中试控股技术研究院鲁工为您讲解：油浸式变压器铝线代替铜线材质试验装置

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。

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。

变压器在额定电压下空载运行时，由励磁电流在铁心中建立主磁通。铁心的励磁电流是由一次绕组和二次绕组共同提供，有一部分励磁电流可能在绕组内部自行形成通路。变压器的空载电流与铁心的励磁电流存在一定关系，但空载电流不完全等同于铁心的励磁电流，它们之间到底存在什么样的内在联系呢？

1、励磁电流的特性分析

励磁电流是指产生励磁磁势，使变压器铁心磁化而建立主磁通的电流。当在一次绕组上外施正弦波电压时，为了产生与之相平衡的感应电动势，必须在铁心中建立相应的正弦波主磁通。由于铁磁材料磁化曲线的非线性关系，建立此正弦波主磁通的励磁磁势不再是正弦波，而是尖顶波。铁心的饱和程度越高，励磁磁势畸变得越厉害。

另一方面励磁磁势将按磁势平衡原理由铁心上所有绕组中流过的电流共同产生。以单相变压器为例，如图，励磁磁势，将二次绕组中流过的电流I2按匝数比折算至一次侧，设，那么，其中为等效励磁电流，为了产生尖顶波的励磁磁势，就必须提供尖顶波的励磁电流，而尖顶波的励磁电流一般可分解为基波及3、5、7……次等高次谐波，其表达式可写为

（1）

当励磁电流的各次谐波都存在流通回路时，在励磁电流中，除基波外，一般以三次谐波电流的幅值最大，五次谐波次之。而且在一定电压下，励磁电流与励磁磁势一样，其大小和波形取决于铁心的饱和程度。饱和程度越高，励磁电流的波形畸变越厉害，其各次谐波电流的幅值也越大，这就是励磁电流的特性。

2、空载电流的特点

空载电流是指对变压器的一次绕组施加额定频率的额定电压时，其余各绕组开路，流经一次绕组的电流。因此，空载电流是从电源侧流经变压器一次绕组的电流。根据电流连续性原理，如果三相变压器一次绕组没有中线引出，那么，各相空载电流瞬时值之和等于零，这就是空载电流必须满足的条件。如果三相变压器一次绕组有中线引出，那么，各相空载电流瞬时值之和等于经中线流出的电流瞬时值。

变压器的空载电流包括励磁电流和铁耗电流，励磁电流也成磁化电流。由于铁耗电流很小，空载电流主要用于励磁，所以，有时也称空载电流为励磁电流。空载电流只在一次绕组中存在，而励磁电流可以在一、二次绕组中同时存在。

3、空载电流的谐波分析

3.1 单相变压器

单相变压器在额定电压下空载运行时，必须提供的励磁电流仍可用（1）式来表示。由于二次绕组没有电流通路，励磁电流只能由一次绕组单独提供。由此可知：单相变压器的空载电流就是铁心的励磁电流，并具有与励磁电流完全相同的特点。但必须指出：不同次数的励磁电流谐波之间不能简单地进行叠加。

3.2 三相变压器

（1）Y-△联结的三相变压器。空载运行时由于一次绕组无中线，所以一次绕组中的空载电流没有三次谐波。然而为了建立正弦波的主磁通，励磁电流必须是尖顶波，即励磁电流中必须包含有三次谐波。三相变压器的空载运行时，励磁电流中的基波（以及5、7次等谐波）在星结的一次绕组中流通，这便是空载电流。而励磁电流中的三次谐波以及3的奇数倍次谐波在三角形联结的二次绕组中流通。这时空载电流并不是励磁电流，在有些教材中笼统地说“空载电流就是励磁电流”是不确切的。

（2）△-Y联结的变压器。当其空载运行时空载电流亦无三次谐波，而三角形联结的一次绕组中可以流通三次谐波电流。所以绕组中励磁电流也是尖顶波，可产生正弦波磁通，但空载电流也不是励磁电流。

变压器三相结构愈不对称，空载电流及其各次谐波三相也愈不对称，而且，其三次谐波电流的幅值也愈大。因此，星／三角形联结三相变压器空载电流的谐波（尤其是三次谐波）除了与铁心的饱和程度有关外，还与变压器三相结构的不对称程度有关。

（3）Y-Y联结变压器。当其空载运行时由于一次绕组星形联结无中线，空载电流中无三次谐波；二次绕组也是星形联结，也没有给三次谐波电流提供通路，此时空载电流就是励磁电流。由于励磁电流中无三次谐波，其他高次谐波影响很小，励磁电流近似为正弦波，使得主磁通为平顶波，从而使绕组相电势或相电压发生畸变。故此种结法的绕组只适用于小容量1800kVA以下心式三相配电变压器。

3.3 三相变压器组

常用三相变压器组一般都含有一个三角形联结绕组。由于三角形联结绕组的存在，铁心励磁电流的各次谐波都存在流通回路，铁心磁化的物理过程与单相变压器是相似的。三相变压器组的铁心励磁电流相当于单相变压器的铁心励磁电流，而单相变压器的铁心励磁电流就是其空载电流。但是，必须指出：三相变压器组的空载电流与单相变压器的空载电流是不同的。如果三相变压器组不含三角形联结绕组，励磁电流则不能完全流通，此时，铁心磁化的物理过程与单相变压器是不同的。实际上，由于励磁电流不能完全流通，这种结构将引起相电压波形发生严重畸变，所以一般并不采用。

通过以上分析得知：变压器的空载电流包括励磁电流和铁耗电流，励磁电流也成磁化电流。由于铁耗电流很小，空载电流主要用于励磁，所以，有时也称空载电流为励磁电流，但空载电流不完全等同于铁心的励磁电流。空载电流的谐波除了与铁心的饱和程度有关外，还与变压器的结构形式以及三相结构的不对称程度有关。不管是什么电力系统，运行都和变压器设备有很大的关系，因此，若想要保证电力系统能够正常运行，就必须保证变压器设备的安全。由于外界因素，电压器在运行中还是会发生故障，所以要采取措施对这些故障进行解决和处理，同时还要采取方法对变压器常见的故障进行预防，若是对故障处理得不及时，就会影响电力系统的运行安全。