中试控股技术研究院鲁工为您讲解：配电变压器绕组线圈材质测定仪

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变压器材质分析仪主菜单变压器试验术语与定义
本仪器所遵循的国家相关标准有：
《GB 1094.1-2013 电力变压器 第1部分：总则》
《GB 1094.5-2008 电力变压器 第5部分：承受短路的能力》
《GB/T6451-2008 三相油浸式电力变压器技术参数和要求》
《JBT 10318-2002 油浸式非晶合金铁心配电变压器 技术参数和要求》
《GB/T 10228-2008  干式电力变压器技术参数和要求》
《GBT 22072-2008 干式非晶合金铁心配电变压器技术参数和要求》
《JB/T 3837-2010变压器类产品型号编制方法》
由于变压器材质测试、容量测试以及特性试验等都是比较专业的试验，在试验测试中，相关设置内容和测试结果项目比较多。而且由于历史遗留原因，同一测试内容全国各地叫法不一，为了您能更方便对变压器容量测试和特性测试有一个全面的了解，特将一些会用到的变压器试验术语和定义列在下面。为了保证权威性，一下内容均摘录自《GB 1094.1-2013》等国家标准。
1、分接
    在带分接绕组的变压器中，该绕组的每一个分接连接均表示该分接的绕组有一个确定的有效匝数，也表示该分接绕组与任何其他绕组不变的绕组间有一确定的匝数比。
2、主分接
    与额定参数相对应的分接。特殊说明，空负载损耗以及空载电流等参数均表示的时被测变压器处于主分接时的数据(但另指定其他分接时除外)。
3、有载分接开关
    适合于在变压器励磁或负载下进行操作的用来改变变压器绕组分接连接位置的一种装置。
4、无励磁分接开关
    适合于只在变压器无励磁(与系统隔离)时进行操作的用来改变变压器绕组分接连接位置的一种装置
5、空载损耗(俗称：铁损、铁芯损耗)
    当额定频率下的额定电压（分接电压）施加到一个绕组的端子上，其他绕组开路时吸取的有功功率。
6、空载电流
    当额定频率下的额定电压(分接电压)施加到一个绕组的端子上，其他绕组开路时流经该绕组线路端子的电流方均根值。
   注1：对于三相变压器，是流经三相端子电流的算数平均值。
   注2：通常用占该绕组额定电流的百分数来表示。对于多绕组变压器，是以具有最大额定容量的那个绕组为基准的。
7、负载损耗(又称：短路损耗；俗称：铜损)
    在一对绕组中，当额定电流流经一个绕组的线路端子，且另一绕组短路时在额定频率及参考温度下所吸取的有功功率。此时，其他绕组(如果有)应开路。
    注1：对于双绕组变压器，只有一对绕组组合和一个负载损耗值。
          对于多绕组变压器，具有与多对绕组组合相对应的多个负载损耗值。整台变压器的总负载损耗值与某一指定的绕组负载组合相对应。
    注2：当绕组组合中两个绕组的额定容量不同时，其负载损耗以额定容量小的那个绕组中的额定电流为基准，而且应指出参考容量。
8、总损耗
    空载损耗与负载损耗之和。
9、短路阻抗(也称：阻抗电压)
    通常情况下，短路阻抗为一对绕组的短路阻抗
    在额定频率及参考温度下，一对绕组中某一绕组端子之间的等效串联阻抗Z=R+jX(Ω)。确定此值时，另一绕组的端子短路，而其他绕组(如果有)开路。对于三相变压器，表示为每相的阻抗(等值星形联结)。
注1：对于带分接绕组的变压器，短路阻抗是指指定分接的。如无另行规定，则是指主分接的。
注2：此参数可用无量纲的相对值来表示，即表示为该对绕组中同一绕组的参考阻抗Zref的分数值z。用百分数表示：                         
式中：                    
公式对三相和单相变压器都适用。
U——Z和Zref所属绕组的电压（额定电压或分接电压）；
Sr——额定容量基准值。
此相对值也等于短路试验中为产生相应额定电流（或分接电流）时所施加的电压与额定电压（或分接电压）之比。此电压称为该对绕组的短路电压。通常用百分数表示。
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。
ZSCZ-8900变压器材质分析仪技术参数
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㎏   

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。

（1）变压器接地线接地电阻阻值过大，如同时伴有低压相线绝缘损坏而接地（例如L1相线接地），这时变压器接地线中将有电流流过，L1相电压加在大地和接地电阻上，接地电阻阻值越大，接地电阻上的分压就越大。这时，如果有人误触变压器接地线或中性线以及变压器外壳，人体将和接地电阻形成并联，那么加在人体上的电压就会导致人身触电。

（2）当变压器三相四线中的中性线接地电阻阻值过大或中性线断线时，此时由于三相负载的不平衡，变压器中性点将发生偏移，接地点电位不为零，使得有的相电压升高而烧毁用电设备。

（3）当接地电阻阻值过大，同时变压器批避雷器不能正常对地放电，致使避雷器或变压器烧毁。

2、变压器接地电阻阻值过大的原因

（1）接地装置的材料不合格。由于接地体埋设不规范，安装工艺不合格，接地体与接地线接头连接松动，大地过于干燥等原因，均有可能造成接地电阻阻值过大。

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（2）由于对变压器接地线作用的重要性认识不足，中性线截面积选择过小，或由于外力的破坏、接地线被盗等原因，都有可能导致接地线断线或接地电阻阻值过大。

3、预防措施

（1）严格施工工艺，规范接地体的埋设。接地装置一般由钢管、角钢、扁钢及钢绞线等材料制成。埋设深度应不小于0.5~0.8m。接地装置的施工一般应和基础施工同时进行，具体要求如下。

①接地槽的深度应符合设计要求，一般为0.5~0.8m，可耕地应敷设在耕作深度以下。接地槽的宽度一般为0.3~0.4m，并应清除槽中一切影响接地体与土壤接触的杂物。

②钢管的规格及打入土壤中的深度应符合设计要求，接地体应垂直打入地中且固定，以免增加街道电阻阻值。在山区及土壤电阻率较高的地区，尽量少用管形接地装置，而采用表面埋入方式的接地装置。

③接地引下线应沿电杆敷设引下，并尽可能短而且直，以减少其冲击电抗。接地引下线以支持件固定在杆塔上，支持件之间的直线距离通常为1.0~1.5m，转弯部分为0.1m。电工之家

④接地引下线除为测量接地电阻阻值而预留的断开处外不得另有接头，接地装置的连接应保证接触间的连接，均采用焊接。接地引下线与为测量接地电阻阻值而预留的断开处连接均应采用螺栓连接，连接螺栓应镀锌防锈。

⑤接地体敷设完毕，应回填土，不得将石块等影响接地体与土壤接触的杂物埋入。

（2）在变压器的中性线上选取适当的位置，将变压器的中性线多点重复接地。这样当变压器中性线在某点断线时，由于多点接地，中性线电流仍可经大地回到变压器中性点，中性线的电位始终为零，每相负载的电压始终为正常的相电压。

（3）在用户电能表后装设剩余电流动作保护器。当用户装设了保护器后，此时如果变压器接地点接地电阻阻值过大，大地电位将不再为零，这时将有一个电流经保护器、大地流入变压器接地点，此电流将使保护器动作而将接地点切除，防止了大地电位的升高。另外，加装保护器后，当人接触相线时，保护器也会动作，从而保障人身安全。1．变压器纵差保护基本原理

纵差保护在发电机上的应用比较简单，但是作为变压器内部故障的主保护，纵差保护将有许多特点和困难。变压器具有两个或更多个电压等级，构成纵差保护所用电流互感器的额定参数各不相同，由此产生的纵差保护不平衡电流将比发电机的大得多，纵差保护是利用比较被保护元件各端电流的幅值和相位的原理构成的，根据KCL 基本定理[1]，当被保护设备无故障时恒有各流入电流之和必等于各流出电流之和。

当被保护设备内部本身发生故障时，短路点成为一个新的端子，此时 电流大于0，但是实际上在外部发生短路时还存在一个不平衡电流。事实上，外部发生短路故障时，因为外部短路电流大，特别是暂态过程中含有非周期分量电流，使电流互感器的励磁电流急剧增大，而呈饱和状态使得变压器两侧互感器的传变特性很难保持一致，而出现较大的不平衡电流。因此采用带制动特性的原理，外部短路电流越大，制动电流也越大，继电器能够可靠制动。

另外，由于纵差保护的构成原理是基于比较变压器各侧电流的大小和相位，受变压器各侧电流互感器以及诸多因素影响，变压器在正常运行和外部故障时，其动差保护回路中有不平衡电流，使纵差保护处于不利的工作条件下。为保证变压器纵差保护的正确灵敏动作，必须对其回路中的不平衡电流进行分析，找出产生的原因，采取措施予以消除。

2． 纵差保护不平衡电流分析

2.1 稳态情况下的不平衡电流

变压器在正常运行时纵差保护回路中不平衡电流主要是由电流互感器、变压器接线方式及变压器带负荷调压引起。

（1）由电流互感器计算变比与实际变比不同而产生。正常运行时变压器各侧电流的大小是不相等的。为了满足正常运行或外部短路时流入继电器差动回路的电流为零，则应使高、低压两侧流入继电器的电流相等，即高、低侧电流互感器变比的比值应等于变压器的变比。但是[1]，实际上由于电流互感器的变比都是根据产品目录选取的标准变比，而变压器的变比是一定的，因此上述条件是不能得到满足的，因而会产生不平衡电流。

（2）由变压器两侧电流相位不同而产生。变压器常常采用两侧电流的相位相差30°的接线方式（对双绕组变压器而言）。此时，如果两侧的电流互感器仍采用通常的接线方式（即均采用Ｙ形接线方式），则二次电流由于相位不同，也会在纵差保护回路产生不平衡电流。

（3）由变压器带负荷调整分接头产生。在电力系统中，经常采用有载调压变压器，在变压器带负荷运行时利用改变变压器的分接头位置来调整系统的运行电压。改变变压器的分接头位置，实际上就是改变变压器的变化[2]。如果纵差保护已经按某一运行方式下的变压器变比调整好，则当变压器带负荷调压时，其变比会改变，此时，纵差保护就得重新进行调整才能满足要求，但这在运行中是不可能的。因此，变压器分接头位置的改变，就会在差动继电器中产生不平衡电流，它与电压调节范围有关，也随一次电流的增大而增大。