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中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器正常繞組變形綜合測試儀

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;

變壓器是交流輸電系統中用于電壓變換的重要電氣設備，是一種依據電磁感應原理制造而

成的靜止元件。當合上斷路器給變壓器充電時，有時候，能夠觀察到變壓器電流表的指針

有很大擺動，隨后，很快又返回到正常的空載電流值，這個沖擊電流通常就被稱為勵磁涌

流。

變壓器勵磁涌流有以下幾個特點：第一，波形呈現尖頂形狀，表明其中含有相當成分的非

周期分量和高次諧波分量，其中高次諧波以二次和三次為主，并且，隨著時間推移，某一

相二次諧波含量可能超過基波分量的一半以上。第二，勵磁涌流幅值與變壓器空載投入的

電壓初相角直接相關。對于單相變壓器來說，當電壓過零點投入時，勵磁涌流幅值最大。

由于三相變壓器各相間有120°相位差，所以涌流也不盡相同。第三，在最初幾個波形中，

涌流將出現間斷角。第四，涌流衰減的時間常數與變壓器阻抗、容量和鐵心材料等都相關

。

2 勵磁涌流產生原因

變壓器勵磁涌流是由變壓器鐵心飽和引起的。在鐵心不飽和時，鐵心磁化曲線的斜率很大

，勵磁電流近似為零；一旦鐵心出現飽和，磁化曲線斜率變小，電流隨著磁通線性增長，

最終演變為勵磁涌流。

計及成本和工藝，現代常用的電力變壓器飽和磁通一般設為1.15～1.4，而變壓器運行電壓

一般不應超過額定電壓的10%。因此，變壓器穩態正常運行時，磁通不會超過飽和磁通，鐵

心也不會飽和。但在暫態過程中，如變壓器空載合閘時，由于剩磁的作用，運行磁通就有

可能大于飽和磁通，從而造成變壓器飽和。例如，最嚴重的是電壓過零時刻，合閘，假若

此時鐵心的剩磁，非周期磁通為經過半個周期后，磁通達到，將遠大于飽和磁通，造成變

壓器嚴重飽和。

3 控制技術

對于現場中常用的三相電力變壓器，防止變壓器勵磁涌流引起差動保護的措施主要有以下

幾類。

3.1 采用速飽和中間變流器

差動保護按照躲開最大不平衡電流進行整定時，帶速飽和原理的差動保護能夠減少非周期

分量造成的保護誤動，如BCH-2型就是一種增強型速飽和中間變流器的差動保護。這種差動

保護的核心部分是帶短路線圈的飽和中間變流器和差動電流繼電器。短路線圈的存在使得

在具有非周期分量電流時繼電器的動作電流大為增加，從而提高了躲避勵磁涌流和外部短

路時暫態不平衡電流的性能。采用BCH-2型差動保護要注意短路線圈匝數的確定匝數愈多躲

避涌流的性能愈好，但內部短路時繼電器的動作延時就長。對中小型變壓器，由于勵磁涌

流倍數大，內部故障時非周期分量衰減快，對保護動作要求又較低，一般選較大的匝數，

而對大型變壓器，內部涌流倍數小，非周期分量衰減慢，又要求保護動作快，則應選較小

的匝數。最后選用的抽頭是否合適，應經變壓器空投試驗來確定。同時，靈敏度檢驗應按

內部短路時最小短路電流來進行。如不滿足要求，則應選帶制動特性的差動保護。與BCH-2

型原理相同的還有DCD-2型差動繼電器構成的差動保護。

總的來說，帶速飽和原理的縱差保護由于動作電流大，靈敏度低，并且在變壓器內部故障

時，會由于非周期分量的存在而延遲動作，已逐步被淘汰。

3.2 二次諧波制動

依照勵磁涌流中含有二次諧波的特點，設計了二次諧波制動的方法，一旦保護檢測到差流

中含有的二次諧波大于保護整定值，就閉鎖保護繼電器，防止勵磁涌流引起保護動作。和

分別為差流中的基波和二次諧波分量的幅值，為二次諧波制動比。現場應用時，根據運行

經驗和空載合閘試驗，一般按照躲過各種勵磁涌流下，最小的二次諧波含量整定。一般而

言，二次諧波制動比可設為（15%，20%）。

二次諧波制動的差動保護原理簡單，調試簡便，靈敏度高，在當前變壓器縱差保護中應用

廣泛。但是，在安裝有靜止無功補償裝置等電容分量比較大的系統，故障暫態電流中也有

較大的二次諧波含量，致使差動保護動作速度受到影響。若空載合閘前變壓器已經存在故

障，合閘后故障相為故障電流，非故障相為勵磁涌流，采用三相或門制動的方案時，差動

保護必將被閉鎖。由于勵磁涌流衰減很慢，保護的動作時間可能會長達數百毫秒。這也是

二次諧波制動方法的主要缺點。

3.3 間斷角鑒別的方法

前面提到，在最初幾個波形中，涌流將出現間斷角。而變壓器內部故障時流入差動繼電器

的穩態差電流是正弦波，不會出現間斷角。間斷角鑒別的方法就是利用這個特征鑒別勵磁

涌流和故障電流，即通過檢測差電流波形是否存在間斷角，當間斷角大于整定值時將差動

保護閉鎖。間斷角制動的保護整定值一般設為65°。對于Y/d接線方式的三相變壓器，非對

稱涌流的間斷角比較大，間斷角閉鎖元件能夠可靠的動作，并且裕量充足；而對稱性涌流

的間斷角會小于65°。進一步減小整定值并不是好的方法，因為整定值太小會影響內部故

障時的靈敏度和動作速度。由于對稱性涌流的波寬等于120°，而故障電流（正弦波）的波

寬為180°，因此在間斷角判據的基礎上再增加一個反應波寬的輔助判據，在波寬大于140

°（有20°的裕量）時也將差動保護閉鎖。間斷角原理由于采用按相閉鎖的方法，在變壓

器合閘于內部故障時，能夠快速動作。這一點是比二次諧波制動（三相或門制動）方法優

越的地方。對于大型變壓器，可以同時采用兩種原理的縱差動保護，能夠起到優勢互補，

加快內部故障的動作速度。