中试控股技术研究院鲁工为您讲解：大型变压器容量空载负载试验仪

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。

变压器额定电流计算：

变压器额定电流 I1N/I2N，单位为A、kA。是变压器正常运行时所能承担的电流，在三相变压器中均代表线电流。

变压器额定电流计算公式 对单相变压器：I1N = SN/ U1N I2N = SN / U2N 对三相变压器：I1N=SN/［sqrt（3）U1N］ I2N=SN/［sqrt（3）U2N］

U1N为正常运行时一次侧应加的电压。U2N为一次侧加额定电压、二次侧处于空载时的电压。单位为V。相变压器中，额定电压指的是线电压。

SN为变压器额定容量，单位为VA、kVA、MVA，N为变压器的视在功率。通常把变压器一、二次侧的额定容量设计为 。

I1N为正常运行时一次侧变压器额定电流。I2N为一次侧变压器额定电流。单位为A。

250KVA有效使用功率等于百分之八十，250KVA等于200KW 变压器二次侧电流=变压器额定容量*1.44。

例如：100KVA变压器二次侧电流

I=100*1.44=144（A）

各种容量变压器高低压侧额定电流的数据（包括20、30、50、80、100、160、200、250、315、400KVA等）

变压器容量20、30、 50、 80、 100、 160、 200、 250、 315、 400KVA

高压侧电流1.15、1.73、2.88、4.62、5.77、 9.23、11.2、14.43、18.2、 22.4

低压侧电流28.9、43.2、 72、 115.2、144、230.4、288、 360、453.6、 576 已知变压器容量，求其各电压等级侧额定电流。口诀a ：

容量除以电压值，其商乘六除以十。

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

注意事项
1．在测量过程中一定不要接触测试线的金属部分，以避免被电击伤。
2．测量接线一定要严格按说明书操作，否则后果自负。
3．测试之前一定要认真检查设置的参数是否正确。
4．最好使用有地线的电源插座。
5．不能在电压和电流过量限的情况下工作。
6．短路试验时，非加压侧的短接必须良好，否则会对测试结果有影响。
7．做短路试验时，如果高压或中压侧出线套管装有环形电流互感器时，试验前电流互感器的二次一定要短接。
8．试验接线工作必须在被试线路接地的情况下进行，防止感应电压触电。所有短路、接地和引线都应有足够的截面，且必须连接牢靠。测试组织工作要严密，通信顺畅，以保证测试工作安全顺利进行。
9．当仪器需要充电时，一定要关掉工作电源（按下“O”为关），插上电源线，充电指示的黄灯开始闪烁，说明充电进入正常状态。
10．当测试500kVA或630kVA的变压器时，必须要对参比容量进行设置，因为500和630的变压器处于阻抗电压变换区，容量有交叉的可能性，为了避免误判，必须对此参量进行设置。

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。

中试控股电力变压器绕组直流电阻测试是变压器工作日常试验中的重要测试项目, 通过直流电阻的测量,可检查其线圈质量以及分接开关位置接触是否良好、线圈或引线有无损坏、各连接支路的正确性、有无短路现象,是确定短路损耗的重要数据.所以在预试、大修和调换分接开关后均需进行此项试验.

    近年来随着电力系统容量的越来越大, 变压器的容量也不断加大.变压器的容量越大,电压等级相对就会越高,电感与电阻的比值就越大.因此,大型变压器的绕组直流回 路的稳定时间可能长达数十分钟甚至更长,因此如何快速准确测量电力变压器绕组的直流电阻成为了电力工作者研究和追求的主要目标.

 

    直流电阻测试仪以80C196 单片机为核心组成单片机控制单元,通过数据存储器和I/O 口 扩展,完成测试与控制功能.电源部分是通过一个开关电源产生单片机工作电源 + 5 V 和± 1 2 V ,其中, 继电器工作电源 +12V 由变压器降压,整流桥整流产生.键 盘只有四个按键,通过按键来实现功能选 择,完成测试、存储和打印功能,测试结果通过LCD显示输出.

 

    单片机控制单元主要由80C196 单片机为 核心,外部扩展程序存储器EPROM27128, 数据存储器RAM6264 和E2PROM2864,译码电路由两片7 4 L S 1 3 8 实现.地址锁存由 74LS373 完成,I/O 口扩展由一片8255 实 现,实现对打印机的控制,输出继电器的 控制, 键盘的输入和液晶显示的控制.

 

    恒流源电路主要由恒流源的采样电路、比较电路等,将交流电通过整流桥将 交流电变为直流电,经电流调整和电流反 馈, 最后实现0 . 1 A~1 0 A 范围的稳流输出.

 

    由于绕组电感的存在, 残余电流对使 用者和测试设备将构成威胁,因此必须有 电流放电回路,电流放电回路由放电电阻 和一个反向二极管构成,充电时二极管关 断,电源对绕组充电,断电时二极管导通, 绕组通过二极管和放电电阻放电.

 

    测量回路主要由恒流源输出稳定电流 直接通过电力变压器绕组,不接入标准电 阻(将串入电阻用继电器短接),测量充电 电流,当充电电流达到设定值时将继电器 断开,将电阻串入测量回路中.为了保证 单片机供电稳定性,继电器控制电源单独 供电.

 

    测量结束时,将继电器K1 断开,因变 压器绕组具有大电感,电流不能立即降为 零,这样就会产生很大的电势,因此必须 加有放电回路,在本放电回路中,当继电 器K1 断开后,二极管D1 导通,绕组中电 流通过放电电阻R4 和二极管形成回路,完 成放电过程.放电电阻的选择要适当,放 电电阻越大.电阻上消耗的功率越,放电 时间越短,放电回路两端的电压越高.因 此放电电阻的选择既要控制放电电压值是 安全的, 又要使放电时间尽可能短.

 

    信号采集是针对80C196单片机而言 的, 为实现测量结果的显示及保护等功 能,必须有采样计算电路,一方面可利用80C196单片机8 路10 位A/D 转换器以及CPU的计算处理功能,另一方面可以使用 单独的A/D 转换器件,故选取了AD1674, 但是,进入A/D 转换器和单片机的信号必 须是经过调理的信号,它要求符合以下条 件:

 

    (1)信号幅值不能超过± 5V;

 

    (2)进 入AD1674 和单片机输入口的信号是电压 信号;

 

    (3)输入信号不能干扰系统的正常 工作.

 

    因此,对于进入AD1674 和单片机的信 号必须经过适当的处理.这个过程需要将 进入AD1674 和单片机的电流信号要转换 成电压信号,此过程可利用电阻实现;对 于高压、交变信号要转换成低压才能进入 单片机.

 

    中试控股电力在该设计中, 采用直流采样.被测变 压器绕组两端的电压通过滤波、放大和缓 冲等环节送入AD1674 的采集端口,滤波采用R 、C 滤波,缓冲采用电压跟随器. 转换电路是使用AD1674通过外部适 当连线可以实现单极性输入,也可以实现 双极型输入.输入信号均以模拟的AGND为基准,模拟输入信号的一端必须与AG相连, 并且接点尽量靠近AGND引脚,接线应短,片内10V基准电压输出引脚REFOUT也是以AGND为基准, 通常数字 地DGND与AGND连在一起.所有电位器(调增益和调零点用)均应采用低温度系数电位器.例如金属模陶瓷电位器.

 

    目前,为单片机应用系统配置的微型打印机中, 比较流行的选用TPP系列的点阵微型打印机.这种打印机整机体积 小,重量轻,功能完善,操作简单,连接 方便.故选用该系列中的一种面板式超小 型点阵通用打印机TPP-A40P.

 

    测试仪设计完成后, 经过计算机仿真,通过对仿真数据结果的计算,可以有效的减少直流电阻的测量时间,并且可保 证较高的准确性,验证了设计的合理性和 可行性.在今后的学习和研究中,工作的重点是更有效的减少测量时间,以应对变 压器不断增长的容量对绕组测量的影响.变压器的烧毁通常是因为温升的过程中温度过高或者绝缘性能被损坏.烧毁前温度不高,不代表局部温度也不高.变压器过载、温升设计余量过小、异常的谐波加热,都可能导致局部高温,进而导致变压器出现故障.

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