中试控股技术研究院鲁工为您讲解：防雷变压器阻抗短路电流测量仪

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

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。
1 短路试验的标准
变压器短路试验的标准有国标gb 1094.5—1985、国际标准iec 76-5：1976和1996年修改稿(iec  
14/268cd，现未正式采用)。gb 1094.5—1985和iec 76-5：1976基本等效。目前国内的变压器均按 
gb 1094.5—1985这一标准进行试验，出口变压器则按iec 76-5：1976或与其相应的国家标准试验 
。它们之间的差异见表1。
表1 短路试验标准比较
1容量分类 ⅰ ＜3 150kva 同gb ＜2 500kva
ⅱ3 150～40 000kva 2 500～100 000kva
ⅲ＞40 000kva ＞100 000kva
2试验油温 0～40℃ 同gb 10～40℃
3持续时间 ⅰ 0.5s±10% 同gb 同gb
ⅱ、ⅲ 制造厂和使用部门协商 0.25s±10%
4电抗变化 ⅰ ≤2%(同心式)
≤4%(箔式和短路阻抗为3%以上)
同gb 同gb
ⅱ、ⅲ 制造厂与使用部门协商 ≤1%或1%～2%(双方协商)
5 电流幅值及偏差 每相至少有一次100%最大非对称电流，其他两次不低于75%最大非对称 
电流 每相至少有3次100%最大非对称电流 同iec 76-5：1976
对称电流≤±10%
非对称电流≤±5%
同gb同gb
6试验次数 ⅰ 采用三相时，共进行3次试验；采用单相电源时，共进行9次试验，每相 
进行3次试验，非对称短路电流一次100%，另两次不低于75% 采用三相电源时，共进行9次试验 
，采用单相电源时共9次，每相进行3次，但非对称电流3次都是100% 同iec 76-5：1976
ⅱ、ⅲ 制造厂和使用部门协商 同gb 同gb
7分接位置 ⅰ 最大、最小和额定 同gb 同gb
ⅱ、ⅲ 制造厂和使用部门协商
8绝缘试验
(复试)电压
原绝缘电压的85% 原绝缘电压的75% 原绝缘电压的100%
9系统短路表观容量 — 与gb不尽相同 与gb不尽相同
10非对称分量峰值
系数2k
x/r≥14时，2k=2.55
x/r＜14时查表

变压器短路试验的标准有：《GB 1094.5-2003 电力变压器 第5部分：承受短路的能力》，《IEC  60076-5-2006 电力变压器 第5部分：承受短路的能力》。目前国内的变压器主要按GB 1094.5- 
2003这一标准进行试验，出口变压器则按IEC 60076-5-2006或与其他相应的国家标准进行试验。变压器短路阻抗测试仪可单相、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；仪器采用大屏幕彩色高分辨率触控液晶，自带打印、U盘存储、永久日历、时钟 功能；精度：电压，电流:0.2级，电压测量范围：15V～1000V，电流测量范围：0.1A～100A，仪器 
显示：5位数字变压器短路阻抗测试仪可单相、三相测试，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；仪器采用大屏幕彩色高分辨率触控液晶，自带打印、U盘存储、永久日历、时钟功能；精 
度：电压，电流:0.2级，电压测量范围： AC15V～400V，电流测量范围： AC 0.1A～20A，仪器显 示：5位数字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。其原理是在现场对电力变压进行短路阻抗（%）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）。
变压器低电压短路阻抗测试仪，不用外接调压器，一次接线，只需输入参数，便可自动进行三相测试并自动计算阻抗误差百分比，测试结果非常直观，是现场测试变压器有无绕组变形的快速测试仪器。

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；

这是变压器的简化等效电路，Rs为变压器内部的电阻，Xs为变压器内部的电抗，图中用Zs来表示整台变压器的阻抗。Z'L是负载侧的阻抗变换到一次侧的等效阻抗。

按照阻抗电压的含义，将二次绕组短路，即Z'L等于0，然后慢慢地对一次绕组加压，直到二次侧的电流等于变压器二次侧的额定电流时的电压值，就是我们所需要的短路电压值。然后根据前面的算式很容易可以知道阻抗电压值了。

这样对照着图应该更好理解吧？

阻抗电压值实际是怎么测得的？

实际试验过程中，借助于专业的试验设备，依照阻抗电压的原理，可以很方便地测得短路电压，从而计算出阻抗电压的数值。

这里我们借助于一款仪器来简单看一下。

1、按照测阻抗电压的接线方法，接好仪器的接线。

 

2、变压器高压接仪器，二次侧可靠短接。

 

3、通过自耦变压器慢慢地给变压器一次侧加压。

 

4、加到电流等于额定电流时的电压值就是我们需要的短路电压值了。注意：此仪器中显示的是一次侧的电流值。

 

具体在试验过程中还有很多需要注意的事项，以及需要具有高压试验证的专业人员进行操作，这里不再赘述。

阻抗电压有什么用？

阻抗电压是变压器的一个重要参数，它与变压器的很多因素有关，比如：容量、铜损、铁损、线圈材质与结构等。

它对供电系统的稳定性、对负载的供电质量、对变压器并联后的安全与可靠性等等都有关系。

1、我们可以根据阻抗电压来计算变压器能够承受的最大短路电流，这是考核变压器的一个重要指标。计算方法如下：

 

2、我们可以根据阻抗电压来计算变压器的电抗，计算公式如下：

 

阻抗电压的现实矛盾

从以上的内容，我们不难看出阻抗电压在现实运用中是一个矛盾体。

同容量的变压器，阻抗电压小的成本低，效率高，便宜，运行时的压降及电压变动率也小，电压质量容易得到控制和保证，所以从电网的运行角度考虑，希望阻抗电压小一些好。

但从变压器限制短路电流条件考虑，则希望阻抗电压大一些好，以免电气设备（如断路器、隔离开关、电缆等）在运行中经受不住短路电流的作用而损坏。

为了妥善处理正常运行和事故运行的矛盾要求，国家对各类变压器的阻抗电压给予不同的规定。一般来说，电压等级越高，阻抗电压数值越大。

如6～10千伏等级的电力变压器为4～5.5%；35千伏等级的电力变压器为6.5～8%；110千伏等级的电力变压器为8～9%；220千伏等级的电力变压器达12～14%。这就使变压器阻抗电压达到标准化。

阻抗电压的标准化，还可以适应变压器的并联所由于不同阻抗电压的变压器在负载时电压波动不一样。当容量相同而阻抗电压不同的变压器并联运行时，就会发生阻抗电压较小的变压器已经过载，而阻抗电压较大的变压器尚未满载的现象。这样的两台变压器并联运行，既安全，也不经济。发电机转子交流阻抗测试仪功能特点

  1、自动和手动测量各种同步发电机转子交流阻抗及其特性曲线。

  2、内置超大容量存储器，可存储6400组测试数据，并可经通讯接口（RS232）上传至PC机，运用本公司开发的随机软件实现数据下载、自动生成和编辑典型的测试报告，便于技术管理和存档。

  3、全自动采集、测量、显示、存储、打印所有测量参数（电压、电流、阻抗、功率、频率、设备编号、时间等）。

  4、具有完善的过压、过流保护功能，其中过流过压保护值是根据试验参数的设置情况自动调整，既简便又能确保被试设备的安全。

  5、可兼做单相变压器的空载、短路试验和电压（流）互感器、消弧线圈的伏安特性试验。

  6、自带大屏幕图形LCD，全中文菜单界面，光标提示操作，简单、方便；实时显示测试数据和曲线，曲线坐标自动缩放，读图更加清晰。

  7、自带微型打印机，可实时打印交流阻抗测试报告和交流阻抗特性曲线。

发电机转子交流阻抗测试仪技术指标

  1、交流阻抗       0--99.999Ω              0.2级 

  2、交流电压       0--600V                  0.2级

  3、交流电流       0--12 0A                 0.2级

  4、有功功率       0--72KW                  0.5级

  5、频    率       45--75HZ                 0.2级

  6、工作电源       220V±10％               50HZ

为了适应变压器绕组变形测试技术飞速发展的趋势，为客户提供更加适用方便的产品，我公司隆重推出国内首款具有完全自主知识产权的，融合了当前变压器绕组变形测试频率响应测试法和低电压阻抗测试法两大新技术的变压器绕组变形测试仪。

    变压器绕组变形测试仪用于测试6kV及以上电压等级电力变压器及其它特殊用途的变压器，电力变压器在运行或者运输过程中不可避免地要遭受各种故障短路电流的冲击或者物理撞击，在短路电流产生的强大电动力作用下，变压器绕组可能失去稳定性，导致局部扭曲、鼓包或移位等永久变形现象，这样将严重影响变压器的安全运行。本仪器采用扫频法及低电压阻抗法对变压器的绕组进行测试，按国家电力行业标准DL/T911－2004采用频率响应分析法测量变压器的绕组变形，是通过检测变压器各个绕组的幅频响应特性，并对检测结果进行纵向或横向比较，根据幅频响应特性的变化程度，判断变压器绕组可能发生的变形情况。本仪器也在硬件和软件上完全满足正在制定的国家标准，并给出了低电压阻抗的判断方法。

    变压器绕组变形测试仪由测量部分及分析软件部分组成，测量部分是由信号生成及信号测量组成的黑匣子，分析部分由笔记本电脑完成，测量部分通过无线以太网或USB与笔记本电脑连接。中文名称：阻抗电压

英文名称：impedance voltage [at rated current]

名词定义：双绕组变压器中一个绕组短路，以额定频率的电压施加于另一个绕组上，并使其中流过额定电流时的施加电压值。对多绕组变压器，除试验的一对绕组外，其余绕组开路，并使其中流过与该对绕组中的额定容量较小的绕组相对应的额定电流时的施加电压值。各对绕组的阻抗电压是指相应的参考温度下的数值且用施加电压绕组的额定电压值的百分数来表示。

阻抗电压计算方法：当变压器二次绕组短路（稳态），一次绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uz。通常Uz以额定电压的百分数表示，即uz=(Uz/U1n)*100%

    匝电势：u=4.44*f*B*At,V   其中：B—铁心中的磁密，T   At—铁心有效截面积，平方米

 可以转化为变压器设计计算常用的公式：

     当f=50Hz时：u=B*At/450*10^5,V

     当f=60Hz时：u=B*At/375*10^5,V

如果已知道相电压和匝数，匝电势等于相电压除以匝数。

测电流

测动作电流的方法是：电压和夹角固定，电流由小到大按步长递增，直到保护动作，测出动作电流值。试验中Φ（U，I）夹角一般应设置为保护的zui大灵敏角。

试验时，选取一个线电压，为非变量；选取第三相电流，为变量。电流的变化范围应包含保护的整定动作电流。软件对角度的定义是：电压超前电流的角度为正。所以设置角度时应注意正、负角。一般，当角度为zui大灵敏角或接近zui大灵敏角时，保护动作zui灵敏，测出的动作电流也趋于一个定值。当设置的角度接近两个动作边界或稍微超出边界，测出的动作电流可能偏大或不动作。

测电压

测动作电压方法是：电流和夹角固定，电压由小到大按步长递增，直到保护动作，测出动作电压值。试验中Φ（U，I）夹角一般应设置为保护的zui大灵敏角。

试验时，选取一相电流，为非变量；选取另外两相的线电压，为变量。电压的变化范围应包含保护的整定动作电压。软件对角度的定义是：电压超前电流的角度为正。所以设置角度时应注意正、负角。一般，当角度为zui大灵敏角或接近zui大灵敏角时，保护动作zui灵敏，测出的动作电压也趋于一个定值。当设置的角度接近两个动作边界或稍微超出边界，测出的动作电压可能偏大或不动作。

测动作时间

测动作时间的方法是：直接给保护加一个动作电压和动作电流，并且电压与电流的夹角应设置在动作区内，是灵敏角。保护动作即记录下动作时间。

测阻抗

测动作阻抗的方法与上面的“测电压"、和“测电流"很相似，也是通过单独改变电压或电流使保护动作。所不同的是，该单元记录的是保护的动作阻抗值，而不是动作电压或动作电流。Φ（U，I）的夹角要保证在保护动作区内，一般取zui大灵敏角。

阻抗值是根据动作时的电压电流值计算得出的，注意如果是接地阻抗时，要考虑零序补偿系数的问题，这种情况必须正确设置零序补偿系数，默认值为0.667。

阻抗试验测试技巧