中试控股技术研究院鲁工为您讲解：SCB12变压器阻抗电压测试仪

ZSCT-3600 变压器短路阻抗测试仪（单相）

彩色触摸屏适用于任意阻抗的试品，对被测试品进行测量，具有测量零序阻抗功能
电压测量范围：20～1000V ，电流测量范围：0.1A～100A

ZSCT-3600 变压器短路阻抗测试仪用适用于任意阻抗的试品，可外接调压器，对被测试品进行测量，具有测量零序阻抗功能；精度：电压，电流:0.2级，电压测量范围：20～1000V  ，电流测量范围：0.1A～100A。
变压器低电压短路阻抗测试仪，适用于电力变压器（单相或三相）出厂、大修、预试以及交接试验中低电压负载阻抗测试，常规试验项目中的基本项目。

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ZSCT-3600 变压器短路阻抗测试仪简介
ZSCT-3600 变压器短路阻抗测试仪即可单相测试，也可三相测试（手动），适用于任意阻抗的试品，可外接调压器，对被测试品进行测量，具有测量零序阻抗功能；精度：电压，电流:0.2级，电压测量范围：20～1000V  ，电流测量范围：0.1A～100A。
变压器低电压短路阻抗测试仪，适用于电力变压器（单相或三相）出厂、大修、预试以及交接试验中低电压负载阻抗测试。常规试验项目中的基本项目，
原理是在现场对电力变压器进行短路阻抗（%）测试，并与铭牌值或出厂值进行比较，能发现出厂试验后经运输、安装和运行中严重故障电流等所造成的绕组位移、变形等缺陷（ 《2000年中国供电国际会议》中规定超过± 3%的短路变化应视为显著变化）。
短路阻抗是变压器的重要参数，短路阻抗法是判断绕组变形的传统方法，根据GB1094.5-2003和IEC60076-5:2000规定，短路电抗的变化量是判断变压器绕组有无变形的唯一判据。
根据《DL/T 1093—2008电力变压器绕组变形的电抗法检测判断导则》绕组参数的相对变化和三相不对称程度作为判断绕组有无变形的依据。测量变压器绕组参数也是检验变压器的制造工艺水平和判断运输过程对变压器绕组有无不良影响的有效手段。
ZSCT-3600 变压器短路阻抗测试仪短路故障的接线方式
对双绕组变压器和不带第三绕组的自耦变压器，由于二次侧(低压侧)的短路能最严密地反映系统的 
短路故障状态，因此应优先考虑二次侧短路。短接时应采用低电阻的铜排或进行短接。对三绕组变 
压器(包括自耦变压器)，必须根据每台特定的变压器来决定短路的方式和施加短路的端子，每个绕 
组的最大故障电流可以根据故障的类型计算出来。因它是由不同的故障类型、故障位置和系统数据 
来决定的，在试验时应至少在一种试验中受到最大故障电流的作用。通常是通过几种不同的接线方 
式进行短路承受能力试验，从而保证所有绕组的短路承受能力都得到验证。
短路试验可采用两种方式：
(1)预先短路法：也称对预先短路的变压器施加电压的短路试验，即在变压器的二次侧预先短路或 
合上断路器，然后在一次侧进行励磁。这种方法要求离铁心柱最远的绕组接电源，目的是为了尽可 
能地避免铁心饱和以及在最初的几个周期内的磁化涌流叠加到短路电流上。
(2)后短路法：也称对预先励磁变压器进行短接的短路试验，即变压器一次绕组施加励磁电压，二 
次绕组利用短路装置进行短路的方式。这种方式更接近实际运行状态。
3 短路试验电源
ZSCT-3600 变压器短路阻抗测试仪短路试验方式与试验室现有的电源有关。
一般来说，三相电源可以进行三相变压器的三相短路和单相对地短路试验，试验接线见图1。单相 
电源可以模拟三相变压器的三相短路，也可以进行单相变压器的单相短路，试验接线见图2。对于y 
联结绕组，是在一个线路端子与其余两个连在一起的线路端子之间施加电源或短路(通常称1.5相试 
验)。对于d联结绕组，是在两个线路端子之间施加电源或短路，而第三线路端子无任何接线。
(a)yd联结 (b)yy联结 (c)dy联结 (d)dd联结 (e)自耦变压器yy联结 (f)双分裂变压器dy联结fd、 
hd分、合闸断路器
(a)yy联结 (b)yd联结 (c)dy联结 (d)dd联结
这里解释一下单相电源模拟三相变压器的三相短路的情况。在国标中规定，对三相变压器的每一相 
应进行三次短路承受能力试验，其中非对称短路电流的第一峰值一次为100%，另两次不低于75%。 
当应用三相电源进行三相变压器短路试验时，通常是选择某一相电压过零时选相合闸开关合闸，以 
便获得最大的非对称短路电流第一峰值。此时该相对称短路电流的第一峰值最大(假设为100%)，而 
另两相的相电压合闸角一相是+30°，另一相是-30°。通过计算可知其短路电流第一峰值都大于 
75%，这是与标准规定一致的。而采用单相电源模拟三相变压器的三相短路时，通常短路试验接线 
是采用1.5相试验，通过选相合闸开关选择相电压过零合闸来得到非对称短路电流的第一峰值，另 
两次可以调整合闸角度来达到非对称短路电流的第一峰值不低于75%。而iec标准要求三相变压器的 
每一相都应承受三次100%的非对称短路电流，只要是三次皆过零合闸就可以实现，因此用单相电源 
模拟三相变压器的三相短路是等效的。但实际上实现每次都是相电压过零合闸是不现实的。同步合 
闸装置是有一定分散性的，因此标准规定非对称短路电流第一峰值偏差为±5%。实践证明，在电压 
过零的±15°范围内合闸是完全可以满足标准要求的。
ZSCT-3600 变压器短路阻抗测试仪技术指标 
(1)基本量程（大范围） 
1．电压(量程自动)：  15～1000V        ±（读数×0.2%+3字）
2．电流(量程自动)：  0.1A～100A      ±（读数×0.2%+3字）
3．功率：          COSΦ ＞0.15        ±（读数×0.5% +3字）
4．频率(工频)：    45～65(Hz)    测量精度：±0.1%  
5．短路阻抗：      0～100%   测量精度：±0.5%  
6．重复稳定度：      ＜0.2%   
7．仪器显示： 5位数字
(2) 扩充量程
电压、电流可通过电压互感器(PT)和电流互感器(CT)扩充到所需的任意值，其它各量本仪器能按互感器的倍率自动地相应调整。
(3)仪器其他参数
1．环境温度： -10℃～40℃
2．相对湿度： ≤85%RH 
3．工作电源： AC 220V±10%   50Hz±1Hz
4．外形尺寸： 380×260×120mm
5．仪器重量： 4.5Kg (不包括测试线)
国家电力公司颁发的[2000] 589 号文件《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中15.2条规定：“110KV及以上电压等级变压器在出厂和投产前应做低电压短路阻抗测试或用频响法测试绕组变形以保留原始记录。”15.6 中规定：“变压器在遭受近区突发短路后，应做低电压短路阻抗测试或用频响法测试绕组变形，并与原始记录比较，判断变压器无故障后，方可投运。”
低电压短路阻抗试验是鉴定运行中变压器受到短路电流的冲击，或变压器在运输和安装时受到机械力撞击后，检查其绕组是否变形的直接方法，它对于判断变压器能否投入运行具有重要的意义，也是判断变压器是否要求进行解体检查的依据之一。

ZSCT-3600 变压器短路阻抗测试仪（单相）允许的测量范围可直接测量，超出测量范围可外接电压、电流互感器，仪器可设置外接电压、电流互感器的变比，直接显示施加的电压、电流的值。

ZSCT-3600 变压器短路阻抗测试仪根据《DL/T 1093—2008电力变压器绕组变形的电抗法检测判断导则》绕组参数的相对变化和三相不对称程度作为判断绕组有无变形的依据。测量变压器绕组参数也是检验变压器的制造工艺水平和判断运输过程对变压器绕组有无不良影响的有效手段。

国家电力公司颁发的[2000] 589 号文件《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中15.2条规定：“110KV及以上电压等级变压器在出厂和投产前应做低电压短路阻抗测试或用频响法测试绕组变形以保留原始记录。”15.6 中规定：“变压器在遭受近区突发短路后，应做低电压短路阻抗测试或用频响法测试绕组变形，并与原始记录比较，判断变压器无故障后，方可投运。”

ZSCT-3600 变压器短路阻抗测试仪变压器短路试验的方法
变压器的短路承受能力试验主要是考核其承受短路的机械力，并不能验证其热特征(在标准中明确 规定承受短路的耐热能力由计算验证)。短路承受能力试验通常是在试验室完成的。国际委员会 
(iec)和我国标准(gb)都对变压器承受短路的能力进行了明确的规定，并且对短路承受能力试验的 方法和要求进行了阐述。下面就试验中有关的具体问题作进一步的分析。

    单片机控制单元主要由80C196 单片机为 核心,外部扩展程序存储器EPROM27128, 数据存储器RAM6264 和E2PROM2864,译码电路由两片7 4 L S 1 3 8 实现.地址锁存由 74LS373 完成,I/O 口扩展由一片8255 实 现,实现对打印机的控制,输出继电器的 控制, 键盘的输入和液晶显示的控制.

    恒流源电路主要由恒流源的采样电路、比较电路等,将交流电通过整流桥将 交流电变为直流电,经电流调整和电流反 馈, 最后实现0 . 1 A~1 0 A 范围的稳流输出.

    由于绕组电感的存在, 残余电流对使 用者和测试设备将构成威胁,因此必须有 电流放电回路,电流放电回路由放电电阻 和一个反向二极管构成,充电时二极管关 断,电源对绕组充电,断电时二极管导通, 绕组通过二极管和放电电阻放电.

    测量回路主要由恒流源输出稳定电流 直接通过电力变压器绕组,不接入标准电 阻(将串入电阻用继电器短接),测量充电 电流,当充电电流达到设定值时将继电器 断开,将电阻串入测量回路中.为了保证 单片机供电稳定性,继电器控制电源单独 供电.

    测量结束时,将继电器K1 断开,因变 压器绕组具有大电感,电流不能立即降为 零,这样就会产生很大的电势,因此必须 加有放电回路,在本放电回路中,当继电 器K1 断开后,二极管D1 导通,绕组中电 流通过放电电阻R4 和二极管形成回路,完 成放电过程.放电电阻的选择要适当,放 电电阻越大.电阻上消耗的功率越,放电 时间越短,放电回路两端的电压越高.因 此放电电阻的选择既要控制放电电压值是 安全的, 又要使放电时间尽可能短.

    信号采集是针对80C196单片机而言 的, 为实现测量结果的显示及保护等功 能,必须有采样计算电路,一方面可利用80C196单片机8 路10 位A/D 转换器以及CPU的计算处理功能,另一方面可以使用 单独的A/D 转换器件,故选取了AD1674, 但是,进入A/D 转换器和单片机的信号必 须是经过调理的信号,它要求符合以下条 件:

    (1)信号幅值不能超过± 5V;

    (2)进 入AD1674 和单片机输入口的信号是电压 信号;

    (3)输入信号不能干扰系统的正常 工作.

    因此,对于进入AD1674 和单片机的信 号必须经过适当的处理.这个过程需要将 进入AD1674 和单片机的电流信号要转换 成电压信号,此过程可利用电阻实现;对 于高压、交变信号要转换成低压才能进入 单片机.

    中试控股电力在该设计中, 采用直流采样.被测变 压器绕组两端的电压通过滤波、放大和缓 冲等环节送入AD1674 的采集端口,滤波采用R 、C 滤波,缓冲采用电压跟随器. 转换电路是使用AD1674通过外部适 当连线可以实现单极性输入,也可以实现 双极型输入.输入信号均以模拟的AGND为基准,模拟输入信号的一端必须与AG相连, 并且接点尽量靠近AGND引脚,接线应短,片内10V基准电压输出引脚REFOUT也是以AGND为基准, 通常数字 地DGND与AGND连在一起.所有电位器(调增益和调零点用)均应采用低温度系数电位器.例如金属模陶瓷电位器.

    目前,为单片机应用系统配置的微型打印机中, 比较流行的选用TPP系列的点阵微型打印机.这种打印机整机体积 小,重量轻,功能完善,操作简单,连接 方便.故选用该系列中的一种面板式超小 型点阵通用打印机TPP-A40P.

    测试仪设计完成后, 经过计算机仿真,通过对仿真数据结果的计算,可以有效的减少直流电阻的测量时间,并且可保 证较高的准确性,验证了设计的合理性和 可行性.在今后的学习和研究中,工作的重点是更有效的减少测量时间,以应对变 压器不断增长的容量对绕组测量的影响.变压器的烧毁通常是因为温升的过程中温度过高或者绝缘性能被损坏.烧毁前温度不高,不代表局部温度也不高.变压器过载、温升设计余量过小、异常的谐波加热,都可能导致局部高温,进而导致变压器出现故障.