中试控股技术研究院鲁工为您讲解：配电变压器电压电流阻抗短路测试仪

ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪（三相）

零序阻抗的测量适用于高压侧星形接线带中性点的变压器
电压测量范围：20～1000V ，电流测量范围：0.1A～100A在仪器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

参考标准：GB1094.5-2003和IEC60076-5:2000 DL/T 1093—2008

ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪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最直接方法，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一，七寸高亮度触摸彩色液晶，强光下显示清晰，全触屏操作，中英文自由切；

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●  三相变压器的测量--手动测量操作如下：
① 按照仪器接线图中的图B，将仪器与变压器接好测试线，输入参数，在界面三中选择三相方式，按ENT键显示如下：（界面六）
           测试
单相        三相     零序阻抗
手动        自动   
提示：← → 选择,  Ent确认,  Esc退出 
② 按左右键选择手动或自动模式。若选择手动模式，按ENT键，显示变压
器的三种接线方式：Y/△、Y/Y 、△/Y，显示如下：（界面七）
测试
单相        三相       零序阻抗
手动        自动
Y/△        Y/Y       △/Y
提示：← →选择    Ent确认,  Esc退出
提示：
a.依变压器接线端的连接组别来选择界面七中相对应的接线方式。
b.三相三绕组变压器的中-低，中压为Y , 低压短路，不考虑低压连接方式，选择Y/△或Y/Y均可。       
c.按左右键选择变压器的接线方式，当选择△/Y方式时，会显示△接法的两种不同接线方式：AZ-BX-CY和AY-BZ-CX，用户根据被测试品情况选择。
○3 选好上一步后，按ENT键进入如下界面：（界面八）
⑦CA相的测试方法同上操作。当CA相数据被锁定后，仪器自动综合计算三次手动单相测试数据，两秒钟后屏幕显示阻抗测试结果并生成打印报告
⑧此时，按打印键直接打印出试验数据报告（报告同后面的三相自动报告）。
⑨按SAVE键保存至仪器，右下角提示即时的“保存完毕”。若存入U盘，需返回到开机时“短路阻抗测试仪”界面，按SAVE键，屏幕显示所有保存记录。选择记录，插入U盘，按SAVE键保存至U盘，屏幕右下角右下角提示即时的“保存完毕”。
⑩按ESC键，从测试界面退回到参数设置界面，三相变压器的手动单相测量
结束。
提示：
a.依变压器接线端的连接组别来选择界面十五中相对应的接线方式。
b.三相三绕组变压器的中-低，中压为Y , 低压短路，不考虑低压连接方式，选择Y/△或Y/Y均可。  
c.按左右键选择变压器的接线方式，当选择△/Y方式时，会显示△接法的两种不同接线方式：AZ-BX-CY和AY-BZ-CX，用户根据被测试品情况选择。
⑤按Ent键启动测量，仪器自动向AB、BC、AC相绕组依次施加电流、采集数据、依次锁定三相的测量值，测量结束后，仪器自动计算阻抗误差数据。
屏幕显示测量结果：（界面十七）
⑦按SAVE键保存至仪器，右下角提示即时的“保存完毕”。若存入U盘，需返回到开机时“短路阻抗测试仪”界面，按SAVE键，屏幕显示所有保存记录。选择记录，插入U盘，按SAVE键保存至U盘，屏幕右下角右下角提示即时的“保存完毕”。
ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪（三相）主要技术指标  
(1)基本量程（最大范围）  
1．电压(量程自动)：  15～500V       ±（读数×0.2%+3字） 
2．电流(量程自动)：  0.5A～20A    ±（读数×0.2%+3字） 
3．功率：          COSΦ ＞0.15       ±（读数×0.5% +3字） 
4．频率(工频)：    45～55(Hz)   测量精度：±0.1%   
5．短路阻抗：      0～100% 测量精度：±0.5%   
6. 仪器显示： 4位数字
7：内置2000W交流可调电源。0-220V    10A
(2)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： 主机   360×290×170（mm）      线箱    360×290×170（mm）
5、重量    主机4.9KG        线箱  5.2KG 
6．测试线长度：标配8米  长度可以定制

ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪自动计算出变压器折算到额定温度、额定电流下的阻抗电压百分比，以及与铭牌阻抗的误差百分比。

ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪中文菜单提示；配备高速热敏打印机，大容量内部存储器，方便数据的存储和打印；保存的数据可通过USB转存到U盘。

仪器体积小、重量轻，便于携带，现场使用极为方便，大大减轻了试验人员的劳动强度，提高工作效率。

ZSCT-3900 变压器短路阻抗测试仪本试仪是本公司自主研发的新一代变压器参数测试仪器。用于现场和试验室条件下对35KV级及以上主变压器进行低电压短路阻抗测量的仪器。

该仪器设计精巧，功能强大，内置2000W可调电源，采用先进的A/D同步交流采样和数字信号处理技术，测量数据准确；

根据变压器的理论分析，假定初级感应电势为E1（伏），则：

E1=KfBm（2）

K为比例常数，由初级匝数及铁芯截面积而定，则铁损为：

由于初级漏阻抗压降很小，若忽略不计，

E1=U1（4）

可见，变压器空载损耗铁损与外施电压有很大关系如果电压V为一定值，则变压器空载损耗铁损不变，（因为f不变），又因为正常运行时U1=U1N，故空载损耗又称不变损耗．如果电压波动，则空载损耗即变化。变压器的铁损与铁芯材料及制造工艺有关，与负荷大小无关。1研究背景

电力变压器是一种电能转换设备，其在电力系统中发挥着极为重要的作用，一旦出现故障，将会导致极为严重的大面积停电事故。引起电力变压器故障及事故的原因多种多样，如人员操作失误、负载量突变和绝缘受潮等都有可能造成变压器的停运。

据统计，2002年到2005年间，全国110 kV及以上电力变压器发生事故台次为131台，事故总容量为10 293.2 MVA，如按故障位置来划分事故台次，则由绕组变形故障引起的事故比例高，可达事故总量的60%。这是由于在短路电流的影响下，变压器绕组受强大电动力作用，会发生塌陷、整体扭曲和位移等机械性永久变形，长期运行会产生累积效应，并终造成变压器事故。

因此，及时发现和修复变压器绕组变形故障，能够延长变压器运行寿命，从而减少电力系统不必要的开支。

2论文解决问题及意义

目前检测变压器绕组变形的方法主要包括电容量变化法、振动信号分析法、短路阻抗法及频率响应分析法。其中，后两种方法由于测试设备简单易携、抗干扰能力强等优点，得到了广泛的应用和研究。

但在实际应用中，两者也具有一些缺点：频率响应分析法的测试结果不直观、无定量判断标准可用，需经验丰富的测试人员对历史数据进行横向与纵向比较；短路阻抗法虽判据明确，但无法定位绕组故障，且灵敏度较低。因此，为了有效减小对变压器绕组变形的误判，目前急需一种能够定量判断绕组变形故障的高灵敏度检测方法。

本文提出一种新型变压器绕组变形检测方法——扫频阻抗法，并基于其基本原理建立一套试验室测试系统，在深入研究该系统的测试重复性、稳定性、抗干扰能力和激励电压影响后，探讨该法与频响法及短路阻抗法的异同，分析变压器绕组短路与凹陷故障时的测试情况，从而验证该法对变压器绕组变形故障检测的可行性，后通过现场实测证明了该方法的有效性。

3论文重点内容

本文提出了一种新型变压器绕组变形检测方法——扫频阻抗法，如图1所示。

首先通过对该法测试结果表现形式的转变，优化了其判定轻微变压器绕组故障的效果。随后研究了该法测试系统的重复性及准确性，确定了利用其判断变压器绕组变形故障的可行性。接着探讨了该法抗干扰能力及其激励电压的影响，进一步确立了该法的测试优势。同时，通过与频率响应分析法的比较，建立了两种测试方法间的联系。

而且，对正常和发生短路故障及局部凹陷故障的变压器进行了测量及分析，进一步证明了扫频阻抗法用于变压器绕组变形检测的可行性。后通过现场测试，验证了扫频阻抗法的有效性，现场被测变压器如图2所示。

扫频阻抗法测试系统

 图 1  扫频阻抗法测试系统

某变电站220 kV电力变压器

图2  某变电站220 kV电力变压器

4结论

1）扫频阻抗法具有较高的测试重复性与稳定性，其在相同检测环境下的25次测试结果的标准偏差小于0.17 dBΩ，且50 Hz处阻抗值吻合极好，同时间隔24 h的2次测试结果也基本相同。

2）通过50 Hz处扫频阻抗值与变压器短路阻抗值的比较，验证了扫频阻抗法的低频电路等效于短路阻抗法。

3）较高的激励电压能够有效抑制空间噪声干扰，提高响应电压的信噪比，减少因噪声引起的变压器绕组变形误判。

4）通过与频响法的比较，证明了扫频阻抗法在低频段时具有更优的测试稳定性与抗干扰能力，在中高频段时具有和频率响应分析法相同的测试灵敏度，且频率越高，扫频阻抗曲线与频响曲线关于直线10×lg50互为轴对称图形的趋势越明显，因此中高频段的扫频阻抗曲线具有和频响曲线相同的测试特点。

5）在本文设置的变压器短路故障条件下，扫频阻抗曲线50 Hz处的偏差为 -19.28%，大于 ±2%的标准范围，可判断为绕组故障，且利用相关系数判据也能得到变压器绕组严重变形的结论；对于绕组局部凹陷故障而言，由于故障与正常时50 Hz阻抗值基本相同，因此无法利用阻抗偏差对绕组故障进行判定，但故障后的阻抗曲线却有明显变化，引入相关系数判据，则低频段数据已接近轻微绕组变形的判定范围，故对于引起绕组轻微变形的凹陷故障，利用扫频阻抗曲线的变化依然能够有效检出。

6）通过对变电站内一台220 kV变压器的测试，验证了扫频阻抗法应用于大型变压器的可行性，且确定了较高电压的扫频阻抗测试系统，能够更为有效地抑制空间电磁噪声。接地阻抗除了满足接地阻抗要求外，与交接验收测试值比较不应有明显增大，否则应考虑在技术经济合理的前提下，提出接地网降阻目标值，并通过仿真计算推荐科学的降阻措施。