中试控股技术研究院鲁工为您讲解：SCB15变压器阻抗测试仪

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。

显然，绕组的结构、大小、位置和引线不同，频峰和频谷的位置和高低也不同，频谱也就不同，因此，不同绕组的频谱图谱肯定不同。但是，对于同类型的变压器绕组，由于绕组结构的类似性，其测到的频谱曲线必然有可比性。可用来帮助判断和确定绕组的变形故障。

2 变压器绕组变形故障模拟研究

选取1台变压器进行变形故障的模拟试验研究，一种是局部的匝间压缩，即轴向压缩变形;一种是局部凹坑，属幅向变形。并分别采用阻抗法和频响法对两种变形进行测量，目的是比较两种方法对不同变形故障的灵敏性和有效性。变压器为三相两绕组，所测绕组为连续式。测试均在变压器吊罩后进行，测试结果见表1。

测试方法为：

——阻抗法测低压短路阻抗;

——电桥法测绕组漏感;

——BRTC变压器绕组特征测试仪(即频响测试仪)测绕组频谱。

1) 测试工况1

变形前，测录低压短路阻抗，漏感和高压三相绕组频谱曲线，如图4所示。

阻抗及电感测试工况1测试工况2测试工况3

C相短路阻抗/%8.088.086.96

阻抗变化率*/%/没有变化-13.86

C相漏感/H0.01930.01940.0168

漏感变化率*/%/0.52-12.95

图4 变形前高压三相绕组频谱(1～500kHz)

2) 测试工况2

轴向局部变形。在C相高压线圈顶部抽掉匝间垫块(见图5中的标示圈)，压紧头5匝线圈。高压绕组共80匝，因此，可认为有5%的变形。测录低压短路阻抗，漏感和高压三相绕组频谱曲线(见图6)。

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图5 轴向变形实物照片

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图6 轴向变形后高压三相绕组频谱(1～500kHz)

3) 测试工况3

幅向变形。在C相高压线圈底部用力敲两处，凹坑深达1 cm左右(见图7中的标示圈)，测录低压短路阻抗，漏感和高压三相绕组频谱曲线(见图8)。

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图7 幅向变形实物照片

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图8 幅向变形后高压三相绕组频谱(1～500 kHz)

针对上述3种测试工况分析为：

a) 轴向变形后C相的频谱曲线在第4个频峰发生了较明显的改变(箭头指处)，频峰向高频方向偏移约40 kHz，幅值变化约4 dB，A和B相的频谱基本不变。偏移频峰位于300～400 kHz的中高频域。根据频率谐振峰与变形面积的关系，第1个频峰发生改变，说明有整体变形;第4个频峰发生改变，说明线圈可能存在1/4面积以下的局部变形;频峰向高频方向偏移，说明部分分布电感减小或分布电容减小。

b) 幅向变形对频谱曲线的影响颇为显著。第1个频峰向高频方向偏移约6 kHz，表明整体电感有较明显的变化;中频域的频峰向中部发生大面积的挤压，说明局部的变形相当显著(箭头指处)，导致了整体特性的变化。

c) 阻抗法对影响整体电感的变形较为灵敏，如幅向变形、轴向扭曲、匝间开路、短路等，但对匝、饼间的局部拉伸压缩，线圈整体位移，分接开关触头烧蚀等不灵敏。频响法对影响线圈电容和电感的变形都很灵敏，因此后者具有显著的优越性。当然，阻抗法在长期的生产实践中已建立严格的规范和标准，便于实施，易于判断。建议在实际运用中，灵活结合两种方法，作出准确的分析和判断。

3 阻抗法和频响法分析实例解析

以变压器型号SFPSZ3—180 000/220，231/38.5/15.75为例，变压器低压出口侧发生对地闪络。常规试验项目检测发现：C2H2偏高，示内部有高能量放电;直流电阻测试表明低压绕组b相偏大2倍，有断股发生;低压短路阻抗测试发现高压加压，低压短路，测量短路阻抗发现b相相对其它相变化12.38%;低压加压，中压短路，测量短路阻抗发现b相相对其它相变化-18.68%;高压加压，中压短路，测量短路阻抗发现b相相对其它相变化-2.22%，说明漏感有较大变化。为了确认哪相绕组发生变形及可能变形的部位和程度，对低压绕组进行了频响实测，如图9所示。

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图9 变压器故障低压绕组三相绕组频谱

图谱分析表明，a相和c相频谱曲线严格吻合，b相频谱第一个频峰左移约4 kHz(箭头指处)，说明整体电感增大，与阻抗法的判断相符。中高频段频响幅值略有升高，频峰向高频方向略有偏移(箭头指处)，说明分布电感略有减小，对地电容可能改变，判断可能性较大的是幅向变形。因此诊断建议仅更换b相线圈。

后更换线圈解体发现，线圈由两根铜线并绕，共3段，每段22匝，线圈受力向内收缩，导致幅向扭曲，有一凸缘挤出约20 cm，61～62匝处开路有数股。更换b相线圈后复测低压绕组三相频谱如图10所示，基本吻合。