摘要：变压器空载损耗主要是铁芯损耗，即由于铁芯的磁化所引起的磁滞损耗和涡流损耗。变压器空载试验指从变压器任意一侧绕组（一般为低压绕组）施加正弦波形、额定功率的额定电压，在其他绕组开路的情况下测量变压器空载损耗和空载电流。该试验可以发现磁路中的铁芯硅钢片的局部绝缘不良或整体缺陷，如铁芯多点接地、铁芯硅钢片整体老化等；根据交流耐压试验前后两次空载试验测得的空载损耗相比较、判断绕组是否有匝间击穿情况等。

关键词：三相变压器；空载试验；分析
　　《规程》规定，对容量为3150kVA及以上的变压器应进行此项试验，测量得出的空载电流和空载损耗数值与出厂试验值相比应无明显变化。在电力系统10kV～330kV的范围内，绝大多数使用三相共体变压器，三相变压器空载试验在人们的工作中占有很大比例，故本文主要讨论三相变压器的空载试验方法及注意事项。

1 试验方法和接线
　　1.1 双瓦特表法
　　1.1.1 当试验电压和电流不超出仪表的额定值时，可直接将测量仪表接入测量回路。
　　1.1.2 当试验电压和电流超过仪表的额定值时，可通过电压互感器及电流互感器接入测量回路。
　　1.2 三瓦特表法
　　三相变压器的损耗也可以用三瓦特表法测量，变压器的损耗等于三个瓦特表之和。

2 三相变压器的单相空载试验
　　当现场没有三相电源或变压器三相空载试验数据异常时，一般进行单相空载试验，对各相空载损耗的比较，可了解空载损耗在各相的分布状况，对发现绕组与铁芯磁路有无局部缺陷，判断铁芯故障的部位较为有效。
　　进行三相变压器单相空载试验时，将三相变压器中的一相依次短路，按照单相变压器的空载试验接线图接好线，在其他两相上施加电压，测量空载损耗和空载电流。一相短路的目的是使该相没有磁通过，因而也没有损耗。

3 降低电压下的空载试验
　　受试验条件的限制，现场常需要在低电压（5～10%的额定电压）下进行空载试验。由于施加的试验电压较低，相应的空载损耗也很小，因此应注意选择合适量程的仪表，以保证测量的准确度，并应考虑仪表、线路等附加损耗的影响。在低电压下得到的空载试验数据主要用于与历次空载损耗数值比较，必要时可近似换算成额定电压下的空载损耗。

4 直接用系统电源进行的空载试验
　　由于设备及运输方面的原因，电力系统运行部门在现场一般不用较大容量的调压器和变压器来进行空载试验，而直接采用系统电源进行空载试验。
　　用系统电源进行空载试验时，由于没有调压过程，而是系统电压直接加到变压器上，相当于投空载变压器，对系统有一定的影响。因此用这种方式试验时，对变压器、线路、测量仪器设备进行细致的检查，确认无误后方可进行。
　　实验前先将测试仪表设备接好，将测试电流互感器用一组高压隔离开关短路，然后在系统电压下合电源开关，被试变压器将承受很高的操作过电压和很大的励磁涌流，待涌流过后，用绝缘棒拉开短路用隔离开关再进行测试。现场没有高压隔离开关时应将测量电流互感器二次侧用低压开关短路，涌流过后再拉开二次侧低压开关，防止涌流对测量仪表的冲击和损坏。
　　用系统电压做空载试验时，为避免涌流和磁滞等的影响，合闸后应待涌流过后仪表读数非常稳定后方可读取测试数据，不应合闸后马上读取。
　　系统电压一般很少恰好与视频电压相等，但相差不会太大，因此，要根据系统的实测电压与试品额定电压的差异，来分析测量数据与出厂数据的差别，判断产品是否有故障。
　　由于系统电源的容量足够，系统电压与额定电压接近，试验时可利用系统现有设备，不需要大容量的实验设备，试验电压波形无畸变，因而这种试验方法现场经常采用。

5 空载试验的注意事项
　　5.1 为测量准确，变压器空载试验所使用的测量用互感器、仪器仪表的准确度不应低于0.5级。
　　5.2 空载试验使用的功率表应选用cosφ=0.1、准确度不低于0.5级的低功率因数功率表。这是因为在交流电路中，功率P=UIcosφ。变压器空载试验时，cosφ很低，用普通的功率因数功率表，会造成电压、电流随都达到功率表的标准值，而读数却很小，造成测量不准确。例如用cosφ=1、倍数为5、满刻度为150格的功率表（电压量程150V，电流5A）去测量cosφ=0.2的大型变压器的空载损耗，当电压为100V，电流为5A时，表读数却只有100×5×0.02=10格，即读数很小，不易读准确。如果电压互感器的变比为100，电流互感器的变比为30，那么，上述表的读数每差0.1格（例如10.1读成10）的误差为0.1×30×100×5=1.5（Kw），即误差百分数为（0.1/10）×100%=1%。当改用倍数为0.5、cosφ=0.1，满刻度为150格的同样两成档的低功率因数功率表去测量时，读数可提高到100格，每差0.1格时的误差百分数仅为0.1/100×100%=0.1%了。所以现场空载试验时一般采用cosφ=0.1，准确度为0.2、0.5级的低功率因数功率表。
　　5.3 接线时必须使功率表的电流线圈和电压线圈两端子间的电位差最小，并注意电流线圈和电压线圈的极性。极性连接正确无误后，测量出的功率是两只功率表或三只功率表读数的代数和。功率表的指示可能是正值也可能是负值。
　　5.4 空载试验使用的互感器的极性必须正确连接，一、二次连接相对应，二次端子与表计极性的连接相对应，不可随意。还须注意，互感器的二次端子中有一个应安全接地，对三相互感器或三只单相互感器，应是同名端、同一接地点接地。
　　5.5 对大型变压器进行现场空载试验时，应有事先经过上级同意的试验方案；了解变压器出厂试验时的铭牌空载损耗和空载电流百分数数值；选用合适变比和量程的互感器和仪表。直接用系统电压进行空载试验时，对有关继电保护、运行方式应予以计算调整，防止发生事故。试验时，试验现场应设围栏，做好各项安全措施，指定专人负责，保证试验时人身和设备的安全。
　　5.6 精度要求较高的空载试验或对小容量变压器进行空载试验和大容量变压器在低电压下进行空载试验时，应考虑排除附加损耗的影响。
　　实际测量的损耗中包含有功率表电压线圈、电压表本身和电缆线的损耗，对于中、小型变压器，这个损耗占空载损耗的1.5%～5%，因此必须进行校正。校正公式为P0=P'0-P'
　　式中，P'0-包括仪表及电缆线的损耗在内的空载损耗实测值；
　　P'-仪表及电缆线的损耗。
　　P'可以在被试变压器断开的情况下，施加试验电压，直接从瓦特表上读出来，也可按照下式估算，即
　　式中，U-施加试验电压，V；
　　rW、rad、rv-分别为功率表电压线圈电阻、附加电阻和电压表线圈电阻，Ω。
　　5.7 进行空载试验时，试验电源应有足够的容量。试验电源容量估算式为S=SN×I0%
　　式中：S-试验所需的电源容量，KvA；SN-被试变压器额定容量，Kva；I0-被试变压器空载电流占额定电流的百分数。
　　为保证获得不畸变的正弦波电压，实际选择容量时英尽量大于上式估算结果。
　　另外，试验时还应特别注意安全，避免麻痹大意，造成的试验误差过大或者是出现事故。