中试控股技术研究院鲁工为您讲解：油浸式变压器线圈铜铝材质分析仪

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。

参考标准：T/CEC 228-2019

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。

安全测试
1．在测量过程中一定不要接触测试线的金属部分，以避免被电击伤。
2．测量接线一定要严格按说明书操作，否则后果自负。
3．测试之前一定要认真检查设置的参数是否正确。
4．最好使用有地线的电源插座。
5．不能在电压和电流超量程的情况下工作。
6．短路试验时，非加压侧的短接必须良好，否则会对测试结果有影响。
7．做短路试验时，如果高压或中压侧出线套管装有环形电流互感器时，试验前电流互感器的二次一定要短接。
8．试验接线工作必须在被试线路接地的情况下进行，防止感应电压触电。所有短路、接地和引线都应有足够的截面，且必须连接牢靠。测试组织工作要严密，通信顺畅，以保证测试工作安全顺利进行。
9.变压器容量测试仪标准配置短路线100mm2×0.8m，在测量超过1000KVA时,短路线应相应加倍或更粗才能保证测量的精度。

电池及充放电
电池采用工业级聚合物锂电池，重量轻，单位储能密度大，受负载和环境温度变化影响小的特性，仪器在开机状态下自动采集供电锂电池的电池电压，并以可视化图形显示，当电池电压电量低于10%时，测试仪自动以声光报警提示，测试仪内部集成了电池的充电模块，充电电压市电交流220V电池充电时长不低于14小时，在测试仪长期不用情况下，请至少每两个月充放电一次。，尽量不要在仪器剩余电量不足10%时测试，并且在充电时不允许测试。
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

额定电流下的阻抗电压
a．主分接为中间分接或中间两分接中之一时
1．双绕阻变压器
2．多绕阻变压器
b．其他情况 a．1．双绕阻变压器：该分接的规定值的±10%
2．多绕阻变压器：指定一对绕阻的规定值的±10%，第二对绕阻规定值的±15%
b．其他成对绕阻的偏差，需经协商并说明 有二个独立绕阻的变压器或多绕阻变压器中规定的第一对独立绕阻 主分接：
当阻抗值≥10%时为±7.5%
当阻抗值<10%时为±10%
其他分接：
当阻抗值≥10%时为±10%
当阻抗值<10%时为±15%
自耦连接的一对绕阻或多绕阻变压器中规定的第二对绕阻 主分接为±10%
其他分接为±15%
4．任一分接的短路阻抗不少于上项a的偏差值 其他绕阻时 ±15%按协议正偏差可加大
5．空载电流标准值（或设计值）的+30%

首先，从原理上讲，两者作为导电材料使用，差别主要在于导电率的差异，铜线要比铝线导电率高，铜线的电量损耗更低，同样一根粗细的线，电阻比铝小，输送同样的功率，消耗的电量就比较小，最终会导致用户用电的质量上有所差别。
从成本上考虑，铜线与铝线的差别还在于jiage方面，相同单位的铜线价格大约是铝线的两倍多。除非企业用相关技术把这个损耗控制在国家的规定范围之内，这也是可以的，但迄今为止还未有相应的技术。此外，由于铜线的导热性能较铝线高，在安全方面，长时间使用的话，铜线较铝线有优势。
如果出现在招标项目中以铝线代替铜线，那就存在着严重不诚信行为。
本分析仪集变压器材质测试、容量测试、特性测试、直阻测试、变比测试与一身，是我公司针对这种问题专门开发的一种高精度仪器，既能轻松检测出干式变压器是否以铝代铜以次充好，还能准确测试变压器容量，可准确检测用户是否改、换变压器铭牌。又能对各种变压器的容量、负载损耗、空载损耗、阻抗电压、空载电流等工频参数进行准确测量。
该仪器除具有体积小、重量轻、测量准确度高、稳定性好等特性外，还采用大屏幕液晶显示窗口、图形式菜单操作并配有汉字提示，集多参数于一屏的显示界面，人机对话界面友好，操作简便、易学等优点,大大提高了工作效率，是各级电力用户、质监部门的shou选产品。 
变压器的制作原理及应用和参数解析
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈

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

按变压器的年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj计算容量

    由于实际负荷总在变化，无法精确计算出变压器的电能损耗。然而对于某类电力用户，它的最大负荷利用小时数，最大负荷损耗小时数可依据同类用户统计数据来近似计算。

变压器的年有功电能损耗可按下式估算

△Wb＝PoTb+PKH(Sjs/S2e)2 τ＝PoTb+PKHβ2 τ    (3)

式中 β——计算负荷率，等于变压器的计算视在容量Sjs与额定容量Seb之比

Tb——变压器年投运时间

τ——年最大负荷损耗时间，可由年最大负荷利用时数T m查出如图一。 

图一   Tm-τ关系曲线

用户电力负荷消耗的年有功能为：

W＝βSebcosφTm     (4)

则变压器的年有功电能消耗率为：

△W%＝ △Wb/W＝（PoTb+PKHβ2 τ）/βS2ecosφTＭ    (5)

令 d△W%dβ ＝0

求出变压器年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj；

βj＝PoTo/PKHτ＝βMToτ    (6)

即配电变压器按照节能负荷率βj计算容量时，其年有功电能损耗率最小。

    由式(6)可见，变压器的节能负荷率与年最大负荷损耗时间有关，τ越低βj越高。然而由于Tm值及Tm值所对应的τ值，对于高层民用建筑还没有这方面的统计资料，只能参考工业企业的类似资料。Tb按7500h，而根据高层民用建筑的不同功能，τ值在2300-4500范围内选取，因此T0/τ大于1，则βj必大于βM，且βj=(1.3-1.8)βM。从表(1)

    干式变压器的最佳负荷率βM值，可求出节能负荷率βj。对于高层写字楼，由于五天工作制，且晚上下班后的其余时间均处于轻载，其电力负荷的运行特点，相当于工业企业的单班制生产，变压器的节能负荷率βj=0.85-0.98；对于高层宾馆及高层建筑中以商业为主的大厦，其相当于工业企业的两班制生产，变压器的节能负荷率βj=0.71-0.85。由此可见，按节能负荷率计算变压器的容量，要小于按最佳负荷率所计算的变压器的容量，这样不但年电能损耗小且一次性投资省，是一种可行的方法，然而对相当于两班制生产的电力负荷运行特点的高层建筑，其节能负荷率还不算太高，另本文均针对使用干式变压器而讨论，如果使用S7型节能变压器(某些变电所设于首层或附属楼)，其损失比PKH/P0约为6.25，βM约为0.4左右，则节能负荷率在0.52-0.63之间，从这些可以看出还是有潜力的。

三、按变压器的经济负荷率计算容量

    上节分析可知按年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj计算变压器的容量有利于节省初投资。然而相当于二班制运行特点的高层建筑中的配电变压器，按βj计算出的容量还是偏大，必将增加用户的一次性投资。如何能做到既能节省一次性投资，又能使电能损耗小，或者说能否做到初投资省和电耗小这对矛盾在变压器运行在负荷率的某一区域内获得相对统一，下面我们对变压器的年有功电能损耗率公式作进一步的分析。

    对同一变压器，在某一负荷率β运行情况下的年有功电能损耗率如式(5)，而在节能负荷率下的年有功电能损耗率为：

△Wj%＝PoTb+PKHβ2jτβjS2ecosφTm     (7)

用(5)式的两边除以(7)式的两边，并用(6)式代入，整理后得：

△W%△Wj%＝12βj+βjβ    (8)

    上式为变压器运行在某一负荷率β时的年有功电能损耗率相对于运行在节能负荷率βj时的年有功电能损耗率随相对节能负荷率变化的函数关系。该式中当β＝βj时，△W%/△Wj%＝1，当β＞βj或β＜βj时，△W%/△Wj%均大于1。我们用表格法列出相对节能负荷率为1.0—2.3时(我们只关心1.0以上部分)的相年有功电能损耗率的变化情况，表2相对年有功电能损耗率随相对节能负荷率变化表。由表可见，随着β/βj等额增加，△W%/△Wj%的增加值及其增加的速率在不同的区域也差异甚大。

    下面我们分析两个区间：当β/βj从1.0增加到1.3，增加30%时，△W%/△Wj%从1.0增加到1.035，只增加了3.5%；当β/βj从2.0增加到2.3，增加15%时，△W%/△Wj%从1.25增加到1.37，增加了9.6%。可见在β/βj的低值区，△W%/△Wj%的增加值相对于β/βj的增加值是非常微小的，且增加的速率也是很小的，也就是说，在该区域中，我们用微小的年电能损耗率增加值来换取变压器的容量的较大减小使得一次性投资的明显降低，因此，我们选择相对节能负荷率β/βj在1-1.3范围内，即经济负荷率为：

βjj＝(1～1.3)βj     (9)

    我们按经济负荷率βjj选出的变压器容量，要比按节能负荷率βj选出的变压器容量降低一级，由此而节约的初投资远大于配电变压器的年有功电能损耗费用，做到了经济性与节能性这对矛盾的相对统一，显然这是一种既科学又经济合理的方法。

    结合变压器运行年限所限定的温度条件，变压器的负荷率为：

βb＝βjj＝(1～1.3)βjβb≤1    (10)

四、高层建筑配电变压器的容量计算

综上分析，计算变压器容量的步骤为：

(1)计算出整座大楼的计算负荷Pjs

(2)用(2)式计算出βM

(3)用(6)式计算出βj

(4)用(10)式选出βb

(5)用(1)式计算出变压器的容量

    步骤(2)中先按βjs初估变压器容量然后查变压器手册中的Po与PKH，得出βm，当步骤(5)得出变压器容量后将其与初估容量比较，如不一致，则将计算出的容量返回步骤(2)继续进行，直至一致。当选用两台或两台以上变压器时，变压器的总装机容量选择不但与考虑经济、节能时的负荷率有关，还与考虑供电负荷级别所需的变压器的备用量有关，这两方面的考虑虽然出于两种不同的目的和概念，但都是密切相关的。

    另外本文所讨论的配电变压器容量的计算方法，主要是针对高层建筑中所使用的变压器，即使用干式或环氧树脂浇注变压器，然而该方法也适用于使用其他配电变压器的场合，如使用油浸式节能变压器时，它的损失比较干式变压器更高，节能负荷率βj更低，这样用本方法计算出的变压器容量可能会降低两级，效果更好。