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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分析儀

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；

ZSBR-8500變壓器繞組變形測試儀技術特點
1. 采用先進的DDS掃頻技術；
2. 采用雙電源供電：市電AC220V±10%，內電源6V5AH蓄電池；
3. 采用高速，高集成化微處理器設計；
4. 輸出正弦波幅值可通過軟件設置；
5. 雙通道16位AD采樣；
6. 8寸彩色觸摸屏，亮度可調；
7. 多可以保存120組測量數據，供隨時查閱或上傳至PC機；
8. 有強大的上位機軟件，曲線分析、打印和生成word文檔；
9. USB2.0接口,支持數據上傳和聯機測試；
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;

主要原因

從目前我國廣為使用的變壓器來看，大多數停留在上世紀末的研發水平，其安全性能還不

能令人高枕無憂，一般來說，變壓器的保護主要電流速斷、差動保護等電氣型的繼電保護

，但實踐證明，次來保護對變壓器內部故障反映相當遲鈍，主要原因在于變壓器內部出現

的故障基本上都是從短路尤其是匝間短路引發的，一旦短路事情發生，瞬間的電流非常強

大，不過由于其傳遞到線線電流的并不能得到同步反映或者有效放大，因此，難以被發現

，直到多多匝短路或者接地短路時，才會自動切斷電源，但此時往往內部損傷很大。從變

壓器的構成結構分析，變壓器保護的水平和性能主要取決于內部的瓦斯繼電器，這個繼電

器是主動性的，它著設計上賦予了及時切斷電源的功能，但因為瓦斯繼電器的靈敏度被流

速所制約，若達不到相應的整定值，就不會發生保護動作。變壓器還設有安全氣道――壓

力釋放閥門，這個裝置的主要功能是保護變壓器主油箱保證正常形態，一旦變壓器內部發

生問題時，變壓器的主油箱內的壓力隨之升高，瓦斯繼電器中的油也會同時流動。上世紀

八十年代前設計的變壓器，其的流速整定交由機電設備專業人員進行設定，而壓力釋放閥

門卻又是交由設計人員把握，兩者互相之間缺乏更加科學或者完善的溝通或者交流，勢必

會造成各自為政，繼電專業從業人員難以完全顧及到壓力釋放閥門是否比瓦斯繼電器的反

映要早，瓦斯繼電器是否能真正在瞬間能隨之動作，作為設計人員，也可能對瓦斯繼電器

和壓力釋放閥門的聯動缺乏深入的研究。

2 瓦斯繼電器整定值計算

變壓器內放置了大量的變壓器油，變壓器油石油的一種分餾產物，它的主要成分是烷烴，

環烷族飽和烴，芳香族不飽和烴等化合物。俗稱方棚油，淺黃色透明液體，相對密度0.895

。凝固點<-45℃。變壓器油作用是多方面的，但絕緣、冷卻和消弧作用是主要功能，當變

壓器內部發生電弧時，出現故障點局部就會產生高溫，變壓器油被高溫電弧激活氣化，分

解為高分子的體，一般為烴類氣體，氣體的主要成分為氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等

，其中含量最高的尾乙炔氣體，往往占有率超過75%，由于油本身就是有機溶劑，所以，部

分氣體是可以溶解到油中，但當產生氣體的速度快于氣體溶解于油的速度，就會在發生故

障的局部形成氣泡，氣泡的體質比油要大，大體積的氣泡勢必會擠占油的空間，可見，在

產生故障時，故障點產生的氣體和瓦斯繼電器中油的流動應該是同步發生的，多少氣體的

產生會增大一定體質的空間，被擠占的空間中的有就流向儲油罐，也就是說，產氣的速率

大少制約著通過瓦斯繼電器油的流速，而電弧的功率越大，則產氣的速率自然也越大。因

此，要盡可能低控制變壓器內部的故障發生的概率，就是要求得最少的流速整定值，將流

速整定值少于最低故障概率下的產氣速率。真如以上所述那樣，變壓器的故障往往都是有

一匝短路引起的，而一匝短路的原因十分復雜，如電弧路徑問題、線圈大小形狀、電弧電

阻大小、匝間電壓高低等因素，要精確計算非常困難，鑒于此，本文采用反推的計算方法

，對整定流速進行計算。傳統變壓器的整流流速處于0.7―1.3m/s，這里我們取用0.9m/s進

行反推。

設油流速：V=1m/s=100cm/s；

瓦斯繼電器管道直徑：D=8cm；

管道截面：50cm2

油的體積流速：R=S×V=52×90=5000cm2/s=5L/s；

計算結果就是產氣速率為每秒五升。

通過查找變壓器相關資料可知，變壓器內油要氣化為烴類氣體必須要達到一定的能力供應

，一般乙炔的臨界點為850kJ/mol，其他烴類的氣化點為450kJ/mol，由于變壓器氣體中乙

炔占有主要，大概超過75%，所以在計算中，加權的氣體氣化臨界點為780kJ/mol。

那么，每秒5升的產氣需要的能量為：

這個數值大小相當于5臺大功率（35KW）電機同時作業產生的能量，鐵的溶解熱170kJ/kg，

這個能量就相當于在在一秒鐘內就可以將170/174克鐵融化掉，若是這個能量在變壓器內持

續的時間達到幾秒鐘，那么對變壓器的破壞難以估量。從發生故障的變壓器事后拆解分析

，當瓦斯繼電器發生的動作時，變壓器內部的損壞早已超出人們想象的程度，往往是很多

匝發生了短路，即便是靈敏度非常高的傳統變壓器，哪怕其反應時間在1秒鐘以內，瓦斯繼

電器不發生動作，那么至少都會有超過一匝以上的點被擊穿。

3 壓力釋放閥門整定值計算

幾乎在運行中的變壓器都裝有壓力釋放閥，作為變壓器非電量保護的安全裝置，壓力釋放

閥是用來保護油浸電氣設備的。即在變壓器油箱內部發生故障時，油箱內的油被分解、氣

化，產生大量氣體，油箱內壓力急劇升高，此壓力如不及時釋放，將造成變壓器油箱變形

、甚至爆裂。安裝了壓力釋放閥，就使變壓器在油箱內部發生故障、壓力升高到壓力釋放

閥的開啟壓力時，壓力釋放閥在2ms內迅速開啟，使變壓器油箱內的壓力很快降低。