中试控股技术研究院鲁工为您讲解：电力变压器铜铝材质辨识仪

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变压器材质分析仪功能特点
? 采用ARM+FPGA+ADC模式，并配以RT-Thread实时操作系统，仪器系统更稳健，测量精度更高。
? 7寸彩色高亮液晶，触摸屏，Win8风格界面，中文输入，全中文菜单。
? 具有完善电子帮助，各项操作均有接线图和文字描述，操作直观简单。
? 内置大容量存储器，USB口通讯，现场测试数据均可保存，根据客户需要可以将数据上传到PC机。
? 具有程序远程升级功能，根据客户要求可以远程升级仪器程序。
? 在各测试界面下均可以观察实时电压通道、电流通道的情况。
? 可以提供各变压器特性测试时电压、电流通道的谐波情况，并用柱状图显示。
? 通过单一界面实时显示测试电路的电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率，并可以绘制向量图，以便于判断现场接线情况。
? 标配特制现场低压短接线，无需螺丝和扳手，可牢固短接被测变压器接线柱，方便现场测试。
? 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
? 结合外配电源以及调压、升压、升流等设备，可测量各种变压器的空载电流、空载损耗、阻抗电压、负载损耗等变压器特性数据
? 所有测试结果均自动进行了相关校正。您只需输入相关参数（如温度、空载校正系数等），仪器即可自动进行诸如：波形畸形校正、温度校正、非额定电压校正、非额定电流校正等多种校正，使测试结果准确度更高
? 变压器特性测量中，电压最大量程可达750V，电流最大量程达100A，且内部配有保护电路。测量时不用切换档位既可保证测量精度，更不用担心因档位选错而烧坏仪器
? 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
? 根据测试结果中的空载、负载损耗，可自动推定三相油浸式配变、电变变压器的性能水平，供工作人员现场参考。
? 直阻测试提供6档输出电流选择，最大可以输出10A电流。
? 参数设置更加完善，可以设置变压器的测试绕阻、分接位置、测试相别、试品温度、折算温度值等。
? 具有音响放电报警，减少误操作。
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-8900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

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ZSCZ-8900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

1）4-12路温度信号输入，测温范围：0～100℃；2）测温精度：±0.1℃；3）温度上限通过软件进行设置，超温进行声光报警；4）具有巡回显示及定点显示功能。

1.1 温度测量电路。本检测仪采用了由集成温度传感器AD590构成的温度测量电路将测得的温度值信号转化成相应的电信号。因为AD590器件具有良好的线性和互换性，测量精度高，并具有消除电源波动的特性。

1.2 控制系统。基于AT89C2051单片机的功能特点和优点，后面将对其作详细的介绍。因此本检测仪中我选用了AT89C2051单片机作为控制系统。AT89C2051单片机控制多路转换开关4051循环切换选择4路温度信号中的一路，该信号经V/F转换器VFC32将电信号转换成为相应的频率信号，由AT89C2051单片机再对频率信号进行采样，每路输入信号都须多次测量求平均值，最后经标度转换后由LED数码管输出，显示。单片机系统负责存储显示数据、安排控制信号的定时与顺序等。单片机将外部数据存入内部RAM中，当要求显示时，由内部调出数据输出。在单片机控制多路转换开关4051电路中，又采用了V/I转换电路，I/V转换电路和光电耦合器等装置，目的是为了避免在长距离传输中能量的过多损失。

1.3 多路切换及V/F转换电路。V/F转换器实际上是一个受电压控制的多谐振荡器，或者说是频率随控制电压的变化而变的振荡电路。通过单片机控制多路转换开关CD4051，循环切换选择4路温度信号中的一路，该信号经V/F转换器VFC32将电信号转换成为相应的频率信号，其中由温度信号转化为电信号再转化为频率信号过程中，可以通过调节相关元器件的参数值使三者之间呈现良好的线性关系。在本检测仪中采用V/F转换电路将电信号转换为频率信号目的是为了在传输中避免干扰以及能量的过多损失。在用V/F转换器进行A/D转换时，单片机只要对V/F转换器输出的Fout计数，即可得到模拟电压VIN所对应的数字量。

1.4 键盘显示及声光报警电路。按键用于选择显示指定路数的温度测量值，无按键时则巡回显示4路温度的测量值，温度的上限值通过软件编程设置，当温度超出上限值时进行声光报警。键盘采用中断方式的独立式按键电路。4片74LS164扩展4位LED显示器，用于巡回显示每路温度的测量值，测量精度到小数点后一位。通过按键选择显示指定路数的温度测量值。在声光报警电路中，用P3.7口进行控制声光报警，当P3.7=1时，系统工作正常，绿灯亮，当P3.7=0时，温度越限，红灯亮，同时蜂鸣器发声报警。

1.5 电源部分。电源部分采用7805三端稳压器提供5V的电源，对AT89C2051、74LS164、CD4051等进行供电。

2 强电磁干扰问题的解决方法

本检测仪是为变电所专门设计的，由于变电所内高压电力线密集，空间电磁干扰及电源窜入干扰特别严重。经过多次现场实践，改进，解决了干扰问题，具体采取的措施如下：1）温度测量电路中采用多次电容滤波。2）采用抗干扰能力强的V/F转换器时进行模数变换。3）模拟数字电路间进行光电隔离。4）直流稳压电源前接交流稳压器。5）测量的温度信号采用中值和均值混合滤波方式。6）软件采用模块化结构设计，在每个模块之后和程序存储器空白区加软件陷阱，并且在一些重要跳转指令之后加了软件冗余指令。

3 系统的软件设计

本设计的软件部分采用的是模块化设计，共分为五个部分：主程序，中断处理程序，测量子程序，显示子程序，报警子程序。主程序对各个寄存器进行初始化操作，当有按键按下时，转入中断处理程序。否则，依次调转各个子程序，实现巡回检测并显示相应各路的温度测量值。

各个功能模块的设计方案如下：1）温度测量模块：对与温度测量电路输出的温度值相对应的频率值进行采样，20ms采样一次，多次采样取平均值，作为最后的测量值。2）显示模块：把经测量转换后要显示的二进制数据转换成BCD码后，由串行接口发送存储至串行移位寄存器，发送完毕后由数码管显示相应数值，完成温度的显示功能。3）温度越限报警模块：当温度值超过设定上限值时，便启动报警程序，直至有人来处理，复位后继续进行温度巡回检测。4）中断处理程序：当发生中断时，系统便测量并显示某一特定路数的温度值，路数的选择由按键决定。5）主程序：完成对各个寄存器的初始化操作后，若无中断，则依次调用测量，显示，报警三个子程序，通过循环实现多路巡回检测。

由于使用双风机作为负载（原负载为单风机），负载需求增加，高频变压器的输出路数也需要增加，为满足单电源双风机控制工作的需要，高频变压器需增加输出路数；负载增大导致电流的增大，需相应的增大高频变压器初级绕组的线径，高频变压器需重新设计。

由于使用双风机作为负载，开关电源的关键器件的参数需作调整。由于负载增多，高频变压器的输出路数需增加，与此同时，其漏感也会相应的增加，变压器初级漏感造成的尖峰电压Vspike也会相应的增加。

由变压器漏感造成的Vspike可通过外围电路吸收，使其在最大交流输入电压、最大负载的情况下Vds的波形尖峰不超过开关管的耐压值，但基本前提是，电源芯片要选取更高的耐压等级。

开关管开通后，漏源极电压会在瞬间降为零，此时，其漏极电流开始上升，当占空比达到最大且电流也达到最大值时，开关管关断，电流瞬间降为零。第一个尖峰电流是开关管动作的噪声，不会影响正常使用。