中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电力变压器有载分接开关过渡电阻试验仪

ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪

测试YN、Y、△型变压器,阻值不用换算直接显示
可带绕组、不带绕组测量

参考标准：DL/T849.6-2004

ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪用于测量和分析电力系统中电力变压器及特种变压器有载分接开关电气性能指标的综合测量仪器。它采用计算机控制，通过特殊设计的测量电路，可实现对有载分接开关的过渡时间、过渡波形、过渡电阻、三相同期性、等参数的测量。

用户可根据需要和现场条件，直接由分接开关引线进行测量，也可由变压器三相套管及中性点直接接线测量。

中试控股始于1986年 ▪ 30多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商

ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪产品概述
有载分接开关是与变压器回路连接的唯一运动部件，因此有载分接开关的检测，越来越引起重视。在《电力设备交接和预防性试验规程》中，要求检查有载分接开关的动作顺序，测量切换时间等。该仪器主要用于测量变压器有载分接开关的过渡波形、过渡时间、各瞬间过渡电阻值、三相同期性等。
该仪器智能化程度高，全部中文菜单提示，操作简单。仪器体积小，重量轻，抗干扰能力强，大大减轻了现场工作人员的劳动强度，是发供电单位，变压器制造行业保障安全生产，提高产品质量的理想仪器。
ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪功能特点
? 仪器输出电流大，重量轻；
? 测试YN、Y、△型变压器,阻值不用换算直接显示；
? 可带绕组、不带绕组测量；
? 波形显示根据采样值自动调整电阻、时间值幅值
? 具有完善的保护电路，可靠性强；
? 7寸的大液晶显示，便于现场操作；
? 内置大容量锂电池，可不接外部电源；
? 内部可以自动保存500组数据。
ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪技术参数
输出电流   1.0A、0.5A、0.2A
测量范围   过渡电阻：0.3Ω～20Ω(1.0A)   5Ω～40Ω(0.5A)     
20Ω～100Ω(0.2A)
   过渡时间：0～320ms
    开路电压   24V
测量精度   过渡电阻：±(5%读数±0.1Ω)
   过渡时间：±(0.1%读数±0.2ms)
采样速率   20kHz
存储方式   本机存储
外形尺寸   主机360*290*170（mm）线箱360*290*170（mm）
仪器重量   主机6.4KG  线箱4.55KG
四、使用条件
环境温度   -10℃～50℃
环境湿度   ≤85%RH
工作电源   AC220V±10%
电源频率   50±1Hz
ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪面板介绍
图5.1  面板图
1.风  扇：排风口。
2.A、B、C、N 分别对应变压器的A、B、C、N。
3.AC220V：整机电源输入口，带有交流插座，保险仓和开关。
4.接地柱：为整机外壳接地用，属保护地。
5.散热孔。
6.232串口
7.USB口
8.打印机：高速打印机，打印测试结果。
9.显示器：7吋高亮液晶显示屏。
  10.充电孔
ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪操作说明
操作时需注意事项：
? 使用前，仪器的接地端子必须接好地线。
? 测试过程中，不允许拆除测试线。
? 带绕组测试时，变压器的非测试端应三相短路接地。
? 对于长时间未动的有载开关，测试前应多次转换开关，磨除触头表面的氧化层及杂质。

ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪仪器体积小，重量轻，抗干扰能力强，大大减轻了现场工作人员的劳动强度，是发供电单位，变压器制造行业保障安全生产，提高产品质量的理想仪器。

ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪

该仪器具有对所测数据进行分析、存贮、打印等功能。解决了目前电力变压器有载分接开关测量方法落后，没有专用测试手段的问题。可在电力设备预防性试验及变压器大修中及时诊断出有载分接开关的潜在故障，对提高电力系统运行的可靠性具有重要意义。
有载分接开关是与变压器回路连接的唯一运动部件，因此有载分接开关的检测，越来越引起重视。

在《电力设备交接和预防性试验规程》中，要求检查有载分接开关的动作顺序，测量切换时间等。

该仪器主要用于测量变压器有载分接开关的过渡波形、过渡时间、各瞬间过渡电阻值、三相同期性等。
该仪器智能化程度高，全部中文菜单提示，操作简单。

ZSKC-5000 变压器有载分接开关测试仪测量变压器有载分接开关的过渡波形、过渡时间、各瞬间过渡电阻值、三相同期性等,自带串口、USB、选配带电池

中试控股是一家专业研发生产串联谐振的厂家，本公司生产的串联谐振在行业内都广受好评，以打造最具权威的“串联谐振“高压设备供应商而努力。软开关技术、谐振型开关变换技术使得大功率、高频化电源的实现成为可能，它应用谐振的原理，使开关器件中的电流(或电压)按正弦或准正弦规律变化采用软开关技术，其实质就是在主开关上增加电感和电容等储能元件构成谐振电路.当变换器主开关进行换流时产生谐振，迫使主开关上的电压或电流变为零，从而为主开关提供一个零电压或零电流的开关环境。最理想的软开通过程:电压先下降到零后，开通主管，电流上升到通态值，开通损耗近似为零。另外，因器件开通前电压已下降到零，器件结电容上的电压亦为零，故解决了容性开通问题.这意味着二极管已经截止，其反向恢复过程结束，因此二极管反向恢复问题亦不复存在.最理想的软关断过程:电流先下降为零开通主管电压上升到断态值，所以关断损耗近似为零.由于器件关断前电流已下降到零，即线路电感中电流为零，所以感性关断问题得以解决。它不仅可以解决硬开关变换器中的硬开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题及二极管反向恢复问题，而且还能解决由硬开关引起的EMI等问题。

本课题研究的电源功率为32kW，工作频率为5kHz~20kHz,为了减小高频时开关器件的损耗，采用串联谐振软开关技术，使得开关器件能够实现零电流关断，其主电路原理图如图 1所示：

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图1 全桥串联谐振式电路原理图

2.串联谐振原理分析

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为了减小开关损耗，在电路工作中，使得开关频率小于或等于谐振频率的一半，使电流工作在断续状态。

结合上面的分析，我们对图 1电源主回路等效原理图的工作模态进行计算分析。

 

 

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图2 等效电路模型

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图 3 电流断续工作方式的主要波形

设电感L1电流为i，电容C1电压为U1，电源一个谐振周期内各个模态图如图4所示，电源工作波形如图 3所示。电路工作特点是：开关频率fs必须低于谐振频率fr的一半，保持主回路串联谐振条件恒定不变，使整个电路工作于不连续导电模式。对于主电路中的逆变电路，采用脉冲频率调制（PFM）改变开关频率，驱动脉冲满足：在正常的导通情况下，加在逆变开关上的驱动信号应该是互补的，即当第一组(VD1与VD4)开管导通时，第二组开关(VD2与VD3)截止；第二组开通时，第一组截止。电路具体工作流程分析如下：首先假定输入的滤波电容的容量足够大，在逆变过程中其上的电压E基本保持不变，由于储能电容远大于谐振电容，可以把每一个开关周期看成是恒压源电压不断上升的过程。这样可以将图1中的电路的工作过程等效为4个工作模态，其中U0=Uco/K，Uco为负载电压，K为高频变压器的变比。以图2（a）中电流方向为正，则等效电路满足2-1和2-2式：

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开通Q1、Q4，电流i正向移动，L1与C1谐振，到t1时刻i过零，U1达到最大值，电路进入第二模态。

模态2的等效电路如图2（b）所示，电流i反向，流过功率管Q1、Q4的体二极管VD1、VD4，且数值逐渐增大，U1逐渐减少，t2时刻关断Q1、Q4，由于此时VD1、VD4导通，故Q1、Q4属零电流关断。模态2的初始条件为i(t1)=0，U1(t1)=2E，U0(t1)大于零。其中，U0是模态1结束后负载电容C0上的电压值折算到变压器原边的数值。电路方程：

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t6时刻i到零，Q2、Q3零电流关断。t7时刻VD2、VD3自然关断，模态4结束。

分析4个模态的方程，可以看出电流i峰值的变化规律，  Im(1)=E/Zr，    Im(3)=︱-(E+ U0)/Zr︱，与Im(1)相比，Im(3)有所增加。Im(2)=︱(U0-E)/Zr︱，Im(4)= ︱(E- U0)/Zr︱，后式中U0的值比前式的大，因此，与Im(2)相比，Im(4)有所减少。若列出下一个谐振周期的电路方程，同样有此规律。这样随着谐振次数的增加，储能电容上的电压也随之增加到设定值。

从上面的推导可以看出：

①输出电流的幅值在输入电压E和谐振参数一定时，仅与负载电容折算到原边的电压值有关，而在一个谐振周期内的电流有效值是不变的。

②固定开关导通脉冲宽度ton不变，开关频率小于或等于谐振频率的二分之一，采用脉冲频率调制（PFM）改变开关的断开时间，电路维持在电流断续的工况，从而保持谐振条件的不变。

③一个开关周期的高频变压器的原边电流有效值随着开关频率的增大而增大，从而耦合到高频变压器副边的电流也随之增大，因此实现通过调节逆变器件的驱动脉冲周期来改变负载电容的充电电流。

3.串联谐振参数的计算

理论计算时，可以选取上面分析的四种模态中一种，列出微分方程，然后依据每一种模态的初始条件，求解微分方程就可以得到电感和电容值。这里给出工程上的一种计算方法。

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4.串联谐振实验验证

 

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图 5 电流断续工作方式的主要波形

根据设计的谐振电感和电容值，可得到系统的串联谐振频率约为50kHz,由实验结果可以得到实际电源系统的谐振频率为66.7kHz,这是由于系统中脉冲变压器和寄生电感、分布电容以及开关器件的寄生电感和电容引起的。开关频率为20 kHz，保证了开关频率始终小于谐振频率的一半，整个电路电流始终工作于不连续导电模式。

由图5所示，电流波形趋近于正弦，在调频过程中，必须控制脉冲的关断时间在电流为负的时间里才能实现零电流关断，无法实现软开通。

5.串联谐振小结

(1).结合课题本身，文中详细分析了单相全桥串联谐振软开关的工作原理以及谐振参数的计算。

(2).通过MATLAB软件仿真，证明了此方案的可行性并优化了方案的设计。

(3).应用串联谐振软开关技术的电源已经开发成功，并且已经有多台产品投入实际应用。

ZSGK-9B高压开关动特性测试仪是为适应现场测试高压开关动作特性的需要，开发研制的专用仪器。它以单片机为核心进行采样，处理和输出，其主要特点是采用汉字提示以人机对话的方式操作，汉字显示结果并打印输出，具有智能化、功能多、数据准确、抗干扰性强、操作简单、体积小、重量轻、外观美等优点，适用于各种户内、户外少油、多油开关、真空开关、六氟化硫开关的动特性测试。随着社会的发展，人们对用电的安全可靠性要求越来越高，高压断路器在电力系统中担负着控制和保护的双重任务，其性能的优劣直接关系到电力系统的安全运行，机械特性参数是判断断路器性能的重要参数之一。 

高压开关动特性测试仪是本公司为适应各种高压开关动作特性测试的需要，开发研制的专用仪器，能够准确地测量出各种电压等级的少油、多油、真空、六氟化硫等高压断路器的机械动特性参数。仪器采用大屏幕显示，汉字提示人机对话的方式操作，汉字显示结果并打印输出，具有智能化、功能多、数据准确、抗干扰性强、操作简单、体积小、重量轻、外观美等优点。

断口接线方法：

该仪器共设二个断口测试输入接口，每个断口共四线，分别为A(黄线)、B(绿线)、C(红线)接三相动触头端，GND(黑线)接相对公共端静触头，总共可对六断口的断路器(开关)的测试取样。

下图中以三断口和六断口断路器连接为例，断口测试输入接口都用上，连接方式为：A1、A2、接断口输入的黄线，B1、B2接断口输入绿线，C1、C2接断口输入红线，对于三相三断路器连接就只需用前一个断口测试信号输入接口，其中A1断口为主断口。（注：三断口，六断口断路器共一个公共地GND）。

分合闸控制接线方法：

现场试验时，如果采用仪器内部电源，合闸控制线（红色）、分闸控制线（绿色）、公共线（黑色）接入到仪器面板的“分合闸控制”端口（航空插头）, 仪器 分+、合+、负 输出时，一般须接在辅助开关接点前（可有效保护线圈和仪器）。接线时注意切断高压开关装置自有的操作电源（断开刀铡或者拔掉保险），以免两种电源冲突,损坏仪器。

高压开关在使用之前和使用的过程中，都需要进行检测，来判断高压开关的绝缘属性，看看其还能否正常的工作，因此需要用到高压开关动特性测试仪。而高压开关动特性测试仪（断路器测试仪）的精度高不高，全靠该设备上的传感器，很多电力工作者在使用设备的过程中，不知道这传感器应当怎么安装。