中试控股技术研究院鲁工为您讲解：油浸式变压器高压绕组材质分析仪

ZSCZ-8800变压器材质分析仪

可无源、准确测量各种配电变压器的容量

全汉字菜单及图形操作提示实现友好的人机对话，触摸按键使操作更简便，可适应冬夏各季。

变压器材质分析仪：多功能测量仪器,相当于往常四种测试仪器:即变压器材质分析仪+有源变压器容量测试仪+变压器特性参数测试仪+变压器直流电阻测试仪。它可对多种变压器的材质、容量、型式、空载电流、空载损耗、负载损耗、阻抗电压、直流电阻等一系列工频参数进行精密的测量。

当前配电变压器生产中，用铝线代替铜线作为导体材质已成为行业公开的潜规则，之所以出现这种情况，主要原因是铝线变压器与铜线变压器相比能节省成本，具有较强经济性。

ZSCZ-8800变压器材质分析仪功能特点
1、可准确判断10KV干式配电变压器的材质。
2、可无源、准确测量各种配电变压器的容量。
3、可测量各种类型变压器的负载损耗、空载损耗、短路电压、空载电流等。
4、可自动进行波形畸变校正，温度校正，电压校正（非额定电压下的空载试验），电流校正（非额
定电流条件下的短路试验），操作人员只需根据变压器类型输入校正指数，仪器即可自动计算出校
正后的结果，非常适合没有做稍大容量变压器短路试验条件的单位。
5、允许外接电压互感器和电流互感器进行扩展量程测量，可测量任意参数的被试品。
6、测试仪采用7.0英寸，800*480图形点阵的高亮度、宽温、宽视角、阳光下清晰可视的全触摸型工
业级彩色液晶屏。
全汉字菜单及图形操作提示实现友好的人机对话，触摸按键使操作更简便，可适应冬夏各季。
7、用户可随时将测试的数据及结果通过微型打印机打印出来。
8、集成了中小型变压器和电压互感器的直流电阻测量，采用全新电源技术，电流档位多，测量范围
宽，可根据负载自动选择电流。
ZSCZ-8800变压器材质分析仪技术指标
1、 输入特性
有源部分：电压测量范围：0~10V
电流测量范围：0~10A
无源部分：
电压测量范围：0~750V 宽量限（可以外接电压互感器）。
电流测量范围：0~100A内部全部自动切换量程（可以外接电流互感器）。
2、 准确度：
电压、电流、频率：±0.2%
功率：±0.5%（CosΦ>0.1），±1.0%（0.02<CosΦ<0.1）
3、 匝比测试精度：0.5%
4、 直阻参数
I. 输出电流：<5mA、40mA、200mA、1A、5A、10A
II. 分辨率：0.1μΩ
III. 量程： 100Ω-20KΩ   （<5mA档）
a. 1Ω-250Ω     （40mA档）
b. 100mΩ-50Ω    (200mA档)
c. 5mΩ-10Ω (1A档)
d. 1mΩ-2Ω (5A档)
e. 0.5mΩ-0.8Ω (10A档)
IV. 准确度：大于5毫安：2‰   小于5毫安： 5‰
5、工作温度：－10℃~ +40℃
6、绝缘：⑴ 电压、电流输入端对机壳的绝缘电阻≥100M?。
          ⑵ 工作电源输入端对外壳之间可承受工频2KV（有效值）、历时1分钟试验。
7、体积：41cm×35cm×18cm
8、重量：10Kg

ZSCZ-8800变压器材质分析仪对多种变压器材质、容量、型 式、空载电流、空载损耗、负载损耗、阻抗电压、直流电阻等参数测量

ZSCZ-8800变压器材质分析仪可以盲测10KV配电变压器的容量及35KV、110KV、220KV的变压器容量

ZSCZ-8800变压器材质分析仪变压器材质分析仪+容量仪+变压器特性参数仪+直阻仪一体机

变压器缩比模型不同于简单的缩尺模型，需要确定各个物理量的缩比关系。确立缩比准则的关键是缩比系数的选取，原则上缩比模型和原模型物理特性常数相同。即缩比模型的介电常数、电导率、磁导率和电阻率ρ和原模型一致，即这些物理量的缩比系数都为1。同时假设电场强度E保持不变，即缩比系数kE为1。根据电流密度J和电场强度E的本构关系，得到kJ=kE=1。说明缩比模型和原模型的绕组电流密度保持不变。在制作缩比模型时，长度、宽度和半径按照缩比系数k等比例缩小，因此矩形和圆形的面积S等二维参量的缩比系数都为k2。时间t的缩比系数kt为1。电压和电流等参数的缩比系数就可按照物理量间的关系确定。

变压器缩比模型设计

变压器缩比模型设计主要包括变压器铁芯结构设计、变压器绕组匝数设计和绕组抽头结构设计。本文采用的电力变压器原模型容量为80 MVA，缩比模型容量为10 kVA，根据缩比准则，最终设计的变压器缩比模型铁芯采用硅钢片叠压而成，且为口字型结构，铁芯上下柱为方柱，左右柱大约为圆柱。绕组位于铁芯外，铁芯直径为105 mm，变压器高低压绕组位于直径116 mm外，中间为环氧布和环氧管。变压器高压绕组共有960匝，分为两个部分，每部分480匝，位于铁芯左右两个圆柱。绕组每48匝作为一层，连续绕在铁芯外。且每48匝引出一个抽头，共有20个抽头。变压器低压绕组共有176匝，平均分布在铁芯左右两个圆柱上

变压器缩比模型电磁场分布计算

为对比原变压器和缩比模型的电场分布和磁场分布，按照相似性原则对原模型和缩比模型的电场分布和磁场分布进行了有限元仿真计算，原模型和缩比模型施加相似边界条件。当电场和磁场共同作用在变压器上时，变压器原模型和缩比模型的电磁场分布结果表明：缩比模型的电位分布、磁通密度分布等与原模型一致。

基于变压器缩比模型，搭建试验平台测量变压器高压绕组冲击电压分布。基于变压器缩比模型冲击电压分布试验平台，由纳秒脉冲发生器产生脉宽为1 400 ns，不同电压幅值的电压分别施加在绕组高压侧、串接的低压绕组和并接的低压绕组，并通过测量高压绕组各抽头电压波形获取不同外施电压下的绕组电压分布。由试验结果可见：冲击电压作用下绕组电压分布极不均匀，不同电压下的电压分布趋势基本相同，且高压绕组首端承受的电压较大。主要是因为绕组间杂散电容的存在使得绕组电压分布极不均匀，其分流作用使得高压绕组电压分布极不均匀且高压绕组首端承受较大电压。

结论

1）考虑趋肤深度相同的条件下，缩比模型频率为原模型的400倍，磁通密度B为原模型的1/20。

2）基于设计的变压器缩比模型，按照本文缩比准则的要求设计参数，变压器原模型和缩比模型用COMSOL进行电磁场仿真，验证了本文缩比准则的正确性。

3）施加冲击电压时，绕组电压分布极不均匀，且首端承受的电压较大，本文所提出的缩比准则可在测量变压器绕组电压分布试验中应用。1、轴向失稳。这种损坏主要是在辐向漏磁产生的轴向电磁力作用下，导致变压器绕组轴向变形。

2、线饼上下弯曲变形。这种损坏是由于两个轴向垫块间的导线在轴向电磁力作用下，因弯矩过大产生永久性变形，通常两饼间的变形是对称的。

3、绕组或线饼倒塌。这种损坏是由于导线在轴向力作用下，相互挤压或撞击，导致倾斜变形。如果导线原始稍有倾斜，则轴向力促使倾斜增加，严重时就倒塌；导线高宽比例大，就愈容易引起倒塌。端部漏磁场除轴向分量外，还存在辐向分量，二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使内绕组导线向内翻转，外绕组向外翻转。

4、绕组升起将压板撑开。这种损坏往往是因为轴向力过大或存在其端部支撑件强度、刚度不够或装配有缺陷。

5、辐向失稳。这种损坏主要是在轴向漏磁产生的辐向电磁力作用下，导致变压器绕组辐向变形。

6、外绕组导线伸长导致绝缘破损。辐向电磁力企图使外绕组直径变大，当作用在导线的拉应力过大会产生永久性变形。这种变形通常伴随导线绝缘破损而造成匝间短路，严重时会引起线圈嵌进、乱圈而倒塌，甚至断裂。

7、绕组端部翻转变形。端部漏磁场除轴向分量外，还存在辐向分量，二个方向的漏磁所产生的合成电磁力致使绕组导线向内翻转，外绕组向外翻转。

8、内绕组导线弯曲或曲翘。辐向电磁力使内绕组直径变小，弯曲是由两个支撑（内撑条）间导线弯矩过大而产生永久性变形的结果。如果铁心绑扎足够紧实及绕组辐向撑条有效支撑，并且辐向电动力沿圆周方向均布的话，这种变形是对称的，整个绕组为多边星形。然而，由于铁芯受压变形，撑条受支撑情况不相同，沿绕组圆周受力是不均匀的，实际上常常发生局部失稳形成曲翘变形。

9、引线固定失稳。这种损坏主要由于引线间的电磁力作用下，造成引线振动，导致引线间短路。