中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变压器容量及空负载试验仪

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。

外接电源变压器损耗测量部分

1．基本概念
空载试验：从变压器的某一绕组（一般从二次低压侧）施加正弦波额定频率的额定电压，其余绕组开路，测量空载电流和空载损耗。如果试验条件有限，电源电压达不到额定电压，可在非额定电压条件下试验，这种试验方法误差较大，一般只用于检查变压器有无故障，只有试验电压达到额定电压的80%以上才可用来测试空载损耗。
短路试验：将变压器低压大电流侧人工短接，从电压高的一侧线圈的额定分接头处通入额定频率的试验电压，使绕组中电流达到额定值，然后测量输入功率和施加的电压（即短路损耗和短路电压）以及电流值。
2．测试方法
根据不同的测试项目以下分别进行介绍：
⑴．单相电源分相对三相变压器空载损耗的测量（只试用Y/Yn0接线）：当现场试验条件无法满足用三相电源来做空载试验时，可用单相电源（交流220V）来进行三相变压器的空载试验。分别对变压器的每相加压试验，试验结果自动折算到三相电源试验的情况。具体接线（见附件三）。
利用仪器的Ua、Ub测量电压，用A相电流回路测量电流，依次对被测变压器的低压侧Ao、Bo、Co加电，进行测试。
⑵．三相电源测量变压器的空载损耗：将变压器的非测试端开路，按图25方式接线：
图25、三相电源测量变压器空载损耗
⑶．测量单相变压器短路损耗：
⑷．三相三线电源测量变压器短路损耗：从变压器高压侧施加三相测试电源，低压侧用专用短接线良好短接，如图27接线：
电池维护及充电
仪器采用高性能锂离子充电电池做为内部电源，操作人员不能随意更换其他类型的电池，避免因电平不兼容而造成对仪器的损害。
仪器须及时充电，避免电池深度放电影响电池寿命，
正常使用的情况下尽可能每天充电（长期不用最好在一个月内充一次电），以免影响使用和电池寿命，每次充电时间应在4小时以上，因内部有充电保护功能，可以对仪器连续充电。

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

为什么星形连接的自耦变压器常带有角接第三绕组?它的容量是如何确定的?

答：Yn，yn联接的自耦变压器，为了改善电动势波刀常设置一个独立的接成三角形的第三组绕组，它与其他绕组电磁感应关系但没有电的联系。第三组绕组除了补偿三次谐外，还可以作为带负荷的绕组，其容量等于自耦变压器的电容量。

如仅用于改善电动势波形，则其容量等于电磁容量25％一30％。 我国电力系统实行两部制电价：除了收取计量装置所计量的费用外，还要根据变压器容量收取基本电费；对于较大用户在投运变压器时还要一次性交纳增容费。

随着电力行业的发展，用电量的增大，自有变压器和私人承包变压器已渐渐占据了配变中相当的份额，随之而来的就是个人为了达到少交费、多用电的目的而采取的各种弄虚作假的手段；有些用户年偷电费额达数十万之，电力部门苦于没有有效的控制手段。

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。

变压器绕组是由分布电感、电阻及电容组成的复杂电路.测直流电阻是在绕组的被试端子间通以直流,待瞬变过程结束、电流达到稳定后,记录电阻值及绕组温度.测直流电阻的关键问题是将自感效应降低到最小程度.为解决这个问题分为以下两种方法.

 

    1、助磁法

 

    助磁法是迫使铁心磁通迅速趋于饱和,从而降低自感效应,归纳起来可缩短时间常数,大体有以下几种方法:

 

    (1)用大容量蓄电池或稳流源通大电流测量.

 

    (2)把高、低压绕组串联起来通电流测量,采用同相位和同极性的高压绕组助磁.由于高压绕组的匝数远比低压的多,借助于高压绕组的安匝数,用较小的电流就可使铁心饱和.

 

    (3)采用恒压恒流源法的直流电阻测试仪.使用时可把高、低压绕组串联起来,应用双通道对高、低压绕组同时测量,较好地解决了三相五柱式大容量变压器直流电阻测试的困难.一般测试一台360MVA,500kV或220kV变压器绕组直流电阻约需30~40min,测量接线如图1-1所示

图1－1  变压器绕组直流电阻测量接线图

    2、消磁法

 

    消磁法与助磁法相反,力求使通过铁心的磁通为零.使用的方法有两种:

 

    (1)零序阻抗法.该方法仅适用于三柱铁心Y-N连接的变压器.它是将三相绕组并联起来同时通电,由于磁通需经气隙闭合,磁路的磁阻大大增加,绕组的电感随之减小,为此使测量电阻的时间缩短.

 

    (2)磁通势抵消法.试验时除在被测绕组通电流外,还在非被测绕组中通电流,使两者产生的磁通势大小相等、方向相反而互相抵消,从而保持铁心中磁通趋近于零,将绕组的电感降到最低限度,达到缩短测量时间的目的.其测量接线如图1-2所示.

    三、直流电阻检测与故障诊断实例

 

    1、绕组断股故障的诊断

 

    某变压器低压侧l0kV线间直流电阻不平衡率为2.17%,超过部颁标准值1%的一倍还多.发现缺陷后,先后对各引线与导线电杆连接点进行紧固处理,又对其进行几次跟踪试验,但缺陷仍存在.

 

    (1)色谱分析.色谱分析结果该主变压器C2H2超标,从0.2上升至7.23μL/L,说明存在放电性故障.但从该主变压器的检修记录中得知,在发现该变压器C2H2变化前曾补焊过2次,而且未进行脱气处理.其它气体的含量基本正常,用三比值法分析,不存在过热故障,且历年预试数据反映除直流电阻不平衡率超标外,其他项目均正常.

 

    (2)直流电阻超标分析.经换算确定C相电阻值较大,怀疑是否由于断股引起,经与制造厂了解该绕组股数为24股,据此计算若断一股造成的误差与实际测量误 差一致,判断故障为C相绕组内部有断股问题.经吊罩检查,打开绕组三角接线的端子,用万用表测量,验证C相有一股开断.

 

    2、有载调压切换开关故障的诊断

 

    某变压器110kV侧直流电阻不平衡,其中C相直流电阻和各个分接之间电阻值相差较大.A、B相的每个分接之间直流电阻相差约为10~11.7u欧,而C 相每个分接之间直流电阻相差为4.9-6.4 u欧和14.1~16.4 u欧,初步判断C相回路不正常.通过其直流电阻数据C-O(C端到中性点O端)的直流回路进行分析,确定绕组本身缺陷的可能性小,有载调压装置的极性开关 和选择开关缺陷的可能性也极小,所以,缺陷可能在切换开关上.经对切换开关吊盖检查发现,有一个固定切换开关的一个极性点到选择开关的固定螺丝被拧断,致 使零点的接触电阻增大,而出现直流电阻规律性不正常的现象.

 

    3、无载调压开关故障的诊断

 

    在对某电力修造厂改造的变压器进行交接验收试验时,发现其中压绕组Am、Bm、Cm三相无载磁分接开关的直流电阻数据混乱、无规律,分接位置与所测直流电阻的数值不对应.

 

    经吊罩检查,发现三相开关位置与指示位置不符,且没有空档位置,经重新调整组装后恢复正常.