1、所以，一是用谐波分析仪测电压波形中所含谐波分量，二是用简便办法，用平均值电压表，但刻度为有效值的电压表测电压，并与有效值电压表读数对比，二者差别大于3%时，说明电压波形不是正弦波，测出的空载损耗，根据新标准要求应是无效了。对测量系统而言，必须选合适的测试线路，选合适的测试设备与仪表。因为导磁材料的发展，每公斤损耗的瓦数在大幅度下降，制造厂都选用优质高导磁晶粒取向硅钢片或甚至选用非晶合金作为导磁材料，结构上又发展了诸如阶梯接缝与全斜无孔，工艺上采用不叠上铁轭工艺，制造厂都在发展低损耗变压器，尤其空载损耗已在大幅度地下降。因此对测量系统提出新的要求。容量不变，空载损耗下降是意味着空载时变压器功率因
2、数的下降，功率因数小就要求制造厂改变和改造测量系统。宜用三瓦特表法测，选用0.05-0.1级互感器，选用特低功率因数的瓦特表，只有这样，才能保证测量精度。在功率因数为0.01时，互感器的相位差为1分时会引起功率误差2.9%。所以，在实际测量时还要正确选择电流互感器与电压互感器的电流比与电压比。实际电流远小于电流互感器所接的电流时，电流互感器的相位差与电流误差越大，这会导致实测结果有较大的误差，所以，变压器吸取的电流应接近于电流互感器的额定电流。另外，在设计中根据规定程序，参照所选用硅钢片的单位损耗与工艺系数所算得的空载损耗，一般叫计算值。这个值要与标准中规定的标准值或与合同中规定的标准值或保证
3、值对比。计算值必须小于标准值或保证值，不能在计算上吃裕度，尤其批量生产的变压器。另外计算值只对设计员或在设计科内有效，没有法律效应，不能用计算值来判断产品的损耗水平。而标准上规定的标准值或合同上规定的保证值是有法律效应的。超过标准值加允许偏差，或者叫保证值（保证值等于标准值加允许偏差）的产品即为不合格产品。如有损耗评价制度时，一般在合同上会指出，尤其出口产品，超过规定损耗值要罚款，空载损耗的罚款最高，欧洲各国的损耗评价值可参见变压器杂志1994年第11期。每千瓦要罚几千美元。这就是法律效应，并与经济效益直接挂钩。对实测值的概念也要正确理解，不是瓦特表的读数（或叫功率转换器的读数）就是实测值，实
4、测值要换算到额定条件，并要有足够的精度。对空载损耗的实测值而言，主要是电源的电压波形要正弦波，平均值电压表读数与有效值电压表读数之差小于3%。综上所述，众所周知的空载损耗如不能正确理解，在设计与制造，或测量中有所误解，会引起产品的不合格或根据合同要求被罚款。2负载损耗负载损耗是指额定电流下与参考温度下的负载损耗。展开些说，所谓额定电流是指一次侧分接位置必须是主分接，不能是其它分接的额定电流。对参考温度而言，要看变压器的绝缘材料的耐热等级。对油浸式变压器而言，不论是自冷、风冷或强油风冷，都是A级绝缘材料，其参考温度是根据传统概念加以规定的，都是75。而干式变压器的参考温度都按公式算出，参考温度等
5、于绝缘材料允许温升加20，其物理概念是绝缘材料的年平均温度。A级绝缘材料的参考温度为60加20等于80，它与油浸式（同为A级绝缘材料）的参考温度75差5。干式变压器的E级绝缘材料参考温度为95，B级为100，F级为120，H级为145，C级为170。负载损耗只是衡量产品损耗水平的一个参数，或者说是考核产品合格与否的一个参数，而不是运行中的实际损耗值。运行中温度是变量，负载电流也是变量，所以运行中负载损耗不是变压器名牌上标定的负载损耗。在夏天时，变压器为额定负载时，负载损耗要高于名牌上标定的负载损耗值，主要是运行温度不等于参考温度。另外，对比产品损耗水平时，尤其干式变压器，一定要在规定参考温度下
6、对比。反过来，如B级与H级干式变压器有相同负载损耗，因为参考温度是在温升限值的基础上加以规定的，在实际运行中，如都是额定负载，实际负载损耗也接近相同。在温度换算时应注意，电阻损耗与温度成正比，负载损耗中附加损耗与温度成反比。所以应将负载损耗分解成二部分后再换算。在温度换算时，对铜导线而言，参考温度应按235加规定参考温度值计算，测量负载损耗时温度也应加235后再换算。低损耗变压器的负载损耗的功率因数较低，所以测量系统与测量设备与仪表的选用与以前提到的测量空载损耗的要求相同。负载损耗的计算值、标准值、保证值与实测的概念也与空载损耗相同。但是在实际测量中，所加电流不能低于50%额定电流。这是新标准
7、的要求，否则实测值不能换算，即使换算也无效。负载损耗的评价值比空载损耗要低些，但负载损耗的绝对值大，如超出同样的百分数，或同样的测量误差，其绝对值还是大的。空载损耗与温度基本无关，而负载损耗是温度的函数。这里还要强调一下，如果产品要进行型式试验，空载损耗是指冲击试验后的实测值，如果硅钢片的漆膜质量不好，冲击试验后空载损耗会增加。测负载损耗时，绕组温度应接近外围温度，在干燥出炉后不久，或注油的油温比室温高时不宜立即测量负载损耗，因为负载损耗是温度的函数。另外，测负载损耗的时间要短，时间一长，绕组温度会变。用作短接绕组的短路工具要有足够的导电截面，短接大电流绕组时必须用螺栓拧紧。否则短路工具联接不
8、好时会在联接处产生局部过热，这部分热量倒涌入绕组时会影响测量精度。对有载调压变压器而言，在新标准里还有新的要求，除保证额定电流下，即主分接位置下的负载损耗外，还要保证最大与最小分接位置的负载损耗。对最大或最小分接位置的负载损耗，应通相应的分接电流。如最小分接位置不能保证满容量而要降容量时，应取得用户同意，或向用户说明是按哪个标准或技术条件执行。附机的损耗，不包括在空载损耗与负载损耗中。这种损耗如风扇电机、潜油泵、有载分接开关操动机构中的电机等。这种损耗虽不加考核，但应尽量的低。如强油风冷却器的风机与泵的损耗一般应在散热功率的5%以下。即100kW的强油风冷却器的损耗应在5kW以下。对多绕组变压
9、器而言，负载损耗的保证值是指具有最大负载损耗的一对绕组在运行或绕组复合运行时的最大负载损耗。复合运行的绕组必须在技术条件上规定，即哪些绕组对哪些绕组供电。在负载损耗计算时，应正确计算涡流损耗。只要是处在漏磁场中的导线，不论导线中有无工作电流，此导线中有涡流损耗。如三绕组变压器在内外两绕组运行时，中间绕组有涡流损耗；在主分接运行的绕组，对正分接匝数的导线内也有涡流损耗，用作内屏蔽或叫插入屏蔽、电容屏蔽的导线，此导线有电位无电流但有涡流损耗。大容量变压器应计及横向漏磁引起的涡流损耗，故导线不宜过宽，螺旋式绕组的换位也不宜在均匀间隔内换位，绕组两端的换位间隔应略大些。3电压比标明在变压器名牌上的电压
10、比是指变压器在空载时的电压比，作为制造厂内判断绕组匝数是否符合规定要求的一个参数。在实际运行中的电压比与负载的类型是容性还是感性、与负载电流大小、与变压器本身参数（如电阻与电感值）有关。电压比是空载电压比的概念而不是实际运行中的电压比。在标注电压比时，三相变压器要标注线电压的比，如Yd接变压器可标注121000/10500V，如有分接时，可标注11000081.25%/10500V，所标的电压具体值都是指线电压，单位用伏或千伏都可。但对单相变压器而言，就不是标注线电压了，而要标注相电压，Y接相电压还必须以线电压被除来标注。如其概念是一次侧接成三相组时为Y接或YN接，而二次侧为d接。所以电压比不
11、能随便标注，要按规定标注出空载时电压比。对三绕组变压器而言，先标注高压，再标注中压，最后标注低压的电压值。当分接范围正与负范围有不同时，可分别标注出，如。分接电压的具体值是判断分接绕组匝数的参数，故分接电压可大于系统最高电压Um。如以1210005%V为例，121000+5%=127050V，大于110kV级的Um=126kV值。这表明，在运行时，如变压器在最大分接位置，分接电压为127050V，而加在变压器上各个分接位置的电压不允许大于126000V。此电压加在最大分接位置时，变压器为欠激磁运行，而加在最小分接位置时（最小分接电压为114950V）为过激磁运行，过激磁应符合标准规定，长期空载
12、可过激磁10%，长期满载可过激磁5%。否则应改变分接位置以满足过激磁的规定，或改变加在各分接位置上的电压。电压比不一定等于匝数比，匝数比是实测电压比，加上标准上允许的偏差后应符合电压比。所以，电压比还应是空载的标称电压比。与实测电压比之差要符合标准上允许偏差值。由于电压比与匝数比有关，所以还应正确理解匝数的概念。匝数是指电气匝数，而不是几何匝数。几何匝数是指绕多少几何位置算多少匝，可以有分数匝的概念。电气匝数是感应出具体电压值的相关匝数，故二者有本质上的差别。要能感应出电压，匝数必定是与磁通相链的匝数，与磁通不相链的匝数不是电气匝，因磁通是矢量，故与不同相位磁通相链的匝数相加也必定是矢量相加。
13、与全部磁通相链的一匝才是一匝，与部分磁通相链的匝数为部分匝。几何匝数只是规定出线位置时有效。以E接法为例，绕组由两部组成，一部分与A柱磁通相链，另一部分不是与B柱磁通相链就是与C柱磁通相链。绕组的电压由两部分电压的矢量合成，取矢量和，因此E接法要多用15%匝数才能与Y接法取得相同的电压。对三相三柱Y或D接变压器而言，只要穿过铁心铁窗一次的导线就算一匝，不论这一导线占多少几何位置，铁窗外面的导线不是电气匝，从电气匝的概念上三相三柱铁心绕组出头在同一侧，联接组为Y或D接时只有整数的概念，而E接由矢量相加的两部分匝数组成，穿过铁窗的一根导线只有，即0.87匝的电气匝，115匝相当于100匝。所以，综
14、合这些物理概念，电压比应是空载时标称矢量电压比，实测电压比应是实测的电气匝数比，而不是几何匝数比，电气匝数应是矢量。分数匝或小数匝是与部分磁通相链的匝数，或矢量和的匝数。4主磁通与漏磁通当变压器中一个绕组与电源相联后，就会在铁心中产生磁通，在铁心中由于激磁电压产生的磁通叫主磁通，主磁通大小决定于激磁电压的大小。额定电压激磁时产生的主磁通不应使铁心饱和，即此时的磁通密度不应饱和。主磁通是矢量，一般用峰值表示。当变压器中流过负载电流时，就会在绕组周围产生磁通，在绕组中由负载电流产生的磁通叫漏磁通，漏磁通大小决定于负载电流。漏磁通不宜在铁磁材质中通过。漏磁通也是矢量，也用峰值表示。主磁通与漏磁通都是
15、封闭回线，都是矢量，但不在同一相位上。主磁通在闭合磁路的铁心中成封闭回路，但在饱和后会溢出铁心成回路，漏磁通在开磁路结构件包括通过部分心柱或磁屏蔽成回路，主漏通与漏磁通在心柱内为矢量相加或相减，主磁通在铁心内产生空载损耗，漏磁通在绕组内与结构件内产生附加负载损耗。主磁通与漏磁通在数量上有下列关系：式中Uk%为变压器阻抗电压百分数，为主磁通，为漏磁通。从此式可以理解：漏磁通产生阻抗电压，高阻抗电压百分数的变压器实质上是高漏磁变压器。在这种变压器中应采用漏磁回路控制技术，使漏磁在希望的回路中成闭合回路，以免过大的附加负载损耗或避免不该有的局部过热。漏磁产生的效应较多，除上述说明中提到的漏磁通会引起
16、绕组内涡流损耗、换位不完全损耗、心柱小及叠片上涡流损耗、结构损耗外，还会引起机械力。由于负载电流在高、低压绕组沿轴向分布不均衡，即所谓安匝不平衡，还会引起附加的漏磁通。绕组中负载电流产生的漏磁通为轴向漏磁通（绕组端部有横向漏磁通），不平衡安匝引起的漏磁通一般为横向漏磁通。即使导电材料内无负载电流，漏磁通会使处于漏磁场内无电流的导电材料中产生涡流损耗。大容量变压器与高阻抗变压器中要合理控制漏磁通回路。采用高压低压高压或低压高压低压排列的绕组可使漏磁通密度降低。另外要特别注意大电流引线产生的漏磁通，引线产生的漏磙这分布与绕组产生的漏磁通分布不同。为减少引线漏磁通的影响，引线不宜靠箱壁很近；A、B、
17、C三相垂直引线靠近走线时三相漏磁通之矢量和可为零。引线通过箱盖或箱壁引出时，如引线中通过电流较大，箱盖上开孔处应用隔磁装置。引线无法远离箱壁或箱盖时，宜将局部靠近引线的箱壁或箱盖用不导磁钢作结构件材料。引线漏磁通产生的局部过热是特别应避免的技术问题。总之，漏磁通引起的局部过热是难予解决的问题。所以，在工厂的温升试验中应注意探测漏磁通引起的局部过热，包括由油中含气色谱分析的接测局部过热的方法，现在也有用高性能液相色谱分析探测油中糠醛含量的方法来判明绕组中是否有不允许的热点温度存在，这一方法已在变压器期刊中作了介绍。当然，最好是在绕组中埋入温度传感器以探险明绕组中是否有局部过热存在，或者说，探险明
18、漏磁通的集中区。以上各种方法，在国内外是可行的，对高漏磁变压器而言，要保证其运行可靠性，这些检测是必不可少的，不是用计算机辅助设计作磁场分布分析所能代替的。还有一点，也应特别注意的，如果大容量变压器两个绕组的磁中心不在同一水平上（设计上是在同一水平上的，制造上不一定在同一水平上）会有附加的横向漏磁场存在。所以在绕组套装前，应加强对高压和低压绕组磁中心是否一致的控制。附带强调一下，三相变压器的电压不平衡时（如单相短路）在变压器中还有零序磁通。在三相三柱Yyn0接法变压器中还有三次谐波磁通，由于它在三个柱上都是同相位，且在空气中成回路，故它们值是较小的。5噪声式声级水平一般的所谓声级水平都有是指声
19、压级水平的简称。过去由于声级水平没有列入考核指标之内，随着用电量的增加，变电所接近市区或居民区，环境法又对噪声声值在法律上加以限制。所以，变压器对声级水平提出了考核的参数，因此，对声级水平就有进一步的理解。声级水平是指额定电压与额定频率下变压器处于空载激磁条件时在规定轮廓回线上测得的声压级水平（A）加权值。因为属于空载时的声级水平，所以目前考核的声压级水平主要是由铁心激磁时产生的磁致伸缩所引起的空载声压级水平。声级水平标准中规定的dB（A）值，也是指A加权声压级水平在空载时的值。但是这一声级水平是在离变压器为规定距离轮廓线上的值，为计算任一距离的声级水平，还必须根据声级测量国家标准中规定的公式
20、算出声功率水平。由声功率水平可换算成任一距离的声级水平。同时，变压器的容易越来越大，负载电流引起的声级水平就不可忽略了。故目前的标准中对负载电流引起的声级水平也加规定了。负载电流在箱壁的磁屏蔽中会产生噪声，负载电流在绕组内也会产生噪声。所以，大容量变压器在满载运行时测得的声级水平为空载与负载下声级水平之和。当然，两者之和为对数之和，可根据国家标准的公式加以合成。负载下声级水平值与负载电流大小有关。将来我国国家标准也会对负载下声级水平加以规定。可利用做温升试验的机会测负载下声级水平值，如不做温升试验，那么也要做负载下声级水平的测量。当然，这主要是对大容量变压器的要求，尤其是大容量发电机用升压变压
21、器必须进行负载下声级水平测量。另外，目前所谓低噪声变压器也是指空载电压激磁下（施加电压为额定电压，电源频率为额定频率）测得的声压级A加权水平。对大容量变压器而言，真正的低噪声变压器应是额定电压，额定频率并通过额定电流时为低声压级水平。过激磁运行时，空载下声压级水平会提高，超名牌容量运行时，负载下声压级水平会增高。变压器的磁通密度越高，铁心中磁致伸缩越大，空载下声压级水平越高。在变压器周围设隔音墙可降低声压级水平。如将变压器安装在隔音室内更能大幅度地降低声压级水平。为降低声压级水平，也可从结构与工艺上采取措施而加以解决。如铁心采用阶梯式接缝，叠完铁心后在剪切边缘上用树脂漆粘合，防止铁心的噪声传到
22、箱底，绕组用恒压干燥处理工艺，合理布置磁屏蔽位置并防止磁屏蔽噪声传到箱壁等等。城网改造工程、居民小区、楼内安装的变压器都有需要低声压级水平。因此，这是一种值勤得发展的变压器新品种。但在技术条件中必须明确：变压器技术条件上规定的声压级水平是空载下还是空载下已包括负载下的值。这个值是在规定轮廓线上测得的值，如用户要求的值离此轮廓线还有一段距离，那么通过声功率级水平的换算，并换算到要求距离后再与用户要求值对比。还要了解，变压器是安装在敞开空间还是安装在隔音室内。如不正确理解这些区别，就不能正确地发展这一新品种。6激磁涌流、空载电流、短时动稳定电流、短时热稳定电流、暂态短路电流、稳态短路电流从一个稳定
23、状态转变为另一个稳定状态时在这两个稳定状态之间存在着过渡时期。平常所谓空载电流是指空载变压器在额定电压与额定频率下激磁后在变压器内流动的稳态对称空载电流。此值很小，一般只占额定电流的百分之几或小于百分之一。但在变压器上一合上额定电压与额定频率的电源时，在空载的变压器合闸间，处于过渡过程的非对称合闸空载电流叫激磁涌流，作用时间很短，逐渐衰减到稳态空载电流，涌流峰值按指数曲线衰减，其时间常数为合闸侧绕组电感量与电阻量之比。小容量变压器在涌流时间常数较小，即很快过渡到稳态空载电流，而大容量变压器的涌流时间较大，要有一过程才过渡到稳态空载电流。涌流一般以峰值表示，空载电流以均方根值表示。空载电流是变压
24、器主要性能参数之一，在国家标准上有标准值与允许偏差的规定。在运行中要吸取无功容量。但涌流不是考核指标，它影响运行性能。合闸激磁涌流与铁心参数，如硅钢片特性中剩磁与饱和点、额定磁通密度，与绕组几何形状、匝数，与合闸时电压瞬时值等参数有关。如合闸瞬间正好为电压波形过零，铁心中剩磁与瞬变磁通的符号相反，当电压再过零时铁心饱和合闸激磁涌流的峰值将最大，有时可能超过额定电流很多倍，可用时间继电器使过流保护继电器对持续时间不长的合闸激磁涌流峰值不灵敏，另外内部绕组合闸时的合闸激磁涌流要比外部绕组合闸时的合闸激磁涌流要大，但时间常数要短些。在变压器做突发短路试验时，因一侧短路，另一侧加全电压时短路电流会与合
25、闸激磁涌流叠加，所以，最好是内部绕组短接，而外部绕组加压以避免铁心饱和。短路电流与涌流的差异在于涌流第一个波含二次谐波分量，而短路电流第一个波不含二次谐波分量，可从波形中第一个波中谐波分量来区别短路电流与合闸激磁涌流。合闸激磁涌流与暂态短路电流还有一点区别，合闸激磁涌流只在合闸侧绕组中流（三相角接绕组中有合闸激磁涌流的感应分量，起降低合闸激磁涌流作用），暂态短路电流在高压与低压侧绕组中都流过而且短路电流的倍数在两侧也相等。当电压波形达峰值时合闸，从合闸间开始即达稳态空载电流，铁心也不存在饱和现象，所以，这种合闸条件不存在合闸激磁涌流。这一点与短短电流一样，当电压波形达峰值时发生短路，从短路瞬间
26、开始即达稳态短路电流。还有一点要注意，空载电流也会呈非线性。当变压器在过激磁情况下运行，稳态空载电流是较差的非线性电流，但此时稳态空载电流含较多的3次、5次谐波分量，一般以5次谐波分量表示过激磁空载电流特性。不论空载电流是否含谐波分量，稳态空载电流（包括过激磁时）的波形都是对称，为对称非线性或对称线性波形。短时动稳定电流为过渡过程中衰减的非对称短路电流的峰值，短时热稳定电流为规定时间内稳态对称短路电流的均方根值。用动稳定电流考核变压器承受动稳定效应的能力，即承受短路电流产生的机械力的能力；用热稳定电流考核变压器承受外部短路时的热效应的能力。在2s内的热稳定电流作用下，铜导体制成的绕组的平均温度
27、应小于250。实际上是对短路电流密度作一限制。暂态短路电流是指整个短路电流过渡期间非对称短路电流的衰减电流。电压波形过零时短路，暂态短路电流的第一个峰值最大，可达1.8倍稳态短路电流均方根值。暂态短路电流峰值也按指数曲线衰减，其时间常数为整台变压器的电感量与电阻量之比。这与涌流时间常数仅与合闸侧绕组的电感量与电阻量之比有关。大容量变压器的短路电流衰减时间常数要比小容量变压器的电流衰减时间常数要大，也就是说大容量变压器会遭到较多个峰值很大的短路电流的作用，因此，宜用快速继电器在短暂时间内使断路器动作将短路电流切除。稳态短路电流是短路电流过渡过程结束后的对称短路电流均方根值。稳态短路电流的长时间作
28、用会对绕组或引线，分接开关或套管产生热效应，靠断路器动作解除对变压器的热效应。变压器本身应承受住短时动稳定电流与短时热稳定电流产生的机械力与热的效应。在变压器设计要进行绕组中安匝平衡计算内绕组失稳计算，各个绕组动态与静态应力计算，对短路电流密度限制到2s内铜导体平均温度小于250。在工艺上加垫块进行密度压处理，绕组进行恒干燥处理，各绕组的磁中心要一致。尤其注意绕组中换位与段到段过渡处的机械强度，不能在机械力作用发生匝间到段间短路。7绝缘水平绝缘水平是变压器能够承受住运行中各种过电压与长期最高工作电压作用的水平。在电力系统中一般都用非线性元件，即避雷器限制电力系统的过电压水平，如电力系统遭受过电
29、压时，如雷电过电压，由于非线性特性的避雷器在高电压时，电阻值降低，致使对地击穿放电，放电后，在避雷器阀片上有残压存在，不同电压等级的避雷器具有不同的残压值，变压器应能承受住作用到变压器的残压。以绝缘水平是按绝缘配合决定的，用不同特性的避雷器保护变压器时，变压器可选用不同的绝缘水平，或者说，变压器可有不同的试验电压。一般有下列几种避雷器，普通阀式、磁吹阀式、碳化硅避雷器、氧化锌避雷器。高压与超高压系统一般用性能较高的氧化锌避雷器。超高压变压器用氧化锌避雷器保护时，试验电压与最高系统电压之比值在降低。下表为几个代表性电压等级的试验电压：电压等级kV设备最高电压Um，kVrms额定全波冲击耐受电压k
30、Vpk3540.52003.52202529502.733036311752.350055015502.0上表中k为额定全冲击耐受电压与Um之比值。Um超高，k越小。对Um252kV的变压器，更应注意变压器能承受住雷电冲击电压的作用。对Um=550kV的变压器，则应注意长期工作电压的作用。从总的原则来讲，变压器的绝缘水平应高于避雷器的保护水平，这就是绝缘配合。变压器没有避雷器保护时是不能运行的。避雷器的性能越好，变压器的试验电压可越低。变压器的Um越高，长期最高工作电压越重要。变压器的试验电压种类：（1）Um126kV1min工频试验电压、全波与截波雷电冲击试验电压。（2）Um=252kV除Um126kV的试验电压外，还有局部放电试验电压。（3）Um=363kV与550kV除Um=252kV的试验电压外，还有
