1引言

  负载损耗实测值与设计值存在较大差异时，找 出引起差异的原因是解决问题的关键：我公司生产 的一台型号为 S9—3000／13．8出口沙特的变压器，额 定电压比为(13．8／0．44)kV，额定频率为 60Hz，负载 损耗设计值为22 000W，保证值小于 23 500W，测量 结果为 75℃时的负载损耗为 26 008．7W (60Hz)，测 量值比设计值大 18．2％。笔者采用 50Hz电源和 200Hz电源分别进行损耗测量，计算出涡流损耗和 杂散损耗的数值，找到了负载损耗实测值与设计值 存在差异的原因。

2基本原理

  根据 IEC61378—2中规定，涡流和杂散损耗都 与电流的平方成正比，涡流损耗与频率的平方成正 比，杂散损耗与频率的0．8次幂成正比。 P  I2· 上式中，当损耗为绕组涡流损耗时， ：2；损耗为杂 散损耗时，k=0．8。 由此可知，负载损耗包括绕组的电阻损耗、绕 组的涡流损耗和结构件的杂散损耗。 (1)绕组电阻损耗(， )与电流的平方成正比， 与频率无关。 (2)绕组的涡流损耗与电流的平方成正比，与 频率的2次幂成正比。 (3)结构件的杂散损耗与电流的平方成正比， 与频率的0．8次幂成正比。 电阻损耗是绕组的电阻和流经电阻的电流形 成的损耗，根据直流电阻容易计算出绕组的电阻损 耗。绕组涡流损耗(包括换位环流)和结构件中杂散 损耗，可根据 50Hz和 200Hz电源损耗测量的结果 计算得出，施加电流只要大于额定电流的 10％即 可，两种频率下施加的电流应尽量接近，由此可得 到以下公式： f 尸  流+ 尸 0 杂散 (1) ‰：Jpr+尸  涡流+尸  杂散 (2) 户 ：(200／50)‰  流 (3) 户  杂散：(200／50)。 尸  杂{敦 (4) 式中 P 厂在 50Hz频率和额定电流下的负载 损耗 P捌厂在 200Hz频率和额定电流下的负载 损耗 P——额定电流下的总电阻损耗 流——在 50Hz频率额定电流下的绕组 涡流损耗 ：涡流——在 200Hz频率额定电流下的绕 组涡流损耗 杂散——在 50Hz频率额定电流下结构件 的杂散损耗 杂散——在 200Hz频率额定电流下结构 件的杂散损耗

3故障实例

  3．1 产品参数 产品参数如表 1所示。直流电阻测量及 50Hz 和 200Hz频率下负载损耗测量的数据如表2所示。
  3．2 计算绕组涡流损耗和结构件杂散损耗{测量温 度 30．5℃) P ：1．5  ： 旦  × J 125．51 ：7 409．42W (1 JY]：1．5，  t』v 一1．5x(0．0002775+0．0002769+0．000278 1) 一 3 ，、 3 936．5 ：6 450．15W ： ( 1+ (IⅣ1=1 3 859．57W 从表 2中数据可知 ，P∞ =23 187．8W，P20o = 59 619．8W 。 代入式(1)、式(2)、式(3)和式(4)可算出 P 流：1 348．1W k杂散=7 980．2W
  3．3 故障原因分析 将以上计算结果与设计值进行比较，绕组电阻 损耗和绕组中的涡流损耗与设计计算值接近，说明 导线不存在问题，绕组中也不可能存在换位环流等 问题，结构件中杂散损耗较大，说明油箱或其他结 构件中某处存在较大的杂散损耗。 油箱或结构件中某处存在较大涡流引起的损 耗，应该出现局部过热点，可用温升试验来验证。开 关位于最小分接，加到该分接总损耗 10mirl后，发现 在箱盖上低压套管间温度达到70~C左右，1h后最热 点温度达到 138oC左右，由于想通过油色谱分析来 判断内部结构件是否有局部过热点，所以继续进行 温升试验。8h后数据稳定时，环境温度为 31 oC，油箱 表面最热点温度高达 159oC，但温升试验后变压器 油色谱分析数据无异常，说明内部无局部过热点， 损耗超差的原因是箱盖上的涡流损耗太大。
  3．4 故障原因的验证 虽然在油箱盖上低压套管问加了非导磁钢板， 但试验证明效果不理想，于是用整块非导磁钢板重 新生产油箱盖，重新进行负载试验，然后又进行温 升试验，温升试验结果为油顶层温升 48．9K，比返工 前下降8．6K，油箱表面最热点温升降为56．5K，返工 后的测量数据如表 3所示。 重新计算绕组涡流损耗和结构件中杂散损耗 (28．5qC) ‰  ．5FRuv： × 125．52=7 388．8W f1Jv)=1．5FRI 3 936．52=641 1．0W (Hv)+ (Lv)--13 799．8W 从表 3中数据 可知 P∞H =20 546．3W，P200H ： 51 796．1W 。 将此数据代入式(1)、式(2)、式(3)和式(4)算 出： № 漉：1 352．9W f  杂散=5 393．6W 从以上计算结果可知，返工后的绕组涡流损耗 (1 352．4W)与返工前绕组涡流损耗 (1 348．1W)相 比，数据基本不变 ，但结构件中的杂散损耗下降 2 586．3W (忽略两次测量温度不同带来的微小差 异 )，返 工后 75qC时 的负 载损耗 为 23 443．6W (60Hz)，比返工前下降2 565．1W(下降 9．98％)，小于 保证值 23 500W，试验合格，说明这种分析计算方法 是正确的。

4结论

  (1)用不同的电源频率测量负载损耗，计算绕组 涡流损耗和结构件中的杂散损耗的方法，对分析变 压器结构件杂散损耗偏大、绕组换位或并绕导线股 间短路引起的环流问题比较有效，是一种分析变压 器损耗超差原因的简便有效的方法。 (2)这种方法对分析变压器的损耗构成情况、降 低变压器的附加损耗、优化变压器设计以及提高变 压器效率具有实际的意义。