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中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器容量及空負載試驗儀

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。

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.