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中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器容量測試儀

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(shù)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(fā)、研制的專門用于變壓器容量、損耗參數(shù)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(xù)測量500臺次；

同時，內(nèi)部數(shù)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(shù)據(jù)的準確性），經(jīng)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(diào)壓器、升流等輔助設備，簡化了接線，大大提高了工作效率。

注意事項
1．在測量過程中一定不要接觸測試線的金屬部分，以避免被電擊傷。
2．測量接線一定要嚴格按說明書操作，否則后果自負。
3．測試之前一定要認真檢查設置的參數(shù)是否正確。
4．最好使用有地線的電源插座。
5．不能在電壓和電流過量限的情況下工作。
6．短路試驗時，非加壓側(cè)的短接必須良好，否則會對測試結(jié)果有影響。
7．做短路試驗時，如果高壓或中壓側(cè)出線套管裝有環(huán)形電流互感器時，試驗前電流互感器的二次一定要短接。
8．試驗接線工作必須在被試線路接地的情況下進行，防止感應電壓觸電。所有短路、接地和引線都應有足夠的截面，且必須連接牢靠。測試組織工作要嚴密，通信順暢，以保證測試工作安全順利進行。
9．當儀器需要充電時，一定要關掉工作電源（按下“O”為關），插上電源線，充電指示的黃燈開始閃爍，說明充電進入正常狀態(tài)。
10．當測試500kVA或630kVA的變壓器時，必須要對參比容量進行設置，因為500和630的變壓器處于阻抗電壓變換區(qū)，容量有交叉的可能性，為了避免誤判，必須對此參量進行設置。

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(nèi)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
結(jié)構(gòu)外觀
儀器由主機和配件箱兩部分組成，其中主機是儀器的核心，所有的電氣部分安裝在主機內(nèi)部，其主機外箱采用高強度進口防水注塑機箱，堅固耐用，配件箱用來放置測試導線及配套工具。
1、結(jié)構(gòu)尺寸
結(jié)構(gòu)尺寸（圖1）
圖1、主機與配件箱尺寸
2、面板布置
面板布置圖（圖2） 
圖2、面板布置圖
如圖2所示：最上方從左到右依次為特性測試用輸入端子（A相100A電流輸入端子正極Ia100A、A相5A電流輸入端子正極Ia5A、A相電流輸入端子負極Ian、B相100A電流輸入端子正極Ib100A、B相5A電流輸入端子正極Ib5A、B相電流輸入端子負極Ibn、C相100A電流輸入端子正極Ic100A、C相5A電流輸入端子正極Ic5A、C相電流輸入端子負極Icn、電壓輸入端子Ua、Ub、Uc、）、充電電源插座及開關、RS232通訊接口、接地端子、容量測試用接線端子和打印機。面板左下方為彩色液晶顯示屏；液晶右側(cè)為鍵盤。
3、鍵盤說明
鍵盤共有30個鍵，分別為：F1~F5，數(shù)字0~9、小數(shù)點、↑、↓、←、→、 、#、 、存儲、查詢、退出、設置、切換、自檢、幫助。
數(shù)字鍵：0～9，在輸入?yún)?shù)時做為相應的數(shù)字使用。
小數(shù)點：在輸入?yún)?shù)時做為小數(shù)點使用。
↑、↓、←、→鍵：上下左右鍵
? 在主界面中用來移動光標，使其指向需要進行的項目功能條（功能條反色顯示）。
? 上下鍵在容量測試屏和參數(shù)設置屏中用來移動光標，使其指向需要要更改的參數(shù)（包括：容量設置部分的試品編號、當前溫度、阻抗電壓、高額定電壓、試品類型、分接檔位、聯(lián)結(jié)組別、參比容量和特性測試部分的PT變比、CT變比、高額定電壓、低額定電壓、當前溫度、設置日期、設置時間、變壓器容量、接線方式等）。
? 上下鍵在記錄瀏覽功能屏中用來翻閱記錄。
? 左右鍵在容量測試參數(shù)設置功能屏中用來切換可選的項目，如分接檔位、聯(lián)接組別、參比容量，可根據(jù)屏幕上方的提示用左右鍵在這些檔位中連續(xù)切換，選至需要的數(shù)值。
 鍵：確定鍵，在開機后按下此鍵進入主菜單。主菜單下按下此鍵即進入當前指向的功能選項（反色顯示的功能條），在輸入?yún)?shù)時，作用是開始輸入和結(jié)束輸入并使剛鍵入的數(shù)字有效。
退出鍵：返回鍵，按下此鍵均直接返回到主菜單；如果正在測試過程中、測試結(jié)束時按此鍵則同時返回主界面。
存儲鍵：在容量測試結(jié)果下，按存儲鍵可存儲當前容量測試結(jié)果。
查詢鍵：在主菜單下按下查詢鍵，可查詢已存儲的容量數(shù)據(jù)。
設置鍵：在主菜單下按下設置，可快速進入?yún)?shù)設置屏。
F1~F5鍵：輔助功能鍵。F4是打印功能鍵。
切換、自檢、幫助、開關鍵：現(xiàn)為保留按鍵，無實際用途。

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(shù)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(jù)被試變壓器的銘牌容量及銘牌所載的空載電流百分數(shù)無銘牌或銘牌未給出數(shù)值的可查取同型式變壓器的額定數(shù)據(jù)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(shù)，電源為調(diào)壓器時：K=2.5；電源為發(fā)電機：K=5。

根據(jù)經(jīng)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(jīng)驗系數(shù)，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(shù)%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(shù)×單位損耗×鐵心重量
負載損耗：當變壓器二次繞組短路（穩(wěn)態(tài)），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(huán)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(wěn)態(tài)），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(shù)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(zhuǎn)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(shù)，匝電勢等于相電壓除以匝數(shù)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(shù)學式表示，則 
式中Pn、Pw——表示磁滯損耗和渦流損耗 
kn、kw——常數(shù) 
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(shù)，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(jù)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(shù)，由初級匝數(shù)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。