中试控股技术研究院鲁工为您讲解：判断变压器变形程度综合测试仪

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪

双通道16位AD采样,8寸彩色触摸屏，亮度可调,USB2.0接口,支持数据上传和联机测试
先进的DDS扫频技术
参考标准：DL/T 911-2016

变压器绕组变形测试仪：变压器设计制造完成后，其内部结构和各项参数基本保持不变，因此每个线圈的频域响应也随之确定，正常绕组的变压器，其三相频域响应曲线耦合程度基本一致；
当变压器在试验过程中出现匝间、相间短路，在运行中出现短路或其他故障因电磁拉力造成线圈移位，在运输过程中发送碰撞造成线圈相对移位，这些因素都会使变压器分布参数发生变化，其频域响应也发生变化，根据频域响应曲线即可判断变压器的变形程度；

1.变压器设计制造完成后，其内部结构和各项参数基本保持不变，因此每个线圈的频域响应也随之确定，正常绕组的变压器，其三相频域响应曲线耦合程度基本一致；
2.当变压器在试验过程中出现匝间、相间短路，在运行中出现短路或其他故障因电磁拉力造成线圈移位，在运输过程中发送碰撞造成线圈相对移位，这些因素都会使变压器分布参数发生变化，其频域响应也发生变化，根据频域响应曲线即可判断变压器的变形程度；
3.基于以上思想和先进的测量技术，本设计了变压器绕组变形测试仪，该仪器能准确绘制各相频域响应曲线，通过测量曲线的横向、纵向对比，可以准确的判断变压器的变形程度。
4.本仪器符合DL/T911 2004《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》标准。
ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪技术指标
1. 设置6种不同的扫描方式：
线性 1K-1000kHz_1.0步进1kHz    1000点
线性 1K-1000kHz_0.5步进0.5kHz   2000点
线性 1K-2000kHz_1.0步进1kHz    2000点
线性 1K-2000kHz_0.5步进0.5kHz   4000点
分段100HZ - 1000kHz             1440点
分段100HZ - 2000kHz            2440点
2. 测量范围：(-100dB） - （+20dB）
3. 测量精度：0.1dB；
4. 扫描频率精度：0.01%；
5. 信号输入阻抗：1MΩ；
6. 信号输出阻抗：50Ω；
7. 同相测试重复率：99.9%；

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪上位机软件
1. 光盘中有以下目录： 应用程序、USB Drive 
2. 本软件运行环境：32位 window XP  或  32位 window 7 系统。
3. 应用程序的安装： 打开应用程序文件夹，双击setup.exe, 若用户PC机没有安装.NET 程序运行环境，该安装软件首先安装.NET环境，然后再安装本软件。
4. 首次将设备与电脑连接，需要在PC机上安装硬件驱动，对应光盘USB Drive目录，安装驱动步骤见附件III。
5. 下载数据：连接USB线，使仪器设备处于上传数据状态，单击本软件【连接设备】，设备连接成功后单击【下载数据】即可，数据自动命名、自动保存, 文件命名规则为：测试频段_接线套管_测试日期.xls。
6. 联机测试：每次测试前用户必须新建文件以保存测试数据，测试完成，数据自动保存，打开目录即可查看。
7. 本软件可以同时显示两组数据曲线，便于数据的横向、纵向对比分析，两组曲线的测试频段和接线套管必须一致才能同时打开。
8. 数据分析：用户可自行设置分析频段，然后单击【分析】即可。
9. 用户可以选择性的“导出word文档”和“打印曲线”的显示曲线、曲线信息、分析结果。
10. 曲线水平缩放：“Shift“ + 鼠标滚动，曲线纵向缩放：“Alt”+ 鼠标滚动，按住鼠标左键上下移动。
11. 双击复选框后面的分贝值改变曲线显示颜色。
12. 拖动“跟踪滑块”或单击两边按钮或单击“跟踪滑块”后滚动鼠标查看不同频率下的分贝值。
13. 【清除数据】只是清除当前数据的显示，并没有删除文件，若用户需要删除文件，进入目录删除即可。
14. 用户不要更改.xls文件的内容,否则将导致软件无法识别而产生错误。

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪采用先进的DDS扫频技术;

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪采用双电源供电:市电AC220V士10%，内电源6V5AH蓄电池;

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。