)/R(三相平均值)
B:
三相绕组电阻值的不平率(%)
RMAX:
测量电阻的最大值(Q)
Rmin:
测量电阻的最小值(Q)
5.测量直阻时所需的直流电流计算
IY=1.41XKXio
Id=1.22XKXio
K:
系数,取3-10io:
空载电流,A
6.试品电感的计算
L=巾/l=KXIXnxs/(lx|)=KXnxsx"I
L:
试品电感(H)
K:
k=0.4nX10-6(H/m)
S:
铁心截面(cm2)l:
铁心回路长度(m)":
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li=lo时,t>5T时才能稳定
L:
试品测量绕组电感(L)
l1:
测量充电电流(A)
R:
试品测量绕组电阻(R)
lo
:
试品空载电流(A)
8.试品磁场强度的计算
H=nl/l
H:
磁场强度(A/m)
:
流经绕组的电流(A)
n:
匝数
l:
铁心回路长度(m)
、绝缘特性的计算
1.吸收比的计算
吸收比=R60s/R15S
2.极化指数的计算极化指数=R10min/R1minmin:
分
3.位移电流衰减时间的计算
Td=RCX10-6
Td:
衰减时间(S)
R:
绝缘电阻值,MQ
C:
变压器的几何电容值(PF)
4.吸收电流的估算
la(t)=BCUt-n
la
t):
吸收电流(A)
因数,与绝缘材料的性质、状态、温度有关绝缘体的等效电容常数,0VnV1
5.绝缘电阻值不同温度的换算
R2=R1X1.5(t1-t2)10
R2:
温度为t2C时的绝缘电阻值
Ri:
温度为tiC时的绝缘电阻值
6.绝缘介质损耗的计算
P=Ulcos©二3CU2tano
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
tan
.2=tan.1xi.3(t2-t1)/10
tan
02:
温度为t2C时的tan屛直
tan
o1:
温度为t1C时的tan屛直
.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
:
折算到发电机端的负载容抗Xc=1/3C(Q)
:
试品电容
:
发电机的同步阻抗(Q)
X2
:
发电机的逆序阻抗(Q)
Xk:
试验变压器的短路阻抗(Q)
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(Q)
3.试验变压器容升的计算
△U=ll/lN[ercos©1±exsin©1+1/2(exCOS©1士ersin©1)2]
:
试验变压器低压侧电流(A)
△U:
电压变化%值
lN:
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
22
ex=Uxt2-er2
(平方根)
cos©1:
电压与电流的功率因数,等同于变压器介损测量值tan©
sin©1:
sin©=1-tan©(cos©1)2
(平方根)
l1
4.补偿电抗器容量选择的计算
ScVSxwSg+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=U23C
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)xUk%
XS:
变压器漏抗(
Q)
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(
4.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=0.01XKXi。
xSn
So:
试验电源容量(KVA)
K:
系数,1WKW10,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=(lab+Ibc+lac)/31rX100%励磁D接:
lo=(1.732/2)x(lab+Ibc+lac)/3IrX100%
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,UVUn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)
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
1)求绕组匝电压et
Y接:
et=UN/1.732N
D接:
et=Un/N
et:
匝电压(V)
UN:
绕组额定线电压(V)
N:
绕组匝数
2)求临时绕组匝数
N1=U1/et
N1:
临时绕组匝数
U1:
发电机出口电压或其它电源电压(V)et:
匝电压(V)3).求临时绕组下的空载电流
U2=N2Xet
U2:
临时绕组的空载电压(V)
N2:
临时绕组的匝数整数值et:
匝电压
4)求临时绕组的空载电流
单相,loi=Sr/(U2XI。
)/100
三相,loi=Sr/(3U2Xo)/100loi:
临时绕组的空载电流(A)
Sr:
变压器额定容量(KVA)
U2:
历史绕组的空载电压(V)lo:
空载电流的百分值(%)
12.空载损耗中铁损即磁化的计算
PFe=Ph+Pw=KnfBX+KwS2f2B2
Ph:
磁滞损耗(W)
Pw:
涡流损耗(W)
PFe:
磁化损耗(W)
Kn、Kw:
磁滞和涡流损耗系数
S:
硅钢片厚度,mm
X:
幂指数
13.空载损耗中绝缘介质损耗的计算
Pc=U2wctanS
Pc:
绝缘介质损耗(W)
U:
空载电压(V)
C:
电容量(F)
tanS:
介损测量值
14.空载损耗中绕组电阻损耗的计算
Pj=Io2RPj:
绕组电阻损耗(W)Io:
空载电流值(A)
R:
绕组电阻值(Q)
15.涡流损耗中经典涡流损耗的计算
Pel=(4/3)XKf2x(YS)xf2XBm2xt2
Pel:
单位涡流损耗(W)
Kf:
波形因数,正弦波时为1.111
Y:
硅钢片的电导率(s/m)
S:
硅钢片的密度(kg/m3)
f:
频率(Hz)
Bm:
硅钢片中的磁密幅值
T:
硅钢片的厚度(mm)
16.空载试验时功率因数的计算
cos@=100Po/io/Sn
cos0:
功率因数
io
:
空载电流百分数(%)
Sn
:
变压器额定容量(KVA)
5.负载试验与短路阻抗的计算
1.绕组直流电阻损耗计算
单相:
"In2Rt=I
1n2R1t+I2n2R2t
三相:
刀1n2Rt=I
1n2R1t+I2n2R2t
Y接线:
"In
2RtY=1.5In2R
Y接相:
"In2Rt线=3In2R
D接线:
"In2RtD=1.5In2R
D接相:
"In2RtD=In2R
"In2Rt
:
变压器直流电阻损耗(W)
In:
变压器额定电流(A)
R:
绕组电阻值(Q)
2.测量损耗校正到额定电流下损耗的计算
PKt=PKt1X(|n/l1)2
PKt
:
额定电流下的测量损耗值(
W)
PKt1
:
试验电流下的测量损耗值(
W)
In
:
变压器的额定电流(A)
I1
:
试验电流值(A)
3.负载损耗校正到参考温度(75C)下的计算
(K2-1)an2Rt]/K
PK75=ZIn2RtXk+PFt/K=[PKt+
PK75
:
75C下的负载损耗值(
W)
ZIn2Rt:
试验温度下的电阻损耗值(
W)
PFt:
试验温度下的放假损耗值(W)
PKt:
试验温度下的负载损耗测量值(W)
K:
温度换算系数.K=(235+参考温度)/(235+试验温度)
4.短路阻抗的计算(试验温度下)
Ukt=(U1XIn)/(UnXi)X100%=Urt2+Uxt2(的平方根)
Ukt:
试验温度下的短路阻抗(%)
U1:
试验电压(V)
Un:
额定电压(V)
I1:
试验电流值(A)
In
:
额定电流值(A)
Urt
:
试验温度下短路阻抗的有功分量(
%)Urt=PKt/10Sn
[PKt:
试验温度下的负载损耗值(
KW),Sn:
变压器
额定容量(KVA)]
Uxt
:
试验温度下短路阻抗的无功份量,
%)
Uxt=UKt2-Urt2(的平方根)
5.试验温度下短路阻抗折算为电阻值的计算
Z=(UKt/100)X(Un2/Sn)
Z:
试验温度下短路阻抗的电阻值(Q)
UKt:
试验温度下的短路阻抗值(%)
Un:
额定电压(KV)
Sn:
额定容量(KVA)
6.非额定频率下的负载损耗校正带额定频率下的计算
Pk75f=PF75[0.4X(fN/f)2+0.6X(fN/f)+ZIn2R75]
Pk75f:
变压器在实际运行时额定频率下的75C负载损耗(W)
PF75:
变压器在试验频率下的75C附加损耗(W),PF75=Pk75
习n2R75
fN:
变压器在实际运行时额定频率(Hz)f:
试验电源频率(Hz)
习n2R75:
75C下的直流电阻损耗(W)
7.非额定频率下的短路阻抗校正到额定频率下的计算
的平
Uk75f=(UktXf/fn)2+(Pkt/10Sn)2X[K2-(f/fn)2]
方根)
Uk75f
:
试验电源频率下的实测短路阻抗值(%)
Ukt
:
试验电源频率下的实测短路阻抗值(%)
Pkt
:
额定电流下的损耗实测值(
KW)
Sn
:
变压器的额定容量(KVA)
:
试验电源频率(Hz)
fn
:
变压器实际运行时额定频率(
Hz)
:
温度换算系数,K=[235+75(
参考温度)]235+试验温度)
8.短路阻抗校正到参考温度下(75C)的计算
的平方根)
Uk75=UKt2+(PKt/10Sn)2X(K2-1)
Uk75:
参考温度75C下的短路阻抗值(%)
UKt
:
试验温度下的短路阻抗值(%)
PKt
:
试验温度下的负载损耗测量值(KW)
Sn
:
变压器额定容量(KVA)
:
温度换算系数,K=(235+参考温度)/(235+试验温度)
9.变压器负载试验时功率因数的计算
cos0:
负载试验时的功率因数
PKt
:
试验温度下的负载损耗测量值(KW)
Ukt
:
试验温度下的短路阻抗值(%)
Sn
:
变压器额定容量(KVA)
6.零序阻抗的计算
1.带有D连接绕组的零序阻抗计算
Zo=U/I/3
Zo:
以每相欧姆数表示的零序阻抗(QI相)
I:
试验电流值(A)
U:
试验电压值(V)
7.温升试验的计算
1.电源切断瞬间绕组电阻值的推算(作图法)
1)通过断电后迅速测得的各电阻值作坐标图
(2)以测量时间按作横坐标,可取30s/格
3)以实际测得的电阻值作为纵坐标,上限与下限比实测值略宽裕些即可
4)将各实测电阻值标于坐标系内,构成一曲线
5)以首测值的时间间隔作各相等的时间间隔,
并标出各相隔时间间隔的
电阻值于曲线内
以纵
6)各时间间隔的电阻值差值作反向纵坐标,各点相连可构成一反向斜直
7)以首个时间间隔的电阻值与纵坐标作垂直直线交于反向斜直线,坐标的交点为圆心,反向斜直线于纵坐标的垂直距离为半径,再切于纵坐标的交点即为断电瞬间电阻值
2.油顶层温升的计算油顶层温升=(试验结束前的最后一个油顶层温度-试验结束前的最后一个环境温度)X(规定施加的总损耗/实际施加的损耗)
x=0.8,用于配电变压器(自然冷却,容量小于或等于2500KVA)
x=0.9,用于ON冷却且容量大于2500KVA变压器
x=1,用于ON或OF冷却方式的变压器
3.油箱壁的计算
试验结束前最后-时间段内取正对于套管下方的箱壁
箱盖以下0.1m处)取4个点
油箱壁温升=(各点测得的温度值-试验结束前的最后一个环境温度)X
规定施加的总损耗/实际施加的损耗)x
测量损耗下油平均温度=最后一个油顶层温度(-散热器进口油温-散热器出口油温)/2
6.总损耗下的油平均温升计算
总损耗下油平均温升=[测量损耗下油平均温度-环境温度(可取稳定后的多点环境温度作平均值)]X(规定施加的总损耗/实际施加的损耗)x
x值取同2
7.绕组平均温度的计算
绕组平均温度=(断电瞬间的电阻值/试验前测得的冷态电阻值)X(235+绕组冷电阻时温度)-235
8.绕组对油的温差的计算
绕组对油温差=绕组平均温度-测量损耗下的油平均温度
9.绕组平均温升的计算绕组平均温升=绕组对油温差-总损耗下的油平均温升
8.声级测定的计算
1.背景声级的计算背景声级的平均值=各点背景声级测量值之和(dB)/测量点数(n)
注:
试验前、试验后的均需测量2.声级测量的计算声级测量的平均值(dB)=各级点声级测量值之和(dB)/测量点数(n)
背景声级校正值(dB)=背景声级的平均值-X注
(1)声级测量的平均值-背景声级的平均值》10dB时X=0。
注
(2)试验前后背景平均声压级之差大于3dB(A)时,且较高者与未修
A计权声压级之差小
正的平均A计权声压级之差小于8dB(A),则试验无效。
注(3)试验前后背景平均声压级较高者与未修正的
于3dB(A)时,则试验无效;但当未修正的平均
A计权声压小于保证值
时除外,并在试验报告中予以说明。
4.
m2)/变压器有效表面积
环境修正值的计算环境修正值=10log[1+4/试验场地吸音量(
m2)]注
(1)试验场地吸音量=aX试验场地表面积
a值:
矩形车间厂房取0.15
试验场地表面积=2X(长X宽+宽X高+长X高)
m2)
注
(2)变压器有效表面积(m2)
不带冷却器:
S=1.25X变压器油箱高度(m)X距基准发射面0.3m
处规定轮廓线的长度(m)
带冷却器运行:
S=[变压器油箱高度(m)+2]X距基准发射面
2m处规定轮廓的长度(m)
干式变压器:
S=[变压器高度(m)+1]X距基准发射面1m处
规定轮廓的长度(m)
5.校正后的变压器声级值计算
变压器声级校正值(dB)=声级测量平均值(dB)-背景声级校
正值(dB)-环境修正值(dB)
变压器A计权声功率级(dB)=变压器声级校正值(dB)+10log变压器有效表面积(m2)
9.计算案例
额定容量:
SN=1600kVA
低压额定电压:
U2=0.4kV
低压额定电流:
I2=2309.40A
低压线电阻平均值:
R2线=0.0003733Q
测量电阻时环境温度
:
t1=9.5C
测量损耗时环境温度
:
t2=13C
参考温度值:
t120=120C
t1->t2温度系数:
kt=(225+13)一(225+9.5)=1.0149
t2->t120温度系数
K=(225+120)-(225+13)=1.4496
从高压绕组加压
=第3分接================
额定电压:
U1=10.000KV
额定电流:
I1=92.376A
高压线电阻平均值:
R1线=0.3191333Q
施加电压:
Ut=369.830V
施加电流:
It=53.500A
实测阻抗:
ut=100%xut+U1=3.698%
实测总损耗:
Pt=3239.600W
将阻抗和损耗折算到额定电流下
ukt=utXI1讯)=6.386%
Pkt=PtX(I1-It)的平方=9658.461W13C下电阻损耗:
Prt=ktX1.5X(R1线XI1XI1+R2线XI2XI2)=7177.119
参考温度下的电阻损耗:
=10403.807W阻抗电压中有功分量:
urt=PktF10XSN)%=O.6O4%将阻抗和损耗折算到参考温度(120C)下
uk120=v(ukt的平方+urt的平方x(K的平方-1))=6.417%
ud120=uk120XU1的平方+(100XSN)=4.0106707Q
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- 变压器 试验 计算 公式 汇总