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中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器參數試驗儀

ZSRS-8000變壓器容量空負載損耗測試儀

用于變壓器容量、空載、負載等特性參數測量的高精密儀器
參考標準：DL/T 1256-2013

變壓器容量空負載損耗測試儀：變壓器容量及空載負載測試儀針對這種問題專門開發、研制的專門用于變壓器容量、損耗參數測量的高精度儀器。它自帶高效能充電電池，不用外接電源即可工作，充電一次可連續測量500臺次；

同時，內部數字合成三相標準正弦波信號（絕非簡單的逆變交流輸出，保證了非額定條件下各測試項目測試數據的準確性），經功率放大器可提供三相精密交流測試源；

在測量變壓器容量和變壓器的短路損耗時不需要外接三相測試電源及調壓器、升流等輔助設備，簡化了接線，大大提高了工作效率。

外接電源變壓器損耗測量部分

1．基本概念
空載試驗：從變壓器的某一繞組（一般從二次低壓側）施加正弦波額定頻率的額定電壓，其余繞組開路，測量空載電流和空載損耗。如果試驗條件有限，電源電壓達不到額定電壓，可在非額定電壓條件下試驗，這種試驗方法誤差較大，一般只用于檢查變壓器有無故障，只有試驗電壓達到額定電壓的80%以上才可用來測試空載損耗。
短路試驗：將變壓器低壓大電流側人工短接，從電壓高的一側線圈的額定分接頭處通入額定頻率的試驗電壓，使繞組中電流達到額定值，然后測量輸入功率和施加的電壓（即短路損耗和短路電壓）以及電流值。
2．測試方法
根據不同的測試項目以下分別進行介紹：
⑴．單相電源分相對三相變壓器空載損耗的測量（只試用Y/Yn0接線）：當現場試驗條件無法滿足用三相電源來做空載試驗時，可用單相電源（交流220V）來進行三相變壓器的空載試驗。分別對變壓器的每相加壓試驗，試驗結果自動折算到三相電源試驗的情況。具體接線（見附件三）。
利用儀器的Ua、Ub測量電壓，用A相電流回路測量電流，依次對被測變壓器的低壓側Ao、Bo、Co加電，進行測試。
⑵．三相電源測量變壓器的空載損耗：將變壓器的非測試端開路，按圖25方式接線：
圖25、三相電源測量變壓器空載損耗
⑶．測量單相變壓器短路損耗：
⑷．三相三線電源測量變壓器短路損耗：從變壓器高壓側施加三相測試電源，低壓側用專用短接線良好短接，如圖27接線：
電池維護及充電
儀器采用高性能鋰離子充電電池做為內部電源，操作人員不能隨意更換其他類型的電池，避免因電平不兼容而造成對儀器的損害。
儀器須及時充電，避免電池深度放電影響電池壽命，
正常使用的情況下盡可能每天充電（長期不用最好在一個月內充一次電），以免影響使用和電池壽命，每次充電時間應在4小時以上，因內部有充電保護功能，可以對儀器連續充電。

技術指標

1、 輸入特性
有源部分：
電壓測量范圍：0~10V
電流測量范圍：0~10A
無源部分：
電壓測量范圍：0~750V 寬量限。
電流測量范圍：0~5A~100A內部雙量程。
2、 準確度
電壓：±0.1%
電流：±0.1%
功率：±0.1%（CosΦ>0.2），±0.3%（0.02<CosΦ<0.2）
3、 工作溫度：－10℃~ +40℃
4、 充電電源：交流160V~260V
5、 絕緣：⑴、電壓、電流輸入端對機殼的絕緣電阻≥100M?。
         ⑵、工作電源輸入端對外殼之間承受工頻2kV（有效值），歷時1分鐘實驗。
6、 主機體積：32cm×24cm×13cm
7、 重量：3kg

為什么星形連接的自耦變壓器常帶有角接第三繞組?它的容量是如何確定的?

答：Yn，yn聯接的自耦變壓器，為了改善電動勢波刀常設置一個獨立的接成三角形的第三組繞組，它與其他繞組電磁感應關系但沒有電的聯系。第三組繞組除了補償三次諧外，還可以作為帶負荷的繞組，其容量等于自耦變壓器的電容量。

如僅用于改善電動勢波形，則其容量等于電磁容量25％一30％。 我國電力系統實行兩部制電價：除了收取計量裝置所計量的費用外，還要根據變壓器容量收取基本電費；對于較大用戶在投運變壓器時還要一次性交納增容費。

隨著電力行業的發展，用電量的增大，自有變壓器和私人承包變壓器已漸漸占據了配變中相當的份額，隨之而來的就是個人為了達到少交費、多用電的目的而采取的各種弄虛作假的手段；有些用戶年偷電費額達數十萬之，電力部門苦于沒有有效的控制手段。

可自動進行波形畸變校正，溫度校正（提供簡單的溫度校正和附加損耗分別校正兩種方式），電壓校正（非額定電壓下的空載試驗），電流校正（非額定電流條件下的短路試驗），非常適合沒有做稍大容量變壓器短路試驗條件的單位

一種設備相當于四種設備：變壓器容量及空載負載測試儀+變壓器損耗參數測試儀+諧波分析儀+示波器。

電力變壓器發生繞組變形的原因是:

（1）短路故障電流沖擊，繞組承受短路能力不夠。

（2）在運輸或安裝過程中受到沖撞。

（3）保護區域有死區，動作失靈。

如某主變壓器，因10V系統故障導致直流消失，保護系統動作失靈，由于手動操作跳閘，電力變壓器因長時間短路作用而損壞。

 

減少電力變壓器發生繞組變形的措施是什么？

答:減少電力變壓器發生繞組變形的措施是:

（1）加強對變壓器短路能力的試驗研究。

（2）正確選擇繞組的壓緊力。壓力過小受到沖擊的時候會變形，壓力過大結構本體會變形。

（3）器身可靠定位。

（4）改善短路保護系統，注意重合閘問題。

（5）加強監測和及時檢修。前言：根據《電力設備交接和預防性試驗規程》規定的試驗項目及試驗順序，主要包括油中溶解氣體分析、繞組絕緣電阻的測量、繞組直流電阻的測量、介質損耗因數tgD檢測、交流耐壓試驗、線圈變形試驗、局部放電測量等。

 

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1.油中溶解氣體分析

 

中試控股電力講解在變壓器診斷中，單靠電氣試驗方法往往很難發現某些局部故障和發熱缺陷，而通過變壓器油中氣體的色譜分析這種化學檢測的方法，對發現變壓器內部的某些潛伏性故障及其發展程度的早期診斷非常靈敏而有效，這已為大量故障診斷的實踐所證明。油色譜分析的原理是基于任何一種特定的烴類氣體的產生速率隨溫度而變化，在特定溫度下，往往有某一種氣體的產氣率會出現最大值；隨著溫度升高，產氣率最大的氣體依此為CH4、C2H6、C2H4、C2H2。這也證明在故障溫度與溶解氣體含量之間存在著對應的關系，而局部過熱、電暈和電弧是導致油浸紙絕緣中產生故障特征氣體的主要原因。變壓器在正常運行狀態下，由于油和固體絕緣會逐漸老化，變質，并分解出極少量的氣體(主要包括氫H2 甲烷CH4 乙烯C2H4 乙炔C2H2 一氧化碳CO 二氧化碳CO2等多種氣體)。中試控股電力講解當變壓器內部發生過熱性故障，放電性故障或內部絕緣受潮時，這些氣體的含量會迅速增加。這些氣體大部分溶解在絕緣油中, 少部分上升至絕緣油的表面，并進入氣體繼電器。電力變壓器的內部故障主要有過熱性故障、放電性故障及絕緣受潮等多種類型。據有關資料介紹，在對故障變壓器的統計表明:：過熱性故障占63%；高能量放電故障占18. 1%；過熱兼高能量放電故障占10%；火花放電故障占7%；受潮或局部放電故障占1. 9%。而在過熱性故障中, 分接開關接觸不良占50%；鐵芯多點接地和局部短路或漏磁環流約占33%；導線過熱和接頭不良或緊固件松動引起過熱約占14. 4%；其余2. 1% 為其他故障。

 

對變壓器故障部位的準確判斷，有賴于對其內部結構和運行狀態的全面掌握，并結合歷年色譜數據和其它預防性試驗(直阻、絕緣、變比、泄漏、空載等) 進行比較。

 

2.繞組直流電阻的測量

 

中試控股電力講解它是一項方便而有效的考察繞組絕緣和電流回路連接狀況的試驗，能反應繞組焊接質量、繞組匝間短路、繞組斷股或引出線折斷、分接開關及導線接觸不良等故障，實際上它也是判斷各相繞組直流電阻是否平衡、調壓開關檔是否正確的有效手段。如在對某變壓器低壓側10KV 線間直流電阻作試驗時，發現不平衡率為2. 17% ，超過部頒標準值1% 的一倍還多，色譜分析不存在過熱故障，且每年預試數據反映直流電阻不平衡系數超標外，其它項目均正常，經分析換算后確定C 相電阻值較大，判斷C 相繞組內有斷股問題，經吊罩檢查后，驗證C 相確實有一股開斷，避免了故障的進一步擴大。

 

3.繞組絕緣電阻的測量

 

繞組連同套管一起的絕緣電阻和吸收比或極化指數，對變壓器整體的絕緣狀況具有較高靈敏度，它能有效檢查出變壓器絕緣整體受潮、部件表面受潮或臟污以及貫穿性的集中缺陷，如各種貫穿性短路、瓷件破裂、引線接殼、器身內有銅線搭橋等現象引起的半貫通性或金屬性短路等。相對來講，單純依靠絕緣電阻絕對值大小對繞組絕緣作判斷，其靈敏度、有效性較低。一方面是由于測量時試驗電壓太低，難以暴露缺陷，另一方面也因為絕緣電阻與繞組絕緣結構尺寸、絕緣材料的品種、繞組溫度有關，但對于鐵芯夾件、穿心螺栓等部件，測量絕緣電阻往往能反映故障，這是因為這些部件絕緣結構較簡單，絕緣介質單一。

 

4.測量介質損耗因數tgD

 

它主要用來檢查變壓器整體受潮油質劣化、繞組上附著油泥及嚴重的局部缺陷。介質測量常受表面泄露和外界條件(如干擾電場和大氣條件) 的影響，因而要采取措施減少和消除影響。現場我們一般測量的是連同套管一起的tgD，但為了提高測量的準確和檢出缺陷的靈敏度，有時也進行分解試驗，以判斷缺陷所在位置。測量泄漏電流和測量絕緣電阻相似，只是其靈敏度較高，能有效發現有些其他試驗項目所不能發現的變壓器局部缺陷。泄漏電流值與變壓器的絕緣結構、溫度等因素有關，在《電力設備交接和預防性試驗規程》中不作規定，只在判斷時強調比較，與歷年數據相比，與同類型變壓器數據相比，與經驗數據相比較等。介質損耗因數tgD和泄漏電流試驗的有效性正隨著變壓器電壓等級的提高、容量和體積的增大而下降, 因此單純靠tgD和泄漏電流來判斷繞組絕緣狀況的可能性也比較小，這主要也是因為兩項試驗的試驗電壓太低，絕緣缺陷難以充分暴露。對于電容性設備，實踐證明如電容型套管、電容式電壓互感器、耦合電容器等，測量tgD和電容量CX 仍是故障診斷的有效手段。

 

5.交流耐壓試驗

 

中試控股電力講解它是鑒定絕緣強度等有效的方法，特別是對考核主絕緣的局部缺陷，如繞組主絕緣受潮、開裂或在運輸過程中引起的繞組松動、引線距離不夠以及繞組絕緣上附著污物等。交流耐壓試驗雖對發現絕緣缺陷有效，但受試驗條件限制, 要進行35KV 及8000KVA 以上變壓器耐壓試驗, 由于電容電流較大，要求高電壓試驗變壓器的額定電流在100mA 以上，目前這樣的高電壓試驗變壓器及調壓器尚不夠普遍, 如果能對高電壓、大電流電力變壓器進行交流耐壓試驗，對保證變壓器安全運行有很大意義。

 

6.中試控股電力講解線圈變形檢測

 

變壓器繞組變形是指在電動力和機械力的作用下，繞組的尺寸或形狀發生不可逆的變化，包括軸向和徑向尺寸的變化、器身轉移、繞組扭曲、鼓包和匝間短路等。繞組變形是電力系統安全運行的一大隱患，一旦繞組變形而未被診斷繼續投入運行則極可能導致事故，嚴重時燒毀線圈。造成變壓器繞組變形的主要原因有:

 

6. 1 短路故障電流沖擊，電動力使繞組容易破壞或變形。電動力的產生是繞組中的短路沖擊電流與漏磁相互作用的結果，在運行中，由于輻向和軸向電動力同時作用，可能使整個繞組發生扭轉。

 

6. 2 在運輸或安裝中受到意外沖撞、顛簸和震動等。如某供電部門在對35KV、20000KVA 主變壓器運輸途中，遭受強烈撞擊。事后在對該變壓器交接吊罩檢查時，發現油箱下部固定器身的4 個螺栓全部開焊裂斷，上部對器身定位的4 個定位釘全部松動，并在定位板上劃出小槽。器身向油枕方向縱向位移11mm，橫向位移23mm ，繞組對端圈錯位，最大達30mm，可看到器身已經完全沒有固定裝置而處于自由狀態，并經過長途運輸及多次編組，器身在油箱中搖晃, 必然造成變壓器損壞。

 

6. 3 保護系統有死區，動作失靈，導致變壓器承受穩定短路電流作用時間長，造成繞組變形。

 

結語：在變壓器計劃檢修或故障診斷中，預防性試驗結果依舊是不可缺少的診斷參量。每個預防性試驗項目根據電力設備試驗規程規定，100kVA以下的變壓器接地點接地電阻不大于10Ω，100kVA以上的變壓器接地點接地電阻不大于4Ω。但由于設計施工技術的過失或外力的破壞，常常導致變壓器接地點接地電阻升高和接地線斷線故障發生，造成供電異常，用戶電器設備燒毀，給供電單位的運行管理帶來一定困難。