中试控股技术研究院鲁工为您讲解：双绕组变压器铝线铜线材质检测装置

ZSCZ-8900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+变压器材质分析仪。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。
本产品具有体积小、重量轻、测量准确度高、稳定性好、操作简单等诸多优点。完全可以取代以往利用多表法测量变压器损耗和容量的方法，接线更简单，测试、记录更方便，使您的工作效率得到了大幅度的提升。

ZSCZ-8900变压器材质分析仪
容量参数设置
在主菜单界面选定“容量测试”项，进入容量测试前的参数设定界面。
一次电压：进行变压器容量的判定之前，需要正确输入变压器的工作电压，该项为变压器的一次额定电压值。单位为kV。
二次电压：进行变压器容量的判定之前，需要正确输入变压器的工作电压，该项为变压器的二次额定电压值。单位为kV。
一次电压、二次电压的可输入值不高于500kV，同时如果输入的数值不包括在下列电压等级时，仪器自动将“变压器类型”改变为“其他变压器”。测试“其他变压器”的容量时，需要输入被测变压器的“阻抗电压”，才能进行准确的变压器容量测量。
本仪器包含的变压器电压等级包括所有变压器（/前方为变压器的一次额定电压，/后为变压器的二次额定电压）。
变压器类型：设定被试变压器的类型。主要设定有“SJ（73）配变”、“S7.S9(及以上)配变”、“干式变压器”、“其他变压器”等四个备选项。其中，“其他变压器”的概念是指，所测变压器的额定电压未在上表所列出的电压等级范围之内的变压器、非配电变压器的特种变压器等等变压器。当选用“S7.S9(及以上)配变”项时，容量测试完毕后，系统将根据测得的被试品的负载损耗，来推定被试变压器究竟属于哪一种类型的变压器，以供工作人员参考。另外S9(11)配变与S9(11)电变的不同，请参考国标《JB/T 3837-2010变压器类产品型号编制方法》的规定。
阻抗电压：当测试“其他变压器”时，输入准确地阻抗电压，才能进行准确地容量测量。可以直接用数字键输入数据。当测试“其他变压器”以外的其他变压器时，该项将根据额定电压和变压器类型显示国标阻抗电压。一般情况下该项值无需修改，即可进行正常的容量测试。只有当试品变压器铭牌所标阻抗电压与该项所显示值相差较大时，则建议改变其值，使其更接近铭牌所标注的“阻抗电压”值，将更有助于变压器容量的测试。
当前温度：容量测试时需要进行温度校正，所以，需要在此输入当前温度。一般输入的值为被试变压器阴面的温度值再增加10℃。可以直接通过数字键输入温度值。
分接档位：被试变压器的分接开关的位置。配变通常都有三(或五)个分接档位，其中2档（3档）为标准分接。进行容量测量时，请保持被试变压器的分接开关位置与该项设置值相同。如被试变压器分接档位不是三(或五)个分接档位的情况，请将该项设定为额定分接档，同时变压器的分接开关接至标准分接档位，方可进行容量测试。
标称容量：作为测量结果的参照，此处请输入所测变压器的标称容量。以便于测得的容量形成对照。本项通过数字键直接输入即可。
变压器编号：共6位数的变压器编号。主要是为了便于变压器的管理、查阅。该项值通过数字键输入。
变压器用户：此项为拼音中文输入，可以最多输入7个中文汉字，进入该项输入后，仪器自动调出中文拼音输入法，先选拼音，“确定”拼音后，再选择汉字。本项主要是将被测变压器的用户录入，方便档案管理。
测试员：此项为拼音中文输入，可以最多输入7个中文汉字，进入该项输入后，仪器自动调出中文拼音输入法，先选拼音，“确定”拼音后，再选择汉字。本项内容是为了方便测试档案的存档、查阅。
以上各项均设定完毕，并正确接线后（参照后面详细说明），单击“确定”键既可进行容量测试。

技术参数
1、内置电源输出范围
   电压：0～10V
   电流：0～10A
2、特性通道测试量程及精度
   电压量程：AC 750V。精度，±0.2%（F.S）±1个字
   电流量程：AC 100A。精度，±0.2%（F.S）±1个字
3、直阻测试量程
0.001Ω-0.1Ω        （10A）
0.03Ω-1Ω           （5A）
0.06Ω-5Ω           （1A）
0.1Ω-50Ω           （200mA）
0.3Ω-200Ω          （40mA）
100Ω-100kΩ         （<5mA)
4、直阻测试准确度
0.2%±2μΩ
5、分辨率
   0.1μΩ
6、功率及其他指标测量精度
   功率：   ±0.5%（F.S）（CosΦ>0.1）, 
±1.0%（F.S）（0.02<CosΦ<0.1）
   空（负）载损耗测量：±2%（0.1≤CosΦ≤1）
7、变压器容量测试范围
       6.3~125000KVA
8、工作温度
   -20℃～+60℃
9、充电器电源要求
    市电 AC160V～265V
10、绝缘度
  ⑴、容量测试、电压、电流输入点对机壳的绝缘电阻≥100MΩ
  ⑵、充电电源输入对机壳之间承受工频2KV（有效值），测试时长1分钟
11、体积
    40cm×30cm×19cm
12、重量
    5㎏      
单相电源对三相变压器的短路（负载）损耗测量及其接线方式
受电源条件（没有三相电源或电源容量较小）时，以及在制造过程中或运行中需逐相检查以确定故障相时，可以用单相电源进行短路损耗试验；试验方法是将变压器低压三相的出线端短接，在高压侧分别进行三相测量，本仪器的“短路测试”中的“单相测试”具备了在不退出程序，分别测量三相后再显示三相的总结果。
根据被测变压器的绕组连接方式可以分为两种情况:A.加压绕组为△型连接时，与之不同的是，非加压侧（一般为低压侧）的三相出线端需要人工短接。绕组中的电流要求应达到变压器的额定电流的 倍。B.加压绕组为Y型连接时，加压侧参照图三十二的方式接线，不同的是，非加压侧的三相出线端需要人工短接。
根据所测电压、电流与仪器的电压、电流测试量程也分为三种情况，基本与单相电源测量三相变压器空载损耗的三种情况相同，不同之处是，二次侧应全部短接。
两瓦特法（三相三线电源）法空载测试及接线方式
将变压器非测试端开路，当测试电压和电流都不超过仪器的测试范围时，当电压超过本仪器的测试范围时，当测试电流超过本仪器的测试范围而电压没有超过本仪器的测试范围时，空载损耗测试时，一般低压侧为测试端。高压侧为非测试端，非测试端开路。
注意：这里采用的方法相当于两功率表测试法，只测量Uab和Ucb两相电压值，结果为两相的平均值；同时空载损耗也只测量Pab和Pcb两相损耗，总损耗为两相损耗之和。
两瓦特法（三相三线电源）法负载损耗测试及接线方式
与两元件法空载损耗的接线方式基本相同，不同之处只是，短路损耗测试时，一般高压侧为测试端。低压侧为非测试端，此外，非测试端需要人工短接。如高压或中压侧出线套管装有环形电流互感器时，测试前务必将电流互感器的二次端进行良好短接。
三瓦特法（三相四线电源）空载损耗测试及接线方式
将变压器非测试端开路，当测试电压和电流都不超过仪器的测试范围时，当电压超过本仪器的测试范围时，当测试电流超过本仪器的测试范围而电压没有超过本仪器的测试范围时，空载损耗测试时，一般低压侧为测试端。高压侧为非测试端，非测试端开路。
三瓦特法（三相四线电源）负载损耗测试及接线方式
与三相空载损耗的接线方式基本相同，不同之处只是，负载损耗测试时，一般高压侧为测试端。低压侧为非测试端，此外，非测试端需要人工短接。如高压或中压侧出线套管装有环形电流互感器时，测试前务必将电流互感器的二次端进行良好短接。 
直阻测试及接线方式
将红色测试钳测试线末端的U型金属垫片和插头分别接入测试仪的直阻测试部分I+与U+端，然后将黑色测试钳测试线末端的U型金属垫片和插头分别接入测试仪的直阻测试部分I-与U-端。将红色测试钳和黑色测试钳夹在需要被测试的变压器接线柱上，打开设备电源开关，在主菜单中选择“直阻测试”，在设置界面输入变压器信息，点击确定进入测试界面。在测试前根据需要选择合适的电流大小进行测试，高压侧建议电流大小为5mA、40mA、200mA三档，低压侧建议电流大小为1A、5A、10A三档。
材质分析功能及接线方式
第一步，按照容量测试方式接线并测试，测试完成后进入下一步，进行线圈本体的直阻参数测试，最后进行线圈本体的材质分析。将双线测试钳的测试线末端的电流插头与电压插头插在一起分别接入测试仪的变比测试部分的A、B、C插孔上，然后将黄、绿、红三把测试钳分别夹在变压器高压侧的A、B、C接线柱上，拿出另外三个单线测试钳，将黄、绿、红三把测试钳分别夹在变压器低压测的a、b、c接线柱上，再分别对应接在测试仪的变比测试部分的a、b、c上，将辅助测试线圈住变压器一相的高低压包（必须是同一相），接上梯形口，将辅助测试线末端的红黑插头分别接在测试仪的变比测试红色“0”线插口和黑色“0”线插口上。打开电源开关，在主菜单中选择“材质分析”功能，根据变压器铭牌将设置界面数据信息补充完整，点击“确定”进入测试界面。

ZSCZ-8900变压器材质分析仪可现场测量多种配变、电变变压器容量，无需另配电源，检测更方便、更快捷

ZSCZ-8900变压器材质分析仪变压器特性测试时，电压、电流量程均可以非常灵活、简便的进行扩展，只需简单的通过外接电压互感器、电流互感器即可，大大加宽了仪器的测试范围

ZSCZ-8900变压器材质分析仪直阻测试提供6档输出电流选择，最大可以输出10A电流。

按有关验收标准规定，变压器现场验收工频耐压值为出厂值的85%。在现场对变压器进行工频耐压试验时（高压侧工频耐压试验和低压侧工频耐压试验），如果低压侧发现放电现象时，可重点检查低压绕组对外的连接支撑等部件，可先断开三相连接的连线，先分相去检查绝缘电阻、绝缘距离等，基本上可以立即判断出哪一相有问题；在有问题的一相重点检查低压绕组到铁心、夹件之间的位置，以及有没有铜丝等杂质，另外检查一下支撑件的绝缘情况；如果高压绕组出现放电现象，可重点检查高低压绕组之间以及高压绕组间的绝缘距离，检查绕组是否途中发生的位移等现象，如有的话，重新调整。

 绕组温度过高

变压器运行中随着负荷增大，变压器的温升会升高，而变压器的实际温升又决定了变压器的寿命。因此在实际使用过程中，需要尽量降低变压器绕组的温度。在现场有限的空间里，一是要跟踪变压器绕组的温度，通过温控设置控制风机来给绕组散热；二是增加配电室的通风效果，以便于变压器的散热，特别是在条件允许的情况下，为配电室安装空调，保证变压器室的环境温度。

套管闪络

变压器套管积垢，在大雾或小雨时造成污闪，使变压器高压侧单相接地或相间短路。变压器套管因外力冲撞或机械应力、热应力而破损也是引起闪络的因素。变压器箱盖上落异物，如大风将树枝吹落在箱盖时引起套管放电或相间短路。变压器在电力系统中起着枢纽作用，其是否正常运行直接影响到电力系统的工作效率。近来发现，变压器在运行过程中，由于绝缘漆老化、电磁线选用不当、人为操作失误、变压器长时间超负荷运转等等原因，致使其发生短路事故。一旦变压器发生短路事故，就会产生巨大的电流，当线路和设备承受不了这股电流时，就会损害变压器的线路和设备，严重的话甚至会损害整个电力系统。为此，研究分析导致变压器发生短路事故的原因，并由此提出提高变压器抗短路能力的措施，对提高变压器的稳定运行具有极其重要的意义。

1.变压器运行中短路损坏的常见部位及其原因分析

变压器绕组引出线部位

该部位的短路故障常发生在斜口螺旋结构的绕组。由于轴向电流的存在，使得斜口螺旋绕组处产生横向力矩而使得绕组扭曲甚至变形，而螺旋绕组绕制过程中自身的恢复原状的应力作用更加剧了这一变形的情况，较易发生短路故障。

对应铁轭下的部位

究其原因，主要有：（1）由于绕组绕制间隙过大或者过于松散，导致铁轭高低压两侧绕组发生变形；（2）短路电流产生的很强的电磁场大多通过铁轭闭合，形成回路，使得铁轭部位受到的电磁力也相对较大，从而导致铁轭发生短路变形；（3）在结构上，铁轭部位对应绕组部分的轴向压紧不够牢固，使得该部位的线饼达不到应有的预紧力，从而导致变形。

换位部位

该部位的变形常见于换位导线的换位，究其原因，主要有：（1）相比普通导线来说，换位导线在换位处的爬坡较陡，其在爬坡处产生的相反的切向力使得里侧绕组的换向直径减小，而外侧绕组换向直径增大，轴向电流的作用使得绕组承受附加力的作用，从而使内换位向中心变形，外换位向外变形。（2）换位导线越粗，其爬坡的坡度越陡，受应力和附加力作用产生的变形越严重。

调压分接区域及对应其他绕组的部位

该部位发生短路损坏的原因有：（1）安匝不平衡使漏磁分布不均衡，其幅向额外产生的漏磁场在绕组中产生额外轴向外力，使得线饼向竖直方向弯曲，并压缩线饼间的垫块。且由于这额外轴向外力还部分或全部地传到铁轭上，使其离开心柱，出现线饼向绕组中部变形或翻转现象。（2）该区域由于运行一段时间后，较厚的垫块自然收缩量较大，一方面加剧安匝不平衡现象，另一方面受短路力时跳动加剧。（3）绕组套装后不能确保中心电抗高度对齐，致使安匝进一步加剧不平衡。（4）该部位的线饼为力求安匝平衡或分接区间的应有绝缘距离，往往要增加较多的垫块，较厚的垫块致使力的传递延时，因而对线饼撞击也较大。

引线间

由于低压引线电压低且电流大，相位120°，短路电流致使引线相互吸引，如引线间固定不当时，则就会发生短路故障。

当然，除了以上原因上，导致变压器短路故障的原因还有很多，如：选用的电磁线与实际运行时作用在电磁线上的应力差异较大；抗短路能力计算时没有考虑温度对电磁线的抗弯和抗拉强度的影响；采用了普通的换位导线和软导线；绕组绕制较松，或是绕组线匝或导线间未做固化处理，或是绕组的预紧力控制布当，或是绕组的套装间隙过大等等。

2.提高变压器抗短路能力的措施

严格控制变压器原材料的质量

原材料的质量直接关系到变压器的制作质量，因此，应严格控制变压器导线、绝缘材料、钢板、铁芯、线圈、油箱、套管等材料的质量，检查其质保书、性能、规格、几何尺寸、外观等，以确保其符合制作工艺要求。如，在选择材料时，应尽量选用半硬以上的自粘性换位导线和组合导线、高密度与油道等距的整体垫块，35kV及以下的内绕组应优先选用环氧玻璃丝筒作绕组内支撑绝缘筒。