中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变压器正常绕组变形综合测试仪

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪

双通道16位AD采样,8寸彩色触摸屏，亮度可调,USB2.0接口,支持数据上传和联机测试
先进的DDS扫频技术
参考标准：DL/T 911-2016

变压器绕组变形测试仪：变压器设计制造完成后，其内部结构和各项参数基本保持不变，因此每个线圈的频域响应也随之确定，正常绕组的变压器，其三相频域响应曲线耦合程度基本一致；
当变压器在试验过程中出现匝间、相间短路，在运行中出现短路或其他故障因电磁拉力造成线圈移位，在运输过程中发送碰撞造成线圈相对移位，这些因素都会使变压器分布参数发生变化，其频域响应也发生变化，根据频域响应曲线即可判断变压器的变形程度；

1.变压器设计制造完成后，其内部结构和各项参数基本保持不变，因此每个线圈的频域响应也随之确定，正常绕组的变压器，其三相频域响应曲线耦合程度基本一致；
2.当变压器在试验过程中出现匝间、相间短路，在运行中出现短路或其他故障因电磁拉力造成线圈移位，在运输过程中发送碰撞造成线圈相对移位，这些因素都会使变压器分布参数发生变化，其频域响应也发生变化，根据频域响应曲线即可判断变压器的变形程度；
3.基于以上思想和先进的测量技术，本设计了变压器绕组变形测试仪，该仪器能准确绘制各相频域响应曲线，通过测量曲线的横向、纵向对比，可以准确的判断变压器的变形程度。
4.本仪器符合DL/T911 2004《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》标准。
ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪技术指标
1. 设置6种不同的扫描方式：
线性 1K-1000kHz_1.0步进1kHz    1000点
线性 1K-1000kHz_0.5步进0.5kHz   2000点
线性 1K-2000kHz_1.0步进1kHz    2000点
线性 1K-2000kHz_0.5步进0.5kHz   4000点
分段100HZ - 1000kHz             1440点
分段100HZ - 2000kHz            2440点
2. 测量范围：(-100dB） - （+20dB）
3. 测量精度：0.1dB；
4. 扫描频率精度：0.01%；
5. 信号输入阻抗：1MΩ；
6. 信号输出阻抗：50Ω；
7. 同相测试重复率：99.9%；

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪上位机软件
1. 光盘中有以下目录： 应用程序、USB Drive 
2. 本软件运行环境：32位 window XP  或  32位 window 7 系统。
3. 应用程序的安装： 打开应用程序文件夹，双击setup.exe, 若用户PC机没有安装.NET 程序运行环境，该安装软件首先安装.NET环境，然后再安装本软件。
4. 首次将设备与电脑连接，需要在PC机上安装硬件驱动，对应光盘USB Drive目录，安装驱动步骤见附件III。
5. 下载数据：连接USB线，使仪器设备处于上传数据状态，单击本软件【连接设备】，设备连接成功后单击【下载数据】即可，数据自动命名、自动保存, 文件命名规则为：测试频段_接线套管_测试日期.xls。
6. 联机测试：每次测试前用户必须新建文件以保存测试数据，测试完成，数据自动保存，打开目录即可查看。
7. 本软件可以同时显示两组数据曲线，便于数据的横向、纵向对比分析，两组曲线的测试频段和接线套管必须一致才能同时打开。
8. 数据分析：用户可自行设置分析频段，然后单击【分析】即可。
9. 用户可以选择性的“导出word文档”和“打印曲线”的显示曲线、曲线信息、分析结果。
10. 曲线水平缩放：“Shift“ + 鼠标滚动，曲线纵向缩放：“Alt”+ 鼠标滚动，按住鼠标左键上下移动。
11. 双击复选框后面的分贝值改变曲线显示颜色。
12. 拖动“跟踪滑块”或单击两边按钮或单击“跟踪滑块”后滚动鼠标查看不同频率下的分贝值。
13. 【清除数据】只是清除当前数据的显示，并没有删除文件，若用户需要删除文件，进入目录删除即可。
14. 用户不要更改.xls文件的内容,否则将导致软件无法识别而产生错误。

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪采用先进的DDS扫频技术;

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪采用双电源供电:市电AC220V士10%，内电源6V5AH蓄电池;

变压器是交流输电系统中用于电压变换的重要电气设备，是一种依据电磁感应原理制造而

成的静止元件。当合上断路器给变压器充电时，有时候，能够观察到变压器电流表的指针

有很大摆动，随后，很快又返回到正常的空载电流值，这个冲击电流通常就被称为励磁涌

流。

变压器励磁涌流有以下几个特点：第一，波形呈现尖顶形状，表明其中含有相当成分的非

周期分量和高次谐波分量，其中高次谐波以二次和三次为主，并且，随着时间推移，某一

相二次谐波含量可能超过基波分量的一半以上。第二，励磁涌流幅值与变压器空载投入的

电压初相角直接相关。对于单相变压器来说，当电压过零点投入时，励磁涌流幅值最大。

由于三相变压器各相间有120°相位差，所以涌流也不尽相同。第三，在最初几个波形中，

涌流将出现间断角。第四，涌流衰减的时间常数与变压器阻抗、容量和铁心材料等都相关

。

2 励磁涌流产生原因

变压器励磁涌流是由变压器铁心饱和引起的。在铁心不饱和时，铁心磁化曲线的斜率很大

，励磁电流近似为零；一旦铁心出现饱和，磁化曲线斜率变小，电流随着磁通线性增长，

最终演变为励磁涌流。

计及成本和工艺，现代常用的电力变压器饱和磁通一般设为1.15～1.4，而变压器运行电压

一般不应超过额定电压的10%。因此，变压器稳态正常运行时，磁通不会超过饱和磁通，铁

心也不会饱和。但在暂态过程中，如变压器空载合闸时，由于剩磁的作用，运行磁通就有

可能大于饱和磁通，从而造成变压器饱和。例如，最严重的是电压过零时刻，合闸，假若

此时铁心的剩磁，非周期磁通为经过半个周期后，磁通达到，将远大于饱和磁通，造成变

压器严重饱和。

3 控制技术

对于现场中常用的三相电力变压器，防止变压器励磁涌流引起差动保护的措施主要有以下

几类。

3.1 采用速饱和中间变流器

差动保护按照躲开最大不平衡电流进行整定时，带速饱和原理的差动保护能够减少非周期

分量造成的保护误动，如BCH-2型就是一种增强型速饱和中间变流器的差动保护。这种差动

保护的核心部分是带短路线圈的饱和中间变流器和差动电流继电器。短路线圈的存在使得

在具有非周期分量电流时继电器的动作电流大为增加，从而提高了躲避励磁涌流和外部短

路时暂态不平衡电流的性能。采用BCH-2型差动保护要注意短路线圈匝数的确定匝数愈多躲

避涌流的性能愈好，但内部短路时继电器的动作延时就长。对中小型变压器，由于励磁涌

流倍数大，内部故障时非周期分量衰减快，对保护动作要求又较低，一般选较大的匝数，

而对大型变压器，内部涌流倍数小，非周期分量衰减慢，又要求保护动作快，则应选较小

的匝数。最后选用的抽头是否合适，应经变压器空投试验来确定。同时，灵敏度检验应按

内部短路时最小短路电流来进行。如不满足要求，则应选带制动特性的差动保护。与BCH-2

型原理相同的还有DCD-2型差动继电器构成的差动保护。

总的来说，带速饱和原理的纵差保护由于动作电流大，灵敏度低，并且在变压器内部故障

时，会由于非周期分量的存在而延迟动作，已逐步被淘汰。

3.2 二次谐波制动

依照励磁涌流中含有二次谐波的特点，设计了二次谐波制动的方法，一旦保护检测到差流

中含有的二次谐波大于保护整定值，就闭锁保护继电器，防止励磁涌流引起保护动作。和

分别为差流中的基波和二次谐波分量的幅值，为二次谐波制动比。现场应用时，根据运行

经验和空载合闸试验，一般按照躲过各种励磁涌流下，最小的二次谐波含量整定。一般而

言，二次谐波制动比可设为（15%，20%）。

二次谐波制动的差动保护原理简单，调试简便，灵敏度高，在当前变压器纵差保护中应用

广泛。但是，在安装有静止无功补偿装置等电容分量比较大的系统，故障暂态电流中也有

较大的二次谐波含量，致使差动保护动作速度受到影响。若空载合闸前变压器已经存在故

障，合闸后故障相为故障电流，非故障相为励磁涌流，采用三相或门制动的方案时，差动

保护必将被闭锁。由于励磁涌流衰减很慢，保护的动作时间可能会长达数百毫秒。这也是

二次谐波制动方法的主要缺点。

3.3 间断角鉴别的方法

前面提到，在最初几个波形中，涌流将出现间断角。而变压器内部故障时流入差动继电器

的稳态差电流是正弦波，不会出现间断角。间断角鉴别的方法就是利用这个特征鉴别励磁

涌流和故障电流，即通过检测差电流波形是否存在间断角，当间断角大于整定值时将差动

保护闭锁。间断角制动的保护整定值一般设为65°。对于Y/d接线方式的三相变压器，非对

称涌流的间断角比较大，间断角闭锁元件能够可靠的动作，并且裕量充足；而对称性涌流

的间断角会小于65°。进一步减小整定值并不是好的方法，因为整定值太小会影响内部故

障时的灵敏度和动作速度。由于对称性涌流的波宽等于120°，而故障电流（正弦波）的波

宽为180°，因此在间断角判据的基础上再增加一个反应波宽的辅助判据，在波宽大于140

°（有20°的裕量）时也将差动保护闭锁。间断角原理由于采用按相闭锁的方法，在变压

器合闸于内部故障时，能够快速动作。这一点是比二次谐波制动（三相或门制动）方法优

越的地方。对于大型变压器，可以同时采用两种原理的纵差动保护，能够起到优势互补，

加快内部故障的动作速度。