中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变压器铁芯材质测定仪

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。

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、变压器损耗计算公式

（1）有功损耗：ΔP＝P0＋KTβ2PK-------（1）

（2）无功损耗：ΔQ＝Q0＋KTβ2QK-------（2）

（3）综合功率损耗：ΔPZ＝ΔP＋KQΔQ----（3）

Q0≈I0％SN，QK≈UK％SN

式中：Q0——空载无功损耗（kvar）

P0——空载损耗（kW）

PK——额定负载损耗（kW）

SN——变压器额定容量（kVA）

I0％——变压器空载电流百分比。

UK％——短路电压百分比

β——平均负载系数

KT——负载波动损耗系数

QK——额定负载漏磁功率（kvar）

KQ——无功经济当量（kW／kvar）

上式计算时各参数的选择条件：

（1）取KT＝1.05；

（2）对城市电网和工业企业电网的6kV～10kV降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量KQ＝0．1kW／kvar；

（3）变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝20％；对于工业企业，实行三班制，可取β＝75％；

（4）变压器运行小时数T＝8760h，最大负载损耗小时数：t＝5500h；

（5）变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0％、UK％，见产品资料所示。

2、变压器损耗的特征

P0——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；

磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。

涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。

PC——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；（并用标准线圈温度换算值来表示）。

负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。

变压器的全损耗ΔP=P0 PC

变压器的损耗比=PC/P0

变压器的效率=PZ/（PZ ΔP），以百分比表示；其中PZ为变压器二次侧输出功率。

3、变压器节能技术推广

1）推广使用低损耗变压器；

（1）铁芯损耗的控制

变压器损耗中的空载损耗，即铁损，主要发生在变压器铁芯叠片内，主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗。

最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁，为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流，变压器铁芯是由铁线束制成，而不是由整块铁构成。

1900年左右，经研究发现在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗，增大导磁率，且使电阻率增大，涡流损耗降低。经多次改进，用0．35mm厚的硅钢片来代替铁线制作变压器铁芯。

近年来世界各国都在积极研究生产节能材料，变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料——非晶态磁性材料如2605S2，非晶合金铁芯变压器便应运而生。使用2605S2制作的变压器，其铁损仅为硅钢变压器的1／5，铁损大幅度降低。

（2）变压器系列的节能效果

上述非晶合金铁芯变压器，具有低噪音、低损耗等特点，其空载损耗仅为常规产品的1／5，且全密封免维护，运行费用极低。

我国S7系列变压器是1980年后推出的变压器，其效率较SJ、SJL、SL、SL1系列的变压器高，其负载损耗也较高。

80年代中期又设计生产出S9系列变压器，其较S7系列平均高出20％，空载损耗较S7系列平均降低8％，负载损耗平均降低24％，并且国家已明令在1998年底前淘汰S7、SL7系列，推广应用S9系列。

S11是目前推广应用的低损耗变压器。S11型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构。硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了60～80，提高了功率因数，降低了电网线损，改善了电网的供电品质。连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低20～35。运行时的噪音水平降低到30～45dB，保护了环境。

非晶合金铁心的S11系列配电变压器系列的空载损耗较S9系列降低75％左右，但其仅比S9系列平均高出30％，其负载损耗与S9系列变压器相等。

2）选择与负载曲线相匹配的变压器

案例分析：配电变压器的容量选择?お?

A、按变压器效率最高时的负荷率βM来选择容量

当建筑物的计算负荷确定后，配电变压器的总装机容量为：

S＝Pjs/βb×cosφ2(KVA)(1)

式中Pjs——建筑物的有功计算负荷KW；

cosφ2——补偿后的平均功率因数，不小于0.9；

βb——变压器的负荷率。

因此，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率βb。

我们知道，当变压器的负荷率为：

βb＝βm＝（1/R）1/2时效率最高。(2)

R=PKH/Po（即变压器损耗比）

式中Po——变压器的空载损耗；

PKH——变压器的额定负载损耗，或称铜损、短路损耗。

    试验变压器检修与安装后必须进行试验，在前后二次检修中间应对变压器进行预防性的试验。试验变压器的试验记录必须予以保存，直至该变压器不能再用时为止。