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中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器各個繞組幅頻響應儀

ZSBX-9000變壓器繞組變形測試儀

雙電源供電:市電AC220V士10%，內電源6V5AH蓄電池，雙通道16位AD采樣,8寸彩色觸摸屏，USB2.0接口,支持數據上傳和聯機測試
中英文切換，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：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；

6種不同的掃描方式,精度：0.01%，無線連接電腦，3D立體圖形顯示，現場測試無需電源；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。

注意事項
1. 做完直流電阻試驗后不能立即做繞組變形試驗，測試前必須保證接線端充分放電，否則可能損壞本儀器。
2. 測試前必須斷開所有引線，使變壓器接線套管距離外導體大于20cm。
3. 測試鉗應與接線套管緊密連接，放線時不要彎曲測試線，收線時應按照線的原狀繞成環狀保存，線的環狀直徑不得小于35cm，否則有損測試線。
4. 不可用其他測試線代替本儀器標配的測試線。
5. 儀器應存放于通風干燥處，避免潮濕。
6. 若長期不用，每隔一個月通電一次，每次1-2小時。
7. 為了延長電池使用壽命，請用戶不要過度放電，電量顯示圖標指示沒電時應立即充電，充電完成后靜置至少半小時再使用電池供電。
8. 若儀器通電后顯示屏不亮，可能是電池沒電或者保險絲熔斷，請立即充電或更換保險絲，注意保險絲規格：0.25A。
9. 若使用內電源電池供電，當電池電量過低，屏幕會閃爍，請立即斷電或充電。
10. 測試過程中，盡量不要隨意移動或拆除測試線。
11. 若儀器屏幕閃爍，說明電池電量消耗完畢，請立即改用市電供電。
12. 若連接市電開機，屏幕不亮，肯能電源插座保險絲損壞，請更換0.25A的保險絲。

售后服務
儀器自購買之日起一年內，屬于公司的產品質量問題免費維修，終身提供保修和技術服務。如發現儀器有不正常情況或故障請與公司及時聯系，以便為您安排最便捷的處理方案，并為您提供最快的現場服務。
附錄I變壓器常見接線方式
附錄II相關系數分析標準
本儀器或PC軟件針對變壓器變形程度的分析嚴格按照DLT/911 2004執行，執行標準如下表所示：
繞組變形程度 相關系數R
嚴重變形 RLF<0.6
明顯變形 0.6≤≦RLF<1.0 或 RMF<0.6
輕度變形 1.0≤RLF<2.0 或 0.6≤RMF<1.0
正常繞組 RLF≥2.0且RMF≥1.0且RHF≥0.6
注：RLF為低頻段(1kHz-100kHz) 相關系數
RMF為中頻段(100kHz-600kHz) 相關系數
RHF為高頻段(600kHz-1000kHz) 相關系數
例如：R(AB,BC)表示A點注入B點測量與B點注入C點測量的相關系數，其他依次類推。
附錄III安裝硬件驅動
1. 連接好USB線和電源線，接通電源，進入主界面，點擊【PC通訊】，PC機彈出如圖11所示對話框；
2. 選擇“是，僅這一次(T)”，單擊“下一步”，彈出如圖12所示對話框；
3. 選擇“從列表或指定位置安裝（高級）”，單擊“下一步”，彈出一對話框，再次單擊“下一步”，彈出如圖13所示對話框；
4. 單擊“仍然繼續”，彈出如圖14所示對話框，單擊“瀏覽”，選擇光盤的USB Driver目錄，再單擊“確定”；
5. 單擊“下一步”等待驅動安裝完成。
注意：對于某些WIN7系統，電腦有可能自行尋找驅動，但安裝不成功，需要用戶手動安裝驅動，步驟如下：
鼠標右鍵單擊“我的電腦”，選擇“設備管理器”，找到“未知設備”選項，然后右鍵單擊，選擇更新驅動程序，單擊“下一步”，選擇光盤的USB Drive目錄，單擊“下一步”,點擊“仍然繼續安裝”，直至安裝完成。
 ZSBX-9000變壓器繞組變形測試儀
1. 采用先進的DDS掃頻技術;
2.采用雙電源供電:市電AC220V士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. 最多可以保存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;
10.中英文切換
11.無線連接電腦
12.3D立體圖形顯示
13.數據U盤導出，現場測試無需電源，電腦。快捷方便。
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%；  
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。

ZSBX-9000變壓器繞組變形測試儀變壓器繞組變形測試儀采用先進的DDS掃頻技術;

ZSBX-9000變壓器繞組變形測試儀USB2.0接口,支持數據上傳；可WIFI聯機測試

  變壓器是電力系統中主要電氣設備之一，對電力系統的安全運行起著重大的作用。在變壓器的運行過程中，其繞組難免要承受各種各樣的短路電動力的作用，從而引起變壓器不同程度的繞組變形。繞組變形以后的變壓器，其抗短路能力急劇下降，可能在再次承受短路沖擊甚至在正常運行電流的作用下引起變壓器徹底損壞。為避免變壓器缺陷的擴大，按華東電力公司和省電力局的有關變壓器類設備的反事故技術措施的要求，對已承受過短路沖擊的變壓器，必須進行變壓器繞組變形測試。

      變壓器繞組變形測試的方法主要有短路阻抗法、低壓脈沖法和頻響分析法等3種。現就短路阻抗法變壓器繞組變形測試技術問題作進一步的分析和研究。

2 短路阻抗法變壓器繞組變形測試的基本原理

中試控股電力講解變壓器的短路阻抗是指該變壓器的負荷阻抗為零時變壓器輸入端的等效阻抗。短路阻抗可分為電阻分量和電抗分量，對于110kV及以上的大型變壓器，電阻分量在短路阻抗中所占的比例非常小，短路阻抗值主要是電抗分量的數值。變壓器的短路電抗分量，就是變壓器繞組的漏電抗。變壓器的漏電抗可分為縱向漏電抗和橫向漏電抗兩部分，通常情況下，橫向漏電抗所占的比例較小。變壓器的漏電抗值由繞組的幾何尺寸所決定的，變壓器繞組結構狀態的改變勢必引起變壓器漏電抗的變化，從而引起變壓器短路阻抗數值的改變。以圓筒型雙繞組變壓器為例，繞組布置示意圖見圖1。

圖1 雙繞組變壓器繞組示意圖

假設：繞組高度等于其軸向配置的高度;安匝數均勻分布;忽略鐵芯的臨近效應和繞組的直流電阻。則短路阻抗可用下式表示：

 (1)

式中 Zk─短路阻抗;

Xk─漏感抗;

       μ0=4π×0-7;

ω─x繞組匝數;

Q1─羅果夫系數;

h─繞組高度;

DCP─主泄汛通道的平均直徑

δ─主泄汛通道的有效寬度;由于Dcp>>b1、b2，故δ≈C+(b1+b2)/3。

由式(1)可知，ZK的變化實際上僅取決于繞組的變形，也就是繞組幾何尺寸的變化。

假如變壓器內部線圈在擠壓力的作用下，其直徑減少2ΔX(見圖1)，在式(1)中用：D′CP=DCP-ΔX代替DCP，δ′=δ+ΔX代替δ即可求出Z′K。

因此，繞組變形引起短路阻抗ZK的變化量為：

ΔZK=Z′K-ZK≈(m-n)ΔX (2)

式中

由式(2)可知，短路阻抗的變化量ΔZK與變形量ΔX直接相關。

根據短路阻抗的變化量來判斷繞組是否變形，只要將測得的短路阻抗與變壓器正常時的測量值(如出廠數據)相比即可。

3 變壓器繞組變形測試對試驗儀器的基本要求

用于現場變壓器繞組變形測試的短路阻抗測試儀除必須具備攜帶方便、操作簡單、具有良好的測試精度及測試重復性外，還必須具有良好的抗干擾能力。現場的干擾主要來自于以下幾個方面：

(1)試驗電源諧波的影響;

       (2)試驗電源電壓的不穩定性;

(3)試驗現場的50Hz同頻干擾。現就以上三方面因素對短路阻抗測試值的影響及消除措施簡述如下。

3.1 消除試驗電源諧波對測試結果的影響

中試控股電力講解試驗用的電源，難免有各種各樣的諧波存在，而且諧波分量的幅值是不穩定的。高次諧波對變壓器短路阻抗的測試值有較大的影響。設被試變壓器在無諧波情況下的短路阻抗值為Z，當施加具有諧波分量的測試電壓u=α1sin(ωt+ψ)+α2sin(3ωt+ψ1)時，流過變壓器的電流為：

考慮諧波以后的變壓器短路阻抗有效值為:

由上式可知，由于測試電源諧波的存在，實測短路阻抗值與無諧波情況下的短路阻抗值之間具有一定的差異。

欲消除測試電源諧波對短路阻抗測試結果的影響，短路阻抗測試儀必須具有優良的濾波性能。通常用硬、軟件相結合的方法，可以基本消除測試電源諧波對短路阻抗測試結果的影響，滿足變壓器繞組變形測試分析、判斷的需要。

3.2 試驗電源電壓的不穩定性對測試結果的影響

試驗電源電壓的基波分量在測量周期內的不穩定性對測試結果有直接的影響。由于短路阻抗為一感性阻抗，電流與電壓之間具有一定的相位差，當測試周期內的電壓基波分量發生變化時，電流不可能同步發生變化，從而會產生測量誤差。

為減小試驗電源電壓不穩定性帶來的短路阻抗測試誤差，通常的方法是通過多次測量求平均值的方法來解決，但效果并不很理想，同時還會延長測試時間。欲有效解決上述問題，短路阻抗測試儀必須對測量周期內所采集到的信號進行分析與運算，較大程度地減小測試誤差，同時也不延長測試時間。

3.3 試驗現場的50Hz同頻干擾

試驗現場的50Hz同頻干擾主要來自變電所運行設備的電暈干擾和試驗儀器用的220V交流電源耦合到測量回路所產生的干擾。

   欲減小試驗現場的50Hz同頻干擾對短路阻抗測試結果的影響，測試儀器必須從硬件上最大限度地抑制由于220V交流電源耦合引起的同頻干擾，當測試現場電暈干擾較大時可采用測試儀器換極性的方法，并適當提高被試變壓器的試驗電壓、電流。

4 短路阻抗法測試連接方式

變壓器短路阻抗測量采用伏安法。該方法適用于單相和三相變壓器。測試前將變壓器的一側出線短接，短接用的導線須有足夠的截面積，并保持各出線端子接觸良好，以減小引線的回路電阻。變壓器的另一側施加試驗電壓，從而產生流經阻抗的電流，同時測量加在阻抗上的電流和電壓，此電壓、電流的基波分量的比值就是被試變壓器的短路阻抗。

變壓器短路阻抗測試時，通常在變壓器的高壓繞組側加壓，在低壓繞組側短路。

為保證測試精度，電壓測量回路應直接接在被試變壓器的出線端子上，以免引入電流引線上的電壓降。試驗用調壓器的額定電流不能小于10A，試驗時流經被試變壓器繞組的試驗電流以在其額定電流的0.5%～0.1%的數量級上或2～10A為宜，試驗電流不能太大，否則由于電源的過載使試驗電壓波形嚴重畸變，影響測試精度。

通過對使用CS-8型短路阻抗儀測得的46臺各種類型變壓器的短路阻抗測量值的分析，發現三相間接短路阻抗值的差異皆小于2%。現場測試值與出廠值相比具有較大的分散性，但一般皆小于4%。

   5 變壓器繞組變形測試分析判斷原則

繞組變形以后的變壓器，運行中檢測參數的改變包括電氣和機械兩個方面，因此，變壓器繞組變形的分析、判斷不是一個片面的問題而是一個綜合的問題。中試控股電力講解短路阻抗法變壓器繞組變形測試必須綜合考慮以下幾個方面的影響：

(1)變壓器三相間的短路阻抗測試結果是否平衡;

(2)與出廠值相比，短路阻抗的變化情況;

(3)運行中的電氣試驗、絕緣油色譜分析情況;

(4)運行中變壓器是否有異常的聲音及絕緣油的運行溫度等。

6 結論

(1)短路阻抗值的變化直接與變壓器繞組的結構相關，短路阻抗法可以用于變壓器繞組的變形測試。

(2)常規的電流表、電壓表不能滿足以變壓器繞組變形測試為目的的變壓器短路阻抗測量。

(3)以變形測試為目的的變壓器繞組短路阻抗測試儀，除應具有良好的測試精度外，尚要有良好的抗干擾能力。

(4)變壓器繞組三相間的短路阻抗值的差異一般皆小于2%，三相間短路阻抗值3%的差異應認為是變壓器短路阻抗的明顯變化，必須引起足夠的重視。

(5)變壓器繞組變形測試分析判斷時，當用同一試驗儀器、同一測試方法測試結果的差異大于2%，應引起注意。答: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。