中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变压器容量及损耗特性测试仪

ZSRS-8000变压器容量空负载损耗测试仪

用于变压器容量、空载、负载等特性参数测量的高精密仪器
参考标准：DL/T 1256-2013

变压器容量空负载损耗测试仪：变压器容量及空载负载测试仪针对这种问题专门开发、研制的专门用于变压器容量、损耗参数测量的高精度仪器。它自带高效能充电电池，不用外接电源即可工作，充电一次可连续测量500台次；

同时，内部数字合成三相标准正弦波信号（绝非简单的逆变交流输出，保证了非额定条件下各测试项目测试数据的准确性），经功率放大器可提供三相精密交流测试源；

在测量变压器容量和变压器的短路损耗时不需要外接三相测试电源及调压器、升流等辅助设备，简化了接线，大大提高了工作效率。

容量测试参量设置界面
在选中‘容量测试’功能时，进入容量测试参量设置屏。如图4所示： 
容量测试设置屏可见，项目有：试品编号、当前温度、阻抗电压、高额电压、试品类型、分接档位、联结组别、参比容量。显示屏最下一行为开始测试，当手形指针指到此项目时按确定即开始测试。
各项参数的含义和作用如下：
? 试品编号：为了区分所测试的变压器，人为的为其编号（共6位数，可为0~9数字或26个英文字母），以便在查阅时不会将几组结果混淆。
? 当前温度：输入当前的被测变压器的本体温度，用于对测试结果做温度校正，因容量判断主要的依据为变压器的短路试验的数据包括阻抗电压和短路损耗，根据我们所测出的实际数据，按要求校正到额定条件时的短路损耗数值，再查表得到被试变压器的实际容量；首先是非额定电流的校正，同时国标要求变压器的短路损耗应在环境温度为75℃（针对油浸式变压器，干变根据不同要求分别为100℃、120℃、145℃）时进行，所以额定条件的数据都是在75℃时的标准数值。为了准确判断容量，必须将测试结果校正到75℃时，因此当前温度的准确直接影响容量的判断结果。
? 阻抗电压：当测试非标变压器时，需输入此项参数，才可测出实际容量。
? 高额电压：指被试变压器施压侧的额定电压值。用于区别不同电压等级的变压器；相同容量、不同电压等级变压器的短路试验参数值是不同的；要做到准确判断，就必须输入被试变压器的高压侧额定电压。
? 试品类型：指变压器的不同类型。按铁芯能耗等级，分为JB64、SJ（73）、S7、S9（S11）、S13等标准级别，还包括非标类型；按绝缘形式又分为油浸式和干式变压器，注意在测试非标类型和干式变压器时，需要输入被测变压器的阻抗电压；注意：当需要进行单相和三相空载试验进行变压器的型式判定时，在此必须将此参数设置正确，否则判定型式会混乱。
? 分接档位：指变压器分接开关当前位置；配变通常都有三个分接位置，通常在2分接测量，如果分接位置不在标准档位，而又不愿改变分接位置，必须输入当前的正确位置。
? 联结组别：根据变压器的内部接线方式可分为Yyn0、Dyn11和Yzn11三种情况，因不同联结组别的变压器损耗参数是不同的，因此只有明确变压器的联结组别才可准确判断出被测变压器的型式。
? 参比容量：当被测变压器容量为500或630时，需输入此项参数；因为这两种容量的变压器的阻抗电压处于交替区，造成容量判定的交叉区，也就是说同一台变压器按照不同的阻抗电压进行测试，有可能出两种结果；因此只有设置了参比容量，才能保证测出的容量准确。
所有参数设置好后，按确定键开始测试过程
图中将实时的测试数据显示在屏幕上，包括：ABC三相的测试电压、ABC三相的测试电流、ABC三相的测试功率、各相的平均电压和平均电流、各相的总功率。
如果试验人员的接线不正确，仪器会自动提示：测试异常，请检查接线。如图6所示：
测试正常完成，即显示测试结果
所示为容量测试判别结果，包括：实际的三相测试电压值、三相电流值、三相功率值，当前测试条件下实测的短路损耗（负载损耗）总和数值、判定的变压器参数下国标规定的短路损耗数值、校正到额定试验条件下的短路损耗数值、校正后的短路损耗数值与国标参数下短路损耗值的百分数误差。当前条件下实测阻抗电压数值、判定的国标阻抗电压数值、判定容量、实测容量、判定型式和变压器的实测阻抗；如果在判定容量显示为“No type”说明实测容量值在两相邻容量之间，无法归档；如果判定型式显示为“no”说明变压器的型式也在两种型式之间，无法归档。

显示屏最下一行仍为提示行，图六中可见，提示行提示操作人员下一步有三种可选择的操作，可选择保存将测试结果保存到内部存储器中、打印将测试结果通过打印机打印出来,选择取消退出当前的测试界面返回到主界面；当结果中短路损耗超标时仪器会提示“损耗异常”，说明所输入的形式不正确。

技术指标
1、 输入特性
有源部分：
电压测量范围：0~10V
电流测量范围：0~10A
无源部分：
电压测量范围：0~750V 宽量限。
电流测量范围：0~5A~100A内部双量程。
2、 准确度
电压：±0.1%
电流：±0.1%
功率：±0.1%（CosΦ>0.2），±0.3%（0.02<CosΦ<0.2）
3、 工作温度：－10℃~ +40℃
4、 充电电源：交流160V~260V
5、 绝缘：⑴、电压、电流输入端对机壳的绝缘电阻≥100M?。
         ⑵、工作电源输入端对外壳之间承受工频2kV（有效值），历时1分钟实验。
6、 主机体积：32cm×24cm×13cm
7、 重量：3kg
ZSRS-8000变压器容量空负载损耗测试仪可精确测量各种配电变压器的容量，无源测量，方便、准确。内部自带电源、自动产生三相大功率测试电源。

可测量各种类型的变压器的空载电流、空载损耗、短路电压、短路损耗。

通过空载试验可准确判定被测变压器的型号，包括：S7、S9、S11、S13、S15、S20、S21、S22、S25等干变SCB9、SCB10、SCB11、SCB12、SCB13、SCB14、SCB15、SCB16、SCB17、SCB18、SCB19等各种类型的变压器。 

可自动进行波形畸变校正，温度校正（提供简单的温度校正和附加损耗分别校正两种方式），电压校正（非额定电压下的空载试验），电流校正（非额定电流条件下的短路试验），非常适合没有做稍大容量变压器短路试验条件的单位

一种设备相当于四种设备：变压器容量及空载负载测试仪+变压器损耗参数测试仪+谐波分析仪+示波器。

为了选用合适的试验电源，必需在试验前确定其容量。根据被试变压器的铭牌容量及铭牌所载的空载电流百分数无铭牌或铭牌未给出数值的可查取同型式变压器的额定数据额定电压下进行试验时，按下式计算：

       S′=(SNI0%×K)/100

式中 S′--试验所需三相电源容量；

        SN--变压器额定容量；

        I0%--空载电流百分比；

        K--系数，电源为调压器时：K=2.5；电源为发电机：K=5。

根据经验下面的公式也实用

       S′=SN×K

式中 S′--试验所需三相电源电源容量；

        SN--变压器额定容量；

        K--经验系数，可在0.05～0.10间选取。

如果用单相电源，电源容量=三相电源容量/1.5

2、变压器负载损耗试验时试验电源容量的确定方法

负载损耗试验所需三相电源容量S可按下式计算：

       S≥SN×(Uk%/100)×(Ik/IN)2

所需试验三相电压Uk为：

       Uk>UN×(Uk%/100)×Ik/IN

式中 SNUN--分别为额定容量的额定电压；

        INIk--分别为额定电流和短路试验电流；

        S、Uk--分别是所需的视在功率和短路试验电压；

        Uk%--被试变压器短路电压百分数%即：阻抗电压）

如果用单相电源，电源容量=三相电源容量/1.5

例：被测试变压器额定容量50kVA阻抗电压为4%

如果试验时用额定电流：Ik/IN =1，电源容量应大于：(50×4)/100=2kW

如果试验时用50%额定电流：Ik/IN=0.5，电源容量应大于：2kW×0.5×0.5=0.5kW

变压器空载损耗、负载损耗、阻抗电压的计算

空载损耗：当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率正弦波形的额定电压时，所消耗的有功功率称空载损耗。算法如下：

空载损耗=空载损耗工艺系数×单位损耗×铁心重量
负载损耗：当变压器二次绕组短路（稳态），一次绕组流通额定电流时所消耗的有功功率称为负载损耗。算法如下：
负载损耗=最大的一对绕组的电阻损耗+附加损耗 
附加损耗=绕组涡流损耗+并绕导线的环流损耗+杂散损耗+引线损耗 
阻抗电压：当变压器二次绕组短路（稳态），一次绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uz。通常Uz以额定电压的百分数表示，即uz=(Uz/U1n)*100% 
匝电势： 
u=4.44*f*B*At,V 
其中：B—铁心中的磁密，T 
At—铁心有效截面积，平方米 
可以转化为变压器设计计算常用的公式： 
当f=50Hz时：u=B*At/450*10^5,V 
当f=60Hz时：u=B*At/375*10^5,V 
如果你已知道相电压和匝数，匝电势等于相电压除以匝数变压器空载损耗计算-变压器的空载损耗组成。 
空载损耗包括铁芯中磁滞和涡流损耗及空载电流在初级线圈电阻上的损耗，前者称为铁损后者称为铜损。由于空载电流很小，后者可以略去不计，因此，空载损耗基本上就是铁损。
影响变压器空载损耗铁损的因素很多，以数学式表示，则 
式中Pn、Pw——表示磁滞损耗和涡流损耗 
kn、kw——常数 
f——变压器外施电压的频率赫 
Bm——铁芯中最大磁通密度韦／米2 
n——什捷因麦兹常数，对常用的硅钢片，当Bm=（1．0～1．6）韦／米2时，n≈2，对目前使用的方向性硅钢片，取2．5～3．5。 
根据变压器的理论分析，假定初级感应电势为E1（伏），则： 
E1=KfBm（2） 
K为比例常数，由初级匝数及铁芯截面积而定，则铁损为： 
由于初级漏阻抗压降很小，若忽略不计， 
E1=U1（4） 
可见，变压器空载损耗铁损与外施电压有很大关系如果电压V为一定值，则变压器空载损耗铁损不变，（因为f不变），又因为正常运行时U1=U1N，故空载损耗又称不变损耗．如果电压波动，则空载损耗即变化。变压器的铁损与铁芯材料及制造工艺有关，与负荷大小无关。