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中試控股技術研究院魯工為您講解：繼電保護試驗儀（實力榜）

ZSJB-9300三相微機繼電保護測試儀

整機模塊化設計，進行了大量的優化設計和工藝改進，更加小型化、輕型化，易操作、易維護。
參考標準：GB/T 7261-2016，DL/T 624-2010

三相微機繼電保護測試儀：該產品用于對發電廠、變電站各種繼電保護裝置參數的整定和測試，智能化程度高，測試準確。

能模擬12路電流、電壓的調幅、移相、分相獨立變頻、多態故障模擬、疊加諧波，具有失真告警、錄波數據回放輸出等功能，是確保發電廠、變電站及線路安全運行的重要測試儀器。
測試軟件采用Windows界面，功能齊全，界面友好，能完成各種繼電保護裝置的全面測試，自動生成試驗數據庫和試驗報告，圖文并茂，使用方便，是發電廠、供電局、科研院所、相關企業等單位理想的繼電保護測試裝置。

產品特點
12通道同時輸出，閉環回采錄波監視
內置高性能工控機，10.4”超大屏幕
DSP+FPGA平臺
內置便攜式錄波儀，對現場實時信號錄波
錄波波形實時顯示、分析、存儲
全新測試軟件
雙操作模式
新型高保真線性功放，輸出精度高
電流電壓輸出波形可視化
模塊式組合部件結構
EMC性能佳，可靠性強
技術參數
標準模擬量電壓電流輸出
交流電流輸出6路，每路30A / 450VA
交流電壓輸出6路，每路120V / 70VA
交流輸出精度0.1%（主量程范圍內）
直流電流輸出6路，每路±10A / 200VA
直流電壓輸出6路，每路±160V / 70VA
直流輸出精度0.2%（主量程范圍內）
相位0~360°
相位準確度＜0.2°
輸出頻率0~1200Hz
頻率準確度＜0.001Hz
疊加諧波0~24次諧波
開關量
數量10路開入8路開出
便攜錄波儀參數
交流電壓
測量范圍4 x 0~180Vrms
交流電流
測量范圍4 x 0~180Vrms
交流電流（霍爾）
測量范圍2 x 0~125Arms
交流電流（鉗形表）
測量范圍4 x 0~100Arms
直流電壓（大量程）
測量范圍1 x 0~+750V
直流電壓（中量程）
測量范圍1 x 0~+10V
直流電壓（小量程）
測量范圍1 x 0~+200mV
直流電流測量范圍1 x 0~+200mA
◆繼電保護測試儀測試軟件功能 
配置了功能強大的測試軟件，能方便地完成所有測試項目，測試功能包括：
1、繼電器：測試電壓電流、中間、時間、功率方向、同期、頻率、阻抗、過流等各類繼電器。
2、差動試驗：測試比例制動、諧波制動、直流助磁、速斷等原理構成的差動保護。
3、故障模擬：簡單故障模擬、多態模擬、系統振蕩、故障再現、高級仿真。
4、阻抗特性：測試阻抗圓、四邊形、精工電壓、精工電流、動作、記憶等阻抗特性。
5、線路保護：距離保護定值校驗、零序電流定值校驗、工頻變化量距離定值校驗、整組傳動試驗、成套微機保護定值校驗和時間特性。
6、程控電源：電源發生器、諧波發生器、三角波、方波發生器。
7、自動裝置與表計：同期裝置、毫秒計、功率表。
66-A/B/C/D的電源發生器和多態模擬程序支持六相電流和六相電壓輸出，差動保護程序支持六相電流輸出，還增加了備自投（六相電壓）程序。
64-A/B/C/D的電源發生器、多態模擬和差動保護程序支持六相電流輸出。

內置高性能工控機，采用嵌入式工業系統WindowsCE.Net，其簡潔的系統內核具有穩定可靠高效的硬件實時性能，集成化、一體化，無需外接電腦即可輕松完成各種復雜的試驗功能。

還可以杜絕電腦病毒侵犯，即使誤操作刪除文件也不會破壞操作系統，保證系統安全。

獨創動態跟蹤技術，采用高性能DSP、FPGA、24位DA和高精度線性功放技術，輸出每周波1600點的高精度波形

能快速準確靈活的控制響應模擬輸出電力系統故障模型各種瞬時變化的暫態波形，使模擬量輸出全量程、從直流到1kHz都能全面保證瞬時變化特性和高精度，對超高壓繼電保護測試工作的準確性具有特別重要的意義。

1. 引言

變壓器繞組直流電阻測量根據《電力變壓器第一部分總則》(GB/T 1094.1-2013)規定屬于變壓器例行試驗，是一項重要的試驗項目，試驗結果將對變壓器的性能起到決定性作用 [1] 。每臺變壓器制造過程中和出廠試驗都要進行直流電阻測量，主要是檢測變壓器繞組導線連接處的焊接或機械連接是否良好，有無焊接或連接不良現象；引線與套管、引線與分接開關的連接是否良好，引線與引線的焊接和機械連接是否良好；導線規格，電阻率是否符合要求；各繞組的直流電阻不平衡率是否滿足相關要求；現場測量繞組的直流電阻可以檢查變壓器運輸時有無故障，在運行過程中測量直流電阻可以檢查變壓器繞組、引線、分接開關等帶電組件是否正常等 [2] 。本文中試控股通過一臺變壓器進灶時高壓ABC三相直流電阻值異常現象的測試和分析，剖析了影響變壓器直流電阻測試各種因素，提高了測試直流電阻值出現異常后綜合分析判斷能力。

2. 問題描述

某變壓器公司一臺SFZ11-63000/110變壓器產品器身進灶試驗時，高壓繞組直流電阻不平衡率出現異常，各分接測試后電阻值計算的不平衡率達到1.5%以上(國標相電阻不平衡率 < 2%)，一般產品繞組直流電阻不平衡率都小于1%，雖然未超出標準，但出現如此大的差異，需要進行認真分析，找出原因，確定不是制作缺陷或組件缺陷導致該差異，才能保證產品質量，正常出廠。

3. 測試情況與影響因素分析

3.1. 我國電力變壓器直流電阻不平衡率標準

國標GB/T6451-2015《油浸式電力變壓器技術參數和要求》規定( 7.3.2 項)：110 kV級變壓器產品應提供所有繞組線端和分接檔位的直流電阻。繞組直流電阻不平衡率：相(有中性點引出時)為不大于2%。(無中性點引出時)為不大于1% [3] 。如果由于線材及引線結構等原因而使繞組直流電阻不平衡率超過上述值時，除應在例行試驗記錄中記錄實測值外，尚應寫明引起這一偏差的原因。用戶應與同溫度下的例行試驗實測值進行比較，其偏差應不大于2%。本試驗為例行試驗。

繞組直流電阻不平衡率應以三相實測最大值減最小值作為分子，三相實測平均值作為分母計算。三相變壓器繞組直流電阻不平衡率計算方法：三相中電阻值最大減最小除以三相平均值，即 ( R 最 大 -   R 最 小 ) / R 平 均 的百分數 [4] 。

對所有引出的相應端子間的電阻值均應進行測量比較。

3.2. 問題變壓器高壓繞組基本情況

該SZ11-63000/110變壓器產品連接組別為YN d11，變壓器器身實圖如圖1。該變壓器高壓繞組末端引出線連接有載開關K檔，有獨立調壓繞組，調壓繞組8個分接段9根分接引線分別接有載開關1~9檔，高壓零相引線從有載開關引出，連接組別圖如圖2所示。

3.3. 測試數據及問題處理

3.3.1. 三相繞組測試數據

對測試設備的準確度，我國標準GB/T 1094.1和JB/T-501沒有規定要求，而美國標準IEEEC57.12.00規定電阻測量的準確度是±0.5%，溫度測量準確度為±1℃。參考這一標準，選擇電阻電橋準確度0.2% ± 0.2 μΩ的設備(JYR-40E)，溫度計選擇±0.1℃的溫度計。

JYR-40E中試控股采用伏安法單片機進行自動控制的變壓器直流電阻測試儀，具體接線如圖3所示，各分接檔位直流電阻測試值如表1。

對測試數據進行數據透視分析，分別以分接檔位為橫坐標、繞組ABC三相不同分接檔位的電阻值為縱坐標繪制關系變化趨勢曲線，結果如圖4所示。從圖中不難看出每一組分接檔位B-O電阻值最大，C-O居中，A-O最小；且各分接檔位從1分接至8分接三相直流電阻也是成規律性遞減，未出現異常變化。

3.3.2. 影響因素分析及措施

由于影響變壓器直流電阻不平衡因素主要有：變壓器器身結構導致引線長度不一致引起電阻差異大、ABC三相繞組本身電阻差異較大、繞組出頭部位和分接引線連接部位等焊接質量不好導致電阻差異大、溫度等因素引起測試誤差導致電阻測試值差異大。出現異常時主要考慮從影響因素由易到難進行逐一分析判斷。

其他條件相同情況下，導線越長其電阻越大，但此產品引線結構中C相分接引線長度大于B相分接引線，排除因分接引線長度不一樣導致B相直流電阻值大。

從圖4曲線變化趨勢看三相及各分接檔位現象及遞減規律一樣，確認調壓繞組及分接開關1-8檔位連接部位制造缺陷等不是引起直流電阻不平衡率偏大原因。

此產品在套裝前對單個繞組進行直流電阻測試，其值如表2所示。表中數據可知，高壓繞組直流電阻B相最小、A相居中、C相最大，確認B相繞組本身電阻值小。

分析認為，從單個繞組電阻值和引線長度看，正常情況下器身進灶時測量直流電阻值C-O相應該最大，B-O居中，A-O最小，而實際測試中C-O與B-O剛好相反。

導致出現該差異的主要原因是不是B相繞組首線銅導電桿焊接不好，尾端K檔分接引線壓接不好導致電阻值大，造成B-O電阻值最大。為進一步查找原因，實驗組決定將B相首線和末端包扎好絕緣打開，去掉首線導電桿和k檔壓接頭進行類似繞組本身進行直流電阻測量如表3。

從以上數據分析，三相直流電阻值遞增差異非常大，A相增加0.0033、B相增加0.0087、而C相減少0.0002。特別是C相套裝前為0.3456小于套裝后0.3454(因為套裝后前面引線加長應該增大)不太和常理，但差異較小不排除因測量誤差引起。同時說明B相繞組直流電阻增大不是因為引線連接線焊接、壓接以及組部件本身缺陷導致。

導致該差異的主要原因是不是在整體套裝過程中將高壓B相和C相繞組對換(即將高壓B相繞組套C

相，C相繞組套B相)以減小直流電阻不平衡率。如果假設成立，則三相直流電阻值遞增如表4。

從以上數據分析，三相直流電阻值遞增規律正常，A相增加0.0033、B相增加0.0045、而C相減少0.0040。這樣出現器身B-O最大，C-O居中，A-O最小就有可能。

但從三相繞組套裝前與進灶時電阻值遞增情況：A相0.0033、B1相0.0045、C1相0.0040差異還是較大，其中B1與A(0.0045-0.0033)/0.0033 = 36%、C1與A(0.0040 ? 0.0033)/0.0033 = 21%。造成該差異原因是否是整體套裝烘烤后，由于B相器身處于中間，空氣流動最慢，A相處于器身裝配間大門處，空氣流動最快，C相在器身裝配間內壁處，空氣流動較慢，短時間內，測試時器身內三相繞組實際溫度不一致導致的呢？。其中進灶時B相溫度最高電阻測量值變化最大，A相溫度最小電阻測量值變化最小(最接近環境溫度)。

為進一步分析三相繞組是否因進灶時實際溫度不一樣導致直流電阻測試值變化規律不一樣引起直流電阻平衡率增大，于是對器身進行煤油氣相干燥處理真空注油后，靜置72小時成品試驗進行直流電阻值測試值(保證三相溫度絕對一樣的狀態)和進灶時直流電阻值比較分析如表5 (分析繞組溫度不一樣直流電阻值不一樣)。

從以上數據分析：SFZ11-63000/110變壓器產品成品試驗時(三相溫度一樣)，三相直流電阻不平衡率各分接檔位都明顯降低，都小于1.5%。其中9檔(無分接引線)從1.58%降低到1.37% (降低了0.21%)，最大分接1擋也從1.53%降低到1.34% (降低了0.19%)。這樣的變化規律與前面分析三相進灶時繞組實際溫度不一樣，會影響其測試的直流電阻值變化不一樣，進而影響三相直流電阻不平衡率增大的原因是基本吻合的。如圖5所示，進灶時和成品試驗時各分接與ABC繞組電阻值變化趨勢曲線進行對比分析看，A2-O與A1-O各分接變化是最大的。

3.3.3. 進一步以9檔測試結果進行對比分析

因9擋時測試直流電阻值最接近繞組本身直流電阻值，把9檔各時段測試的直流電阻值進行比較分析，如表6所示。

以上數據差異分析：套裝前和進灶時單個繞組差異A相0.0033、B1相0.0045、C1相0.0040；成品時和進灶時繞組差異A相0.0015、B1相0.0008、C1相0.0008其中都是A相增加最大(成品測試時，電阻值A與B1C1比較差異達到(0.0015 ? 0.0008)/0.0008 = 87.5%)。分析認為器身真空干燥后成品試驗測試直流電阻時，三相器身繞組溫度一樣(都高于進灶時環境溫度)。而進灶時A相溫度最低電阻測量值最小，在成品試驗時測試值增量就越大，而進灶時B1C1相溫度相對高電阻測量值偏大，在成品時測試值增量反而偏

小，這與上面的分析基本吻合。說明繞組測試時各繞組的實際溫度也是影響直流電阻值一個重要因素。

4. 結論

變壓器繞組直流電阻不平衡率除受制作缺陷(如壓接焊接不好，導體連接緊固不好等)、組部件本身電