中试控股技术研究院鲁工为您讲解：SCB15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。

绕组变形以后的变压器，运行中检测参数的改变包括电气和机械两个方面，因此，变压器绕组变形的分析、判断不是一个片面的问题而是一个综合的问题。中试控股电力讲解短路阻抗法变压器绕组变形测试必须综合考虑以下几个方面的影响：

(1)变压器三相间的短路阻抗测试结果是否平衡;

(2)与出厂值相比，短路阻抗的变化情况;

(3)运行中的电气试验、绝缘油色谱分析情况;

(4)运行中变压器是否有异常的声音及绝缘油的运行温度等。

6 结论

(1)短路阻抗值的变化直接与变压器绕组的结构相关，短路阻抗法可以用于变压器绕组的变形测试。

(2)常规的电流表、电压表不能满足以变压器绕组变形测试为目的的变压器短路阻抗测量。

(3)以变形测试为目的的变压器绕组短路阻抗测试仪，除应具有良好的测试精度外，尚要有良好的抗干扰能力。

(4)变压器绕组三相间的短路阻抗值的差异一般皆小于2%，三相间短路阻抗值3%的差异应认为是变压器短路阻抗的明显变化，必须引起足够的重视。

(5)变压器绕组变形测试分析判断时，当用同一试验仪器、同一测试方法测试结果的差异大于2%，应引起注意。0 前言

目前，检测变压器绕组变形一是阻抗法，二是频响法和低压脉冲法。从目前的技术成熟度看，频响法用于现场要比低压脉冲法易于实施，测得的图谱较稳定，重复性好，不易受试验接线、外界干扰的影响。因此，频响法的应用比较普遍。相对阻抗法，频响图谱包含的绕组特征信息丰富得多，对绕组变形的反映较灵敏。阻抗法则实施更简单，有标准可循，仍不失为一种普测和互补的手段，尤其是对量大面广的中低电压等级的变压器而言。

由于实际的变压器种类繁多，结构多样，导致变压器绕组的数学建模相当困难，而简单的模型计算与实测的数据还相差甚远。为此，本文以试验研究的方法，摸索综合应用阻抗法和频响法诊断电力变压器绕组变形的依据和规律。通过选择实际的变压器，借助比较成熟的测试技术和手段，建立变压器绕组的物理模型进行分析。推动该测试技术的成熟和完善，促进变压器绕组的理论研究。

  1 阻抗法和频响法的测试原理和接线

阻抗法是通过测量工频电压下变压器绕组的短路阻抗或漏抗来反映绕组的变形和移位及匝间开路和短路等缺陷。漏抗实质上是散布在变压器绕组与绕组之间，绕组内部及绕组与油箱之间的漏磁通形成的感应磁势的反映，因此对漏磁磁路的变化比较灵敏;短路阻抗则是漏抗和绕组电阻的平方和开方。由于一般大型变压器绕组电阻比漏抗要小很多，因此阻抗可以反映漏抗的变化，而且，测量阻抗比测漏抗易于实现。在现场测试中，建议在低电压下实施阻抗测量，电压根据被测变压器容量的大小一般取几百V，为避开铁芯非线性的影响，所加电流应>2A。被测变压器低压侧短路，高压侧施压，测量接线如图1所示(以两绕组变压器为例)。

图1 阻抗法测量接线示意图

当所加电源的频率逐步增高时，变压器绕组分布参数的特性逐渐体现出来。实质上，变压器绕组在高频下是一个由分布电感和电容构成的线性无源两端网络，如图2所示。图中，Ls为线匝自感;M为匝间互感;Cs为匝间电容;Cg为线匝对地电容(忽略了损耗因素)。

图2 绕组分布参数网络的等效电路图

频响法即是从绕组一端对地注入扫频信号源，测量绕组两端的端口特性参数，如输入阻抗、输出阻抗、电压传输比和电流传输比的频域函数。通过分析端口参数的频域图谱特性，判断绕组的结构特征。如果绕组发生变形，就会使绕组的分布电容和电感改变，反映到端口参数的频谱发生变化。为了简化，通常只测量一种端口参数。电压传输比反映了等效网络的衰减特性，是常测的参数之一[1]，测量接线实现如图3所示。入端施加正弦扫频电压信号Ui，并测量输出电流在采样电阻R上的压降U0，并计算U0/Ui，得到传输比随频率变化的图谱。如果输出电流I0很小，U0也很小，则U0/Ui很小，表明绕组内部发生了并联谐振，频谱曲线上出现频谷;反之，则表明发生串联谐振，频谱曲线上出现频峰。理论计算表明，在频峰处，绕组上的驻波分布将呈现为整个半正弦波的分布;而在频谷处，驻波呈现为奇数个1/4正弦波分布。