中试控股技术研究院鲁工为您讲解：配网变压器阻抗短路测量仪

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；

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

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。
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（三相）注意事项：   
1．使用仪器时请按本说明书接线和操作。
2．接地端子或电源线中的接地端应就近可靠接地。接好测试线后开机，在测试过程中，切不可拆除测试线，以免发生事故，一次测试完成后应锁定数据，然后断开测试电源，再查看或打印锁定数据或者移动拆除测试线。
3．测试开始前请输入正确合理的试品参数，仪器内部的运算处理都要依赖于输入的试品参数。
4．测试菜单项选择和实际测试项目及接线要一致。
5．电流回路用粗线连接，电压回路用细线连接。接线图中“IA、IB、IC”为电流输入端子，“Ia、Ib、Ic”为电流输出端子。 
6．低压侧短路线要足够粗，可以承受低压侧额定电流，并且连接可靠，确保接触电阻可以忽略。 
7．试验加压时，注意监测电流不要超过仪器额定电流，以免损坏仪器。可以通过PT、CT并设置好PT、CT变比值即可测量。请不要在电压或电流输入过载条件下工作。
8．测试时注意变压器分接开关位置，不同位置的测量结果也不同。如果要测量阻抗电压，变压器必须在额定分接位置。
9．由于变压器剩磁会对结果产生影响，建议丢弃第一次测量结果，多测几次，直到数据可靠。
10.为安全起见，一次测试完成后应储存数据，然后断开三相测试电源，再翻看锁定数据或从存储器中仔细查看各项数据。
11.内存最多可储存200次测量结果，超过200次时最老的记录将被覆盖，请注意及时抄录或导出到U盘备份。
12.仪器出现故障，请及时和本公司联系，不要自行开机拆卸。

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；

短路阻抗法测试连接方式

变压器短路阻抗测量采用伏安法。该方法适用于单相和三相变压器。测试前将变压器的一侧出线短接，短接用的导线须有足够的截面积，并保持各出线端子接触良好，以减小引线的回路电阻。变压器的另一侧施加试验电压，从而产生流经阻抗的电流，同时测量加在阻抗上的电流和电压，此电压、电流的基波分量的比值就是被试变压器的短路阻抗。

变压器短路阻抗测试时，通常在变压器的高压绕组侧加压，在低压绕组侧短路。

为保证测试精度，电压测量回路应直接接在被试变压器的出线端子上，以免引入电流引线上的电压降。试验用调压器的额定电流不能小于10A，试验时流经被试变压器绕组的试验电流以在其额定电流的0.5%～0.1%的数量级上或2～10A为宜，试验电流不能太大，否则由于电源的过载使试验电压波形严重畸变，影响测试精度。

通过对使用CS-8型短路阻抗仪测得的46台各种类型变压器的短路阻抗测量值的分析，发现三相间接短路阻抗值的差异皆小于2%。现场测试值与出厂值相比具有较大的分散性，但一般皆小于4%。

   5 变压器绕组变形测试分析判断原则

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。

 

图3 变压器绕组频谱的测量接线图

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。