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中試控股技術研究院魯工為您講解：高電壓架空輸電線路參數測試裝置

ZSXL-Z 輸電線路異頻參數測試儀(高配分體）

超強的抗感應電壓能力
一體化結構，體積小、重量輕
參考標準： DL/T 741-2010

輸電線路異頻參數測試儀：隨著電網的發展和線路走廊用地的緊張，同桿多回架設的情況越來越普遍，輸電線路之間的耦合越來越緊密，在輸電線路工頻參數測試時干擾越來越強，嚴重影響測試的準確性和測試儀器設備的安全性

針對這一問題，我們開發了新一代輸電線路異頻參數測試系統，集成變頻測試電源、精密測量模塊、高速數字處理芯片及獨有的國家專利技術抗感應電壓電路；有效地消除強干擾的影響，保證儀器設備的安全，能極其方便、快速、準確地測量輸電線路的工頻參數。

主要技術參數
1使用條件 -20℃～50℃ RH＜80%
2抗干擾原理 變頻法
3電    源 AC 220V±10% 發電機≧3KW
4電源輸出 最大輸出電壓 AC250V
電壓精度 0.5%
電流精度 0.5%
最大輸出電流 8A
輸出頻率 45Hz、55Hz
5測量范圍 電容 0.01～30μF
阻抗 0.01～400Ω
阻抗角 -180°～+180°
6測量分辨率 電容 0.0001μF
阻抗 0.0001Ω
阻抗角 0.0001°
7測量準確度 電容：     ≥1μF時，±1%讀數±0.01μF；
           ＜1μF時，±2%讀數±0.01μF；
電阻：     ≥1Ω時，±1%讀數±0.01Ω；
           ＜1Ω時，±2%讀數±0.01Ω；
阻抗角：   ±0.2°(電壓＞1.0V）； 
±0.3°(電壓:0.2V～1.0V)；
8抗干擾電流 30A
9抗感應電壓 10KV
10外型尺寸 550（L）×430（W）×530（H）
11存儲器大小 200 組  支持U盤數據存儲
12重    量 60 Kg
使用說明
4.1、主菜單
確定儀器地線接入良好，再接入AC220V電源把電源開關合上，即顯示主菜單界面（如圖 4—1）。八個菜單的顯示，每一個項目都有一個獨立的顯示區域，用戶只需在相應的項目上面輕輕觸碰一下就可以輕松的進入下一級具體操作菜單，整個過簡單明了。省去了繁瑣的按鍵操作。
4.2、線路設置
首先從主界面進入線路長度設置界面（如圖4—2）；整個設置項共有12個模擬按鍵，其中，右邊兩個是保存和退出按鍵，下面是0-9的數字鍵，點線路長度輸入框，然后，點需要的數字設置即可。若是輸入錯誤，重復操作，確定正確，點<保存>鍵保存退出。
4.3、項目測試
主界面（如圖 4—1）八個菜單的顯示項目一目了然，分別是阻抗測試、線路互感、電容測試、耦合電容、和參數校驗。用戶在根據接線提示正確接好儀器外部接線的情況下，只需點一下相應的項目就能進入下一級開始測試菜單（
干擾檢測完成后儀器立即啟動變頻輸出裝置；首先變頻到45Hz使輸出端快速平緩地輸出至200伏電壓或者4安培電流，整個過程儀器內部均采用實時監控的手段，保證輸出的穩定可靠。升壓或升流成功后，保持200伏電壓或4安培電流然后進行45Hz（如圖4—5和圖4—8）環境下的檢測分析；當45Hz檢測分析完成后，儀器自動變頻到55Hz，進行55Hz（如圖4—6和圖4—9）環境下的檢測分析；最后經過儀器內部中央處理器的高精度處理，得出并顯示各項測試結果及數據,測試結果（如圖4—7和圖4—10），數據是顯示測試過程的數據，就是圖4—4、圖4—5、圖4—6的數據顯示在一起，用戶可以自行
選擇查看并打印。整個測試過程的所有數據均是采取的實時檢測并顯示的方式，用戶可以很直觀的觀察監視整個測試過程發生的變化。
零序阻抗、零序電容、耦合電容和線路互感的測試過程，與正序電容和正序阻抗過程一樣，其中顯示的數據只有B相，測試完成顯示的結果與正序電容和正序阻抗一樣，具體接線請查閱參考接線。
4.4、時間設置
從主菜單上的“時間設置”小方格直接進入時間設置子菜單（如圖4—11）。如圖所示4個模擬按鍵設置分別對應加、減、保存和退出；點要修正的日期和時間，然后，點加減鍵修改。用戶調整完成后按保存鍵即可保存退出。
圖 4—11
4.5、歷史數據
※數據查詢
打開儀器從主界面下方“歷史數據”方格進入到下級操作菜單（如圖4—12），點擊第一項“數據查詢”即可進入查詢界面（如圖4—13）。從第零組到第一九十九組一共兩百組數據可供用戶查閱；分頁顯示，每一頁顯示十個測試項目，每一組顯示日期、時間和具體項目名稱，用戶能非常清楚了查閱自己想看的數據結果。在想查閱的數據一欄上面輕輕觸碰一下就能順利的進入詳細的數據結果查看，并且可以自行選擇打印。
※  U盤備份
進入“歷史數據”選項后，可以看到如圖4—12顯示界面，用戶輕輕按下“U盤備份”那一欄，即可進入U盤操作界（如圖4—14）。按照屏幕上的提示，用戶只需把U盤插入儀器面板右下方的USB插口即可出現數據傳輸的界面（如圖4—14）一共傳遞了多少組數據一目了然，非常方便。用戶需要特別注意的是，在此過程中U盤是處在高速讀寫狀態，是不允許中途拔出U盤或者儀器斷電的情況的，嚴重的話可以導致U盤燒毀。等到數據傳輸完畢，顯示器上出現“文件保存成功”的提示信息后才可以拔出U盤。
U盤數據格式是TXT。
圖4—14
4.6、參數校驗
打開儀器從主界面右下方“參數校驗”方格進入到密碼輸入菜單頁，此密碼用于送檢部門輸入，輸入正確進入下級操作菜單（如圖4—15），接上測試線，接入假負載，才可以點擊啟動，再點擊升壓或者降壓和設置頻率，就是手動調節輸出，檢驗數據的真實性。
使用客戶請勿隨便進入啟動設置，以免操作不正確損壞儀器。因此參數校驗密碼一般都不提供給使用客戶，只提供給送檢部門使用。
五  參考接線
測試開始前，將測量端的線路掛上接地線或合上地刀可靠接入大地，并將面板左上角的儀器接地端子可靠接入大地，將測試電源輸出端子IA、IB、IC連接到線路測量引下線(粗線)，最后，將電壓測量端子UA、UB、UC接入線路引下線(細線)。儀器測試接線確認接好完成后，再取下接地線或分開地刀的接地，以保證設備和操作人員的安全。黃、綠、紅三色測試線盡量懸空，以免感應高壓放電擊穿測試線！

電力系統由發電廠（發電機、升壓變）、220-500kV高壓輸電線路、區域變電站（降壓變壓器）、35-110kV高壓配電線路（用戶、降壓變壓器）和6-10kV配電線路以及220V380V低壓配電線路組成。

其中高壓輸電線路、低壓配電線路是連接發電、供電、用電之間的橋梁，極其重要！

輸電線路工頻參數包含線路的正序電容、零序電容、正序阻抗、零序阻抗、線路間的互感電抗和耦合電容測量；

一、DL/T 596--1996預試規程的試驗周期和要求

 

    1、試驗周期:變壓器繞組直流電阻正常情況下1~3年檢測一次.但有如下情況必須檢測:

 

    (1)無勵磁調壓變壓器變換分接位置后必須進行檢測;

 

    (2)有載調壓變壓器在有載分接開關檢修后必須對所有分接進行檢測;

 

    (3)變壓器大修后必須進行檢測;

 

    (4)必要時進行檢測.如變壓器經出口短路后必須進行檢測.

 

    2、試驗要求

 

    變壓器容量在1.6MVA及以上,繞組直流電阻相互間差別不應大于2%;無中性點引出的繞組線間差別不應大于三相平均值的1%.

 

    容量在1.6MVA以下,相間差別一般不大于三相平均值的4%;線間差別一般不大于三相平均值的2%.

 

    與以前相同部位測得值比較其變化不應大于2%;如直流電阻相間差在變壓器出廠時超過規定,制造廠已說明了這種偏差的原因,也以變化不大于2%考核.

 

    不同溫度下的電阻值應換算到同一溫度下進行比較,并按下式換算:

    式中:R1、R2--分別為溫度t1、t2時的電阻值;T-常數,其中銅導線為235,鋁導線為225.

 

    二、減少測量時間提高檢測準確度的措施

 

    一般使用電壓降法和電橋法.對于大型變壓器,其電感非常大,為了加快測量速度,可采用快速測量方法.

 

    變壓器繞組是由分布電感、電阻及電容組成的復雜電路.測直流電阻是在繞組的被試端子間通以直流,待瞬變過程結束、電流達到穩定后,記錄電阻值及繞組溫度.測直流電阻的關鍵問題是將自感效應降低到最小程度.為解決這個問題分為以下兩種方法.

 

    1、助磁法

 

    助磁法是迫使鐵心磁通迅速趨于飽和,從而降低自感效應,歸納起來可縮短時間常數,大體有以下幾種方法:

 

    (1)用大容量蓄電池或穩流源通大電流測量.

 

    (2)把高、低壓繞組串聯起來通電流測量,采用同相位和同極性的高壓繞組助磁.由于高壓繞組的匝數遠比低壓的多,借助于高壓繞組的安匝數,用較小的電流就可使鐵心飽和.

 

    (3)采用恒壓恒流源法的直流電阻測試儀.使用時可把高、低壓繞組串聯起來,應用雙通道對高、低壓繞組同時測量,較好地解決了三相五柱式大容量變壓器直流電阻測試的困難.一般測試一臺360MVA,500kV或220kV變壓器繞組直流電阻約需30~40min,測量接線如圖1-1所示

圖1－1  變壓器繞組直流電阻測量接線圖

    2、消磁法

 

    消磁法與助磁法相反,力求使通過鐵心的磁通為零.使用的方法有兩種:

 

    (1)零序阻抗法.該方法僅適用于三柱鐵心Y-N連接的變壓器.它是將三相繞組并聯起來同時通電,由于磁通需經氣隙閉合,磁路的磁阻大大增加,繞組的電感隨之減小,為此使測量電阻的時間縮短.

 

    (2)磁通勢抵消法.試驗時除在被測繞組通電流外,還在非被測繞組中通電流,使兩者產生的磁通勢大小相等、方向相反而互相抵消,從而保持鐵心中磁通趨近于零,將繞組的電感降到最低限度,達到縮短測量時間的目的.其測量接線如圖1-2所示.

    三、直流電阻檢測與故障診斷實例

 

    1、繞組斷股故障的診斷

 

    某變壓器低壓側l0kV線間直流電阻不平衡率為2.17%,超過部頒標準值1%的一倍還多.發現缺陷后,先后對各引線與導線電桿連接點進行緊固處理,又對其進行幾次跟蹤試驗,但缺陷仍存在.

 

    (1)色譜分析.色譜分析結果該主變壓器C2H2超標,從0.2上升至7.23μL/L,說明存在放電性故障.但從該主變壓器的檢修記錄中得知,在發現該變壓器C2H2變化前曾補焊過2次,而且未進行脫氣處理.其它氣體的含量基本正常,用三比值法分析,不存在過熱故障,且歷年預試數據反映除直流電阻不平衡率超標外,其他項目均正常.

 

    (2)直流電阻超標分析.經換算確定C相電阻值較大,懷疑是否由于斷股引起,經與制造廠了解該繞組股數為24股,據此計算若斷一股造成的誤差與實際測量誤 差一致,判斷故障為C相繞組內部有斷股問題.經吊罩檢查,打開繞組三角接線的端子,用萬用表測量,驗證C相有一股開斷.

 

    2、有載調壓切換開關故障的診斷

 

    某變壓器110kV側直流電阻不平衡,其中C相直流電阻和各個分接之間電阻值相差較大.A、B相的每個分接之間直流電阻相差約為10~11.7u歐,而C 相每個分接之間直流電阻相差為4.9-6.4 u歐和14.1~16.4 u歐,初步判斷C相回路不正常.通過其直流電阻數據C-O(C端到中性點O端)的直流回路進行分析,確定繞組本身缺陷的可能性小,有載調壓裝置的極性開關 和選擇開關缺陷的可能性也極小,所以,缺陷可能在切換開關上.經對切換開關吊蓋檢查發現,有一個固定切換開關的一個極性點到選擇開關的固定螺絲被擰斷,致 使零點的接觸電阻增大,而出現直流電阻規律性不正常的現象.

 

    3、無載調壓開關故障的診斷

 

    在對某電力修造廠改造的變壓器進行交接驗收試驗時,發現其中壓繞組Am、Bm、Cm三相無載磁分接開關的直流電阻數據混亂、無規律,分接位置與所測直流電阻的數值不對應.

 

    經吊罩檢查,發現三相開關位置與指示位置不符,且沒有空檔位置,經重新調整組裝后恢復正常.