变压器的背靠背试验(Sumpner试验)
大型变压器的满载试验是为了确定变压器的最大温升,这被称为背靠背试验。背靠背试验也称为Sumpner试验或再生试验。
对于小型变压器,满载试验比较方便,但对于大型变压器,满载试验非常困难。这是因为,可能无法获得合适的负载来消耗大型变压器的满载功率。由于测试过程中大量的能量会在负载中浪费,因此成本也会非常高。
图示为背靠背试验的连接图。它需要两个相同的变压器T1和T2。两个变压器的主绕组并联连接,并以额定电压和额定频率供电。电压表 (V1)、电流表 (A1) 和瓦特表 (W1) 连接到输入侧。次级绕组串联连接,极性相反,这可以通过电压表V2来确定。电压表V2的量程应为任一变压器额定次级电压的两倍。
为了检查次级绕组是否反向串联,将任意两个端子(设为B和C)连接在一起,然后使用电压表V2测量其余两个端子(此处为A和D)之间的电压。如果电压表V2显示零读数,则两个次级绕组反向串联,并且端子A和D可用于测试。如果电压表V2读数约等于任一变压器次级电压的两倍,则两个变压器的次级绕组方向相同。然后,将端子A和C连接在一起,端子B和D用于测试。
现在,如果将主绕组连接到电源,则串联连接的两个次级绕组上的总电压为零。因此,次级绕组中没有电流流动,因此它们充当开路。因此,瓦特表 (W1) 的读数表示两个变压器的铁损。
借助调节变压器Tr(也由主电源激励)向次级电路施加低电压。调节此施加电压的幅度,直到电流表A2读数达到满载次级电流。此次级电流在主绕组中产生满载电流,该电流流过主绕组和主母线(由红色虚线表示)。因此,变压器以满载运行,因此瓦特表W2给出两个变压器的满载铜损值。
两个变压器的总空载电流由电流表A1测量。因此,在背靠背试验中,两个变压器都处于满载状态,但从电源汲取的功率只是为两个变压器的损耗供电所需的功率。
连接在背靠背测试电路中的仪表的读数如下:
$$\mathrm{电流表\:𝐴_{1}\:读数 = 两个变压器的空载电流 = 2𝐼_{0}}$$
$$\mathrm{电压表\:𝑉_{1}\:读数 = 施加的额定主电压}$$
$$\mathrm{瓦特表\:𝑊_{1}\:读数 = 两个变压器的铁损 = 2𝑃_{i}}$$
$$\mathrm{电压表\:𝑉_{2}\:读数 = 串联次级绕组的总电压}$$
$$\mathrm{电流表\:𝐴_{2}\:读数 = 两个变压器的满载次级电流}$$
$$\mathrm{瓦特表\:𝑊_{2}\:读数 = 两个变压器的满载铜损 = 2𝑃_{𝑐𝑢𝑓𝑙}}$$
现在,可以通过使变压器背靠背运行较长时间(例如36到48小时)并在定期时间间隔(例如每1小时)测量油温来确定两个变压器的温升。