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中試控股技術研究院魯工為您講解：判斷變壓器變形程度綜合測試儀

ZSBR-8500變壓器繞組變形測試儀

雙通道16位AD采樣,8寸彩色觸摸屏，亮度可調,USB2.0接口,支持數據上傳和聯機測試
先進的DDS掃頻技術
參考標準：DL/T 911-2016

變壓器繞組變形測試儀：變壓器設計制造完成后，其內部結構和各項參數基本保持不變，因此每個線圈的頻域響應也隨之確定，正常繞組的變壓器，其三相頻域響應曲線耦合程度基本一致；
當變壓器在試驗過程中出現匝間、相間短路，在運行中出現短路或其他故障因電磁拉力造成線圈移位，在運輸過程中發送碰撞造成線圈相對移位，這些因素都會使變壓器分布參數發生變化，其頻域響應也發生變化，根據頻域響應曲線即可判斷變壓器的變形程度；

1.變壓器設計制造完成后，其內部結構和各項參數基本保持不變，因此每個線圈的頻域響應也隨之確定，正常繞組的變壓器，其三相頻域響應曲線耦合程度基本一致；
2.當變壓器在試驗過程中出現匝間、相間短路，在運行中出現短路或其他故障因電磁拉力造成線圈移位，在運輸過程中發送碰撞造成線圈相對移位，這些因素都會使變壓器分布參數發生變化，其頻域響應也發生變化，根據頻域響應曲線即可判斷變壓器的變形程度；
3.基于以上思想和先進的測量技術，本設計了變壓器繞組變形測試儀，該儀器能準確繪制各相頻域響應曲線，通過測量曲線的橫向、縱向對比，可以準確的判斷變壓器的變形程度。
4.本儀器符合DL/T911 2004《電力變壓器繞組變形的頻率響應分析法》標準。
ZSBR-8500變壓器繞組變形測試儀技術指標
1. 設置6種不同的掃描方式：
線性 1K-1000kHz_1.0步進1kHz    1000點
線性 1K-1000kHz_0.5步進0.5kHz   2000點
線性 1K-2000kHz_1.0步進1kHz    2000點
線性 1K-2000kHz_0.5步進0.5kHz   4000點
分段100HZ - 1000kHz             1440點
分段100HZ - 2000kHz            2440點
2. 測量范圍：(-100dB） - （+20dB）
3. 測量精度：0.1dB；
4. 掃描頻率精度：0.01%；
5. 信號輸入阻抗：1MΩ；
6. 信號輸出阻抗：50Ω；
7. 同相測試重復率：99.9%；

ZSBR-8500變壓器繞組變形測試儀上位機軟件
1. 光盤中有以下目錄： 應用程序、USB Drive 
2. 本軟件運行環境：32位 window XP  或  32位 window 7 系統。
3. 應用程序的安裝： 打開應用程序文件夾，雙擊setup.exe, 若用戶PC機沒有安裝.NET 程序運行環境，該安裝軟件首先安裝.NET環境，然后再安裝本軟件。
4. 首次將設備與電腦連接，需要在PC機上安裝硬件驅動，對應光盤USB Drive目錄，安裝驅動步驟見附件III。
5. 下載數據：連接USB線，使儀器設備處于上傳數據狀態，單擊本軟件【連接設備】，設備連接成功后單擊【下載數據】即可，數據自動命名、自動保存, 文件命名規則為：測試頻段_接線套管_測試日期.xls。
6. 聯機測試：每次測試前用戶必須新建文件以保存測試數據，測試完成，數據自動保存，打開目錄即可查看。
7. 本軟件可以同時顯示兩組數據曲線，便于數據的橫向、縱向對比分析，兩組曲線的測試頻段和接線套管必須一致才能同時打開。
8. 數據分析：用戶可自行設置分析頻段，然后單擊【分析】即可。
9. 用戶可以選擇性的“導出word文檔”和“打印曲線”的顯示曲線、曲線信息、分析結果。
10. 曲線水平縮放：“Shift“ + 鼠標滾動，曲線縱向縮放：“Alt”+ 鼠標滾動，按住鼠標左鍵上下移動。
11. 雙擊復選框后面的分貝值改變曲線顯示顏色。
12. 拖動“跟蹤滑塊”或單擊兩邊按鈕或單擊“跟蹤滑塊”后滾動鼠標查看不同頻率下的分貝值。
13. 【清除數據】只是清除當前數據的顯示，并沒有刪除文件，若用戶需要刪除文件，進入目錄刪除即可。
14. 用戶不要更改.xls文件的內容,否則將導致軟件無法識別而產生錯誤。

ZSBR-8500變壓器繞組變形測試儀采用先進的DDS掃頻技術;

ZSBR-8500變壓器繞組變形測試儀采用雙電源供電:市電AC220V士10%，內電源6V5AH蓄電池;

一次繞組和二次繞組共同提供，有一部分勵磁電流可能在繞組內部自行形成通路。變壓器

的空載電流與鐵心的勵磁電流存在一定關系，但空載電流不完全等同于鐵心的勵磁電流，

它們之間到底存在什么樣的內在聯系呢？

1、勵磁電流的特性分析

勵磁電流是指產生勵磁磁勢，使變壓器鐵心磁化而建立主磁通的電流。當在一次繞組上外

施正弦波電壓時，為了產生與之相平衡的感應電動勢，必須在鐵心中建立相應的正弦波主

磁通。由于鐵磁材料磁化曲線的非線性關系，建立此正弦波主磁通的勵磁磁勢不再是正弦

波，而是尖頂波。鐵心的飽和程度越高，勵磁磁勢畸變得越厲害。

另一方面勵磁磁勢將按磁勢平衡原理由鐵心上所有繞組中流過的電流共同產生。以單相變

壓器為例，如圖，勵磁磁勢，將二次繞組中流過的電流I2按匝數比折算至一次側，設，那

么，其中為等效勵磁電流，為了產生尖頂波的勵磁磁勢，就必須提供尖頂波的勵磁電流，

而尖頂波的勵磁電流一般可分解為基波及3、5、7……次等高次諧波，其表達式可寫為

（1）

當勵磁電流的各次諧波都存在流通回路時，在勵磁電流中，除基波外，一般以三次諧波電

流的幅值最大，五次諧波次之。而且在一定電壓下，勵磁電流與勵磁磁勢一樣，其大小和

波形取決于鐵心的飽和程度。飽和程度越高，勵磁電流的波形畸變越厲害，其各次諧波電

流的幅值也越大，這就是勵磁電流的特性。

2、空載電流的特點

空載電流是指對變壓器的一次繞組施加額定頻率的額定電壓時，其余各繞組開路，流經一

次繞組的電流。因此，空載電流是從電源側流經變壓器一次繞組的電流。根據電流連續性

原理，如果三相變壓器一次繞組沒有中線引出，那么，各相空載電流瞬時值之和等于零，

這就是空載電流必須滿足的條件。如果三相變壓器一次繞組有中線引出，那么，各相空載

電流瞬時值之和等于經中線流出的電流瞬時值。

變壓器的空載電流包括勵磁電流和鐵耗電流，勵磁電流也成磁化電流。由于鐵耗電流很小

，空載電流主要用于勵磁，所以，有時也稱空載電流為勵磁電流?？蛰d電流只在一次繞組

中存在，而勵磁電流可以在一、二次繞組中同時存在。

3、空載電流的諧波分析

3.1 單相變壓器

單相變壓器在額定電壓下空載運行時，必須提供的勵磁電流仍可用（1）式來表示。由于二

次繞組沒有電流通路，勵磁電流只能由一次繞組單獨提供。由此可知：單相變壓器的空載

電流就是鐵心的勵磁電流，并具有與勵磁電流完全相同的特點。但必須指出：不同次數的

勵磁電流諧波之間不能簡單地進行疊加。

3.2 三相變壓器

（1）Y-△聯結的三相變壓器?？蛰d運行時由于一次繞組無中線，所以一次繞組中的空載電

流沒有三次諧波。然而為了建立正弦波的主磁通，勵磁電流必須是尖頂波，即勵磁電流中

必須包含有三次諧波。三相變壓器的空載運行時，勵磁電流中的基波（以及5、7次等諧波

）在星結的一次繞組中流通，這便是空載電流。而勵磁電流中的三次諧波以及3的奇數倍次

諧波在三角形聯結的二次繞組中流通。這時空載電流并不是勵磁電流，在有些教材中籠統

地說“空載電流就是勵磁電流”是不確切的。

（2）△-Y聯結的變壓器。當其空載運行時空載電流亦無三次諧波，而三角形聯結的一次繞

組中可以流通三次諧波電流。所以繞組中勵磁電流也是尖頂波，可產生正弦波磁通，但空

載電流也不是勵磁電流。

變壓器三相結構愈不對稱，空載電流及其各次諧波三相也愈不對稱，而且，其三次諧波電

流的幅值也愈大。因此，星／三角形聯結三相變壓器空載電流的諧波（尤其是三次諧波）

除了與鐵心的飽和程度有關外，還與變壓器三相結構的不對稱程度有關。

（3）Y-Y聯結變壓器。當其空載運行時由于一次繞組星形聯結無中線，空載電流中無三次

諧波；二次繞組也是星形聯結，也沒有給三次諧波電流提供通路，此時空載電流就是勵磁

電流。由于勵磁電流中無三次諧波，其他高次諧波影響很小，勵磁電流近似為正弦波，使

得主磁通為平頂波，從而使繞組相電勢或相電壓發生畸變。故此種結法的繞組只適用于小

容量1800kVA以下心式三相配電變壓器。

3.3 三相變壓器組

常用三相變壓器組一般都含有一個三角形聯結繞組。由于三角形聯結繞組的存在，鐵心勵

磁電流的各次諧波都存在流通回路，鐵心磁化的物理過程與單相變壓器是相似的。三相變

壓器組的鐵心勵磁電流相當于單相變壓器的鐵心勵磁電流，而單相變壓器的鐵心勵磁電流

就是其空載電流。但是，必須指出：三相變壓器組的空載電流與單相變壓器的空載電流是

不同的。如果三相變壓器組不含三角形聯結繞組，勵磁電流則不能完全流通，此時，鐵心

磁化的物理過程與單相變壓器是不同的。實際上，由于勵磁電流不能完全流通，這種結構

將引起相電壓波形發生嚴重畸變，所以一般并不采用。

通過以上分析得知：變壓器的空載電流包括勵磁電流和鐵耗電流，勵磁電流也成磁化電流

。由于鐵耗電流很小，空載電流主要用于勵磁，所以，有時也稱空載電流為勵磁電流，但

空載電流不完全等同于鐵心的勵磁電流?？蛰d電流的諧波除了與鐵心的飽和程度有關外，

還與變壓器的結構形式以及三相結構的不對稱程度有關。不管是什么電力系統，運行都和

變壓器設備有很大的關系，因此，若想要保證電力系統能夠正常運行，就必須保證變壓器

設備的安全。由于外界因素，電壓器在運行中還是會發生故障，所以要采取措施對這些故

障進行解決和處理，同時還要采取方法對變壓器常見的故障進行預防，若是對故障處理得

不及時，就會影響電力系統的運行安全。