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中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器容量及損耗特性測試儀

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。

容量測試參量設置界面
在選中‘容量測試’功能時，進入容量測試參量設置屏。如圖4所示： 
容量測試設置屏可見，項目有：試品編號、當前溫度、阻抗電壓、高額電壓、試品類型、分接檔位、聯結組別、參比容量。顯示屏最下一行為開始測試，當手形指針指到此項目時按確定即開始測試。
各項參數的含義和作用如下：
? 試品編號：為了區分所測試的變壓器，人為的為其編號（共6位數，可為0~9數字或26個英文字母），以便在查閱時不會將幾組結果混淆。
? 當前溫度：輸入當前的被測變壓器的本體溫度，用于對測試結果做溫度校正，因容量判斷主要的依據為變壓器的短路試驗的數據包括阻抗電壓和短路損耗，根據我們所測出的實際數據，按要求校正到額定條件時的短路損耗數值，再查表得到被試變壓器的實際容量；首先是非額定電流的校正，同時國標要求變壓器的短路損耗應在環境溫度為75℃（針對油浸式變壓器，干變根據不同要求分別為100℃、120℃、145℃）時進行，所以額定條件的數據都是在75℃時的標準數值。為了準確判斷容量，必須將測試結果校正到75℃時，因此當前溫度的準確直接影響容量的判斷結果。
? 阻抗電壓：當測試非標變壓器時，需輸入此項參數，才可測出實際容量。
? 高額電壓：指被試變壓器施壓側的額定電壓值。用于區別不同電壓等級的變壓器；相同容量、不同電壓等級變壓器的短路試驗參數值是不同的；要做到準確判斷，就必須輸入被試變壓器的高壓側額定電壓。
? 試品類型：指變壓器的不同類型。按鐵芯能耗等級，分為JB64、SJ（73）、S7、S9（S11）、S13等標準級別，還包括非標類型；按絕緣形式又分為油浸式和干式變壓器，注意在測試非標類型和干式變壓器時，需要輸入被測變壓器的阻抗電壓；注意：當需要進行單相和三相空載試驗進行變壓器的型式判定時，在此必須將此參數設置正確，否則判定型式會混亂。
? 分接檔位：指變壓器分接開關當前位置；配變通常都有三個分接位置，通常在2分接測量，如果分接位置不在標準檔位，而又不愿改變分接位置，必須輸入當前的正確位置。
? 聯結組別：根據變壓器的內部接線方式可分為Yyn0、Dyn11和Yzn11三種情況，因不同聯結組別的變壓器損耗參數是不同的，因此只有明確變壓器的聯結組別才可準確判斷出被測變壓器的型式。
? 參比容量：當被測變壓器容量為500或630時，需輸入此項參數；因為這兩種容量的變壓器的阻抗電壓處于交替區，造成容量判定的交叉區，也就是說同一臺變壓器按照不同的阻抗電壓進行測試，有可能出兩種結果；因此只有設置了參比容量，才能保證測出的容量準確。
所有參數設置好后，按確定鍵開始測試過程
圖中將實時的測試數據顯示在屏幕上，包括：ABC三相的測試電壓、ABC三相的測試電流、ABC三相的測試功率、各相的平均電壓和平均電流、各相的總功率。
如果試驗人員的接線不正確，儀器會自動提示：測試異常，請檢查接線。如圖6所示：
測試正常完成，即顯示測試結果
所示為容量測試判別結果，包括：實際的三相測試電壓值、三相電流值、三相功率值，當前測試條件下實測的短路損耗（負載損耗）總和數值、判定的變壓器參數下國標規定的短路損耗數值、校正到額定試驗條件下的短路損耗數值、校正后的短路損耗數值與國標參數下短路損耗值的百分數誤差。當前條件下實測阻抗電壓數值、判定的國標阻抗電壓數值、判定容量、實測容量、判定型式和變壓器的實測阻抗；如果在判定容量顯示為“No type”說明實測容量值在兩相鄰容量之間，無法歸檔；如果判定型式顯示為“no”說明變壓器的型式也在兩種型式之間，無法歸檔。

顯示屏最下一行仍為提示行，圖六中可見，提示行提示操作人員下一步有三種可選擇的操作，可選擇保存將測試結果保存到內部存儲器中、打印將測試結果通過打印機打印出來,選擇取消退出當前的測試界面返回到主界面；當結果中短路損耗超標時儀器會提示“損耗異常”，說明所輸入的形式不正確。

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
ZSRS-8000變壓器容量空負載損耗測試儀可精確測量各種配電變壓器的容量，無源測量，方便、準確。內部自帶電源、自動產生三相大功率測試電源。

可測量各種類型的變壓器的空載電流、空載損耗、短路電壓、短路損耗。

通過空載試驗可準確判定被測變壓器的型號，包括：S7、S9、S11、S13、S15、S20、S21、S22、S25等干變SCB9、SCB10、SCB11、SCB12、SCB13、SCB14、SCB15、SCB16、SCB17、SCB18、SCB19等各種類型的變壓器。 

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。

為了選用合適的試驗電源，必需在試驗前確定其容量。根據被試變壓器的銘牌容量及銘牌所載的空載電流百分數無銘牌或銘牌未給出數值的可查取同型式變壓器的額定數據額定電壓下進行試驗時，按下式計算：

       S′=(SNI0%×K)/100

式中 S′--試驗所需三相電源容量；

        SN--變壓器額定容量；

        I0%--空載電流百分比；

        K--系數，電源為調壓器時：K=2.5；電源為發電機：K=5。

根據經驗下面的公式也實用

       S′=SN×K

式中 S′--試驗所需三相電源電源容量；

        SN--變壓器額定容量；

        K--經驗系數，可在0.05～0.10間選取。

如果用單相電源，電源容量=三相電源容量/1.5

2、變壓器負載損耗試驗時試驗電源容量的確定方法

負載損耗試驗所需三相電源容量S可按下式計算：

       S≥SN×(Uk%/100)×(Ik/IN)2

所需試驗三相電壓Uk為：

       Uk>UN×(Uk%/100)×Ik/IN

式中 SNUN--分別為額定容量的額定電壓；

        INIk--分別為額定電流和短路試驗電流；

        S、Uk--分別是所需的視在功率和短路試驗電壓；

        Uk%--被試變壓器短路電壓百分數%即：阻抗電壓）

如果用單相電源，電源容量=三相電源容量/1.5

例：被測試變壓器額定容量50kVA阻抗電壓為4%

如果試驗時用額定電流：Ik/IN =1，電源容量應大于：(50×4)/100=2kW

如果試驗時用50%額定電流：Ik/IN=0.5，電源容量應大于：2kW×0.5×0.5=0.5kW

變壓器空載損耗、負載損耗、阻抗電壓的計算

空載損耗：當變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時，所消耗的有功功率稱空載損耗。算法如下：

空載損耗=空載損耗工藝系數×單位損耗×鐵心重量
負載損耗：當變壓器二次繞組短路（穩態），一次繞組流通額定電流時所消耗的有功功率稱為負載損耗。算法如下：
負載損耗=最大的一對繞組的電阻損耗+附加損耗 
附加損耗=繞組渦流損耗+并繞導線的環流損耗+雜散損耗+引線損耗 
阻抗電壓：當變壓器二次繞組短路（穩態），一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓Uz。通常Uz以額定電壓的百分數表示，即uz=(Uz/U1n)*100% 
匝電勢： 
u=4.44*f*B*At,V 
其中：B—鐵心中的磁密，T 
At—鐵心有效截面積，平方米 
可以轉化為變壓器設計計算常用的公式： 
當f=50Hz時：u=B*At/450*10^5,V 
當f=60Hz時：u=B*At/375*10^5,V 
如果你已知道相電壓和匝數，匝電勢等于相電壓除以匝數變壓器空載損耗計算-變壓器的空載損耗組成。 
空載損耗包括鐵芯中磁滯和渦流損耗及空載電流在初級線圈電阻上的損耗，前者稱為鐵損后者稱為銅損。由于空載電流很小，后者可以略去不計，因此，空載損耗基本上就是鐵損。
影響變壓器空載損耗鐵損的因素很多，以數學式表示，則 
式中Pn、Pw——表示磁滯損耗和渦流損耗 
kn、kw——常數 
f——變壓器外施電壓的頻率赫 
Bm——鐵芯中最大磁通密度韋／米2 
n——什捷因麥茲常數，對常用的硅鋼片，當Bm=（1．0～1．6）韋／米2時，n≈2，對目前使用的方向性硅鋼片，取2．5～3．5。 
根據變壓器的理論分析，假定初級感應電勢為E1（伏），則： 
E1=KfBm（2） 
K為比例常數，由初級匝數及鐵芯截面積而定，則鐵損為： 
由于初級漏阻抗壓降很小，若忽略不計， 
E1=U1（4） 
可見，變壓器空載損耗鐵損與外施電壓有很大關系如果電壓V為一定值，則變壓器空載損耗鐵損不變，（因為f不變），又因為正常運行時U1=U1N，故空載損耗又稱不變損耗．如果電壓波動，則空載損耗即變化。變壓器的鐵損與鐵芯材料及制造工藝有關，與負荷大小無關。