中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变压器容量测量仪（中试大厂）

ZSRS-8000变压器容量空负载损耗测试仪

用于变压器容量、空载、负载等特性参数测量的高精密仪器
参考标准：DL/T 1256-2013

变压器容量空负载损耗测试仪：变压器容量及空载负载测试仪针对这种问题专门开发、研制的专门用于变压器容量、损耗参数测量的高精度仪器。它自带高效能充电电池，不用外接电源即可工作，充电一次可连续测量500台次；

同时，内部数字合成三相标准正弦波信号（绝非简单的逆变交流输出，保证了非额定条件下各测试项目测试数据的准确性），经功率放大器可提供三相精密交流测试源；

在测量变压器容量和变压器的短路损耗时不需要外接三相测试电源及调压器、升流等辅助设备，简化了接线，大大提高了工作效率。

参数设置屏
可见最下一行为提示行，提示行提示‘按【确定】输入，【退出】返回主菜单’如图所示，此时上下按键可将手形指针指向其他选项，共九行代表九种参数，包括：PT变比、CT变比、高额电压、低额电压、电流档位、当前温度、校正温度、设置日期、设置时间、设定容量、接线方式，光标指向哪一项，可对哪项进行改变，图八中选中项为PT变比，按确定键能修改PT变比的数值。
各项参数的具体说明如下：
? 电流档位：电流量程的选择，包括5A和100A两档。
? PT变比：当被测电压超过本仪器的电压测量范围时，需要外接电压、电流互感器扩展量程进行电压、电流的测试。此时需要根据外接电压互感器的变比值进行此参数的设置。例如：采用10kV/400V时，应将电压变比设置为25。
? CT变比：当被测电压或电流超过本仪器的测量范围时，需要外接电压、电流互感器扩展量程进行电压、电流的测试。此时需要根据外接电流互感器的变比值进行此参数的设置。例如：采用100A/10A的电流互感器时，应将电流变比设置为10。
? 高额定电压：被测变压器的高压侧额定电压，单位kV；
? 低额定电压：被测变压器的低压侧额定电压，单位kV；
? 高压直阻：被测变压器的高压侧绕组的直阻值，取3个线电阻平均值；
? 低压直阻：被测变压器的低压侧绕组的直阻值，取3个线电阻平均值；
? 当前温度：当前温度：输入当前的被测变压器的本体温度；
? 校正温度：用于对测试结果做温度校正，国标要求变压器的短路损耗应在温度为75℃（针对油浸式变压器，干变根据不同要求分别为100℃、120℃、145℃）时进行，所以额定条件的数据都是在75℃时的标准数值，必须将测试结果校正到75℃时因此当前温度的准确直接影响容量的判断结果。
? 设置日期：用来对日期进行设置，调整当前显示的年、月、日。
? 设置时间：用来对时间进行设置，调整当前显示的时、分、秒。
? 设定容量：被测变压器的额定容量值，单位kVA；
? 接线方式：指被测变压器的内部接线方式（即联结组别），包括Y/Yn0，D/Yn11,Y/Zn11几种方式；

技术指标
1、 输入特性
有源部分：
电压测量范围：0~10V
电流测量范围：0~10A
无源部分：
电压测量范围：0~750V 宽量限。
电流测量范围：0~5A~100A内部双量程。
2、 准确度
电压：±0.1%
电流：±0.1%
功率：±0.1%（CosΦ>0.2），±0.3%（0.02<CosΦ<0.2）
3、 工作温度：－10℃~ +40℃
4、 充电电源：交流160V~260V
5、 绝缘：⑴、电压、电流输入端对机壳的绝缘电阻≥100M?。
         ⑵、工作电源输入端对外壳之间承受工频2kV（有效值），历时1分钟实验。
6、 主机体积：32cm×24cm×13cm
7、 重量：3kg
主菜单界面
主菜单共有十个可选项，分别为：容量测试、参数设置、有源负载、单相空载、三相空载、单相短路、三相短路、结果查询、电气参数、谐波分析。当光标指向哪一个功能选项时，哪个选项就变为反色显示，可见图四界面中选中项为‘容量测试’功能，按上下左右键可改变光标指向的选项。此时，按‘ ’确定键进入选中的功能显示屏。最下端为提示行，显示当前的日期时间、内部电池的电压幅值和剩余电量百分比，从而可以及时掌握仪器的电池电量情况，了解仪器是否要充电避免没有及时充电而在现场无法正常工作的情况。
各功能选项的用途分别为：
? 容量测试：用来测量变压器的容量值。
? 参数设置：用来对变压器空负载试验的必要的参数进行设置。
? 有源负载：用仪器内部电源来进行变压器的短路试验，不需要外接其他辅助设备。
? 单相空载：使用单相电源进行三相变压器的空载试验；在现场三相电源一般不容易满足要求，我公司独创了一种单相电源对三相变压器进行空载试验的方法。针对Y/Yn0的配电变压器，只需要单相市电（交流220V）即可进行空载试验。
? 三相空载：使用外接的三相电源进行变压器的空载试验。
? 单相短路：使用外接的电源进行单相变压器的短路试验。
? 三相短路：使用外接的三相电源进行变压器的短路试验。
? 结果查询：查看已保存的测试结果记录。同时可将仪器内部保存的测试记录上传到后台管理计算机，方便用户进行测试结果的管理。
? 电气参数：用来进行各种电参量的测量，包括：波形显示、矢量分析、实时数据。
? 谐波分析：用来检测试验电源的谐波含量。

可自动进行波形畸变校正，温度校正（提供简单的温度校正和附加损耗分别校正两种方式），电压校正（非额定电压下的空载试验），电流校正（非额定电流条件下的短路试验），非常适合没有做稍大容量变压器短路试验条件的单位

一种设备相当于四种设备：变压器容量及空载负载测试仪+变压器损耗参数测试仪+谐波分析仪+示波器。

串联变频谐振成套装置是为了满足大容量的被试品要求而研发的设备，为了耐压试验能顺利准确地进行，更为了提高产品性价比，针对不同被试品，串联变频谐振成套装置的组件是不同的。所以，请务必准确选型，变频串联谐振耐压试验装置采用了调节电源的频率的方式使得电抗器与被试电容器实现谐振，在被试品上获得高电压大电流，是当前高电压试验的一种新的方法和潮流，在国内外已经得到广泛的应用，串联变频谐振成套装置还采用先进的设计思想、高品质的IGBT及驱动回路使输出波形失真度小，频率输出稳定性好，变频串联谐振耐压试验装置具有良好的IGBT、过电流、过电压（保护值可根据需要人为整定）以及放电保护功能，可保护设备及人身的安全；当试品放电或击穿时，由于谐振条件被破坏，短路电流小，只有试品试验电流的1/Q，变频串联谐振耐压试验装置避免了因击穿对试品造成的损坏。

在高层建筑电气设计中，如何合理确定配电变压器的容量，是十分重要的。对于用户来说，既希望变压器的容量不要选得过大，以免增加初投资；又希望变压器的运行效率高，电能损耗小，以节约运行费用。这是一对矛盾的两个对立面。
本文通过对变压器相对年有功电能损耗率随相对节能负荷率变化的函数关系从中找出主要矛盾及矛盾的主要方面，从而得出一种电能损耗既不高且又节省初投资的配电变压器容量的计算方法。
一、按变压器的效率最高时的负荷率βM来计算容量
    当建筑物的计算负荷确定后，配电变压器的总装机容量为：
S＝Pjs/βb×cosφ2(KVA)    (1)
式中Pjs——建筑物的有功计算负荷KW；
cosφ2——补偿后的平均功率因数，不小于0.9；
βb——变压器的负荷率。
    因此，变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率βb。我们知道，当变压器的负荷率为：
βb＝βM＝Po/PKH    (2) 时效率最高
式中Po——变压器的空载损耗；
PKH——变压器的短路损耗。
    然而高层建筑中设备用房多设于地下层，为满足消防的要求，配电变压器一般选用干式或环氧树脂浇注变压器，表一为国产SGL型电力变压器最佳负荷率。
表  国产SGL型电力变压器最佳负荷率βm
容量(千伏安) 500 630 800 1000 1250 1600  
空载损耗(瓦) 1850 2100 2400 2800 3350 3950  
负载损耗(瓦) 4850 5650 7500 9200 11000 13300  
损失比α22.62 2.69 3.13 3.20 3.28 3.37 
最佳负荷率βm% 61.8 61.0 56.6 55.2 55.2 54.5 
    由表可见，如果以βm来计算变压器容量，必将造成容量过大，使用户初投资大量增加，另外Pjs是30分钟平均最大负荷P30的统计值，而民用建筑的用电一般在深夜至次日清晨是处于轻载的，且一天运行过程中负荷也时有变化大部分时间实际负荷均小于计算负荷Pjs，如果按βm计算变压器容量则不可能使变压器运行在最高效率βm上，这样不仅不能节约电能且运行在低β值上，则消耗更多的电能，因此按变压器的最佳负荷率βm来计算变压器的容量是不合理的。
二、按变压器的年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj计算容量
    由于实际负荷总在变化，无法精确计算出变压器的电能损耗。然而对于某类电力用户，它的最大负荷利用小时数，最大负荷损耗小时数可依据同类用户统计数据来近似计算。
变压器的年有功电能损耗可按下式估算
△Wb＝PoTb+PKH(Sjs/S2e)² τ＝PoTb+PKHβ² τ    (3)
式中 β——计算负荷率，等于变压器的计算视在容量Sjs与额定容量Seb之比
Tb——变压器年投运时间
τ——年最大负荷损耗时间，可由年最大负荷利用时数T m查出如图一。 
图一   Tm-τ关系曲线
用户电力负荷消耗的年有功能为：
W＝βSebcosφTm     (4)
则变压器的年有功电能消耗率为：
△W%＝ △Wb/W＝（PoTb+PKHβ² τ）/βS2ecosφTＭ    (5)
令 d△W%dβ ＝0
求出变压器年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj；
βj＝PoTo/PKHτ＝βMToτ    (6)
即配电变压器按照节能负荷率βj计算容量时，其年有功电能损耗率最小。
    由式(6)可见，变压器的节能负荷率与年最大负荷损耗时间有关，τ越低βj越高。然而由于Tm值及Tm值所对应的τ值，对于高层民用建筑还没有这方面的统计资料，只能参考工业企业的类似资料。Tb按7500h，而根据高层民用建筑的不同功能，τ值在2300-4500范围内选取，因此T0/τ大于1，则βj必大于βM，且βj=(1.3-1.8)βM。从表(1)
    干式变压器的最佳负荷率βM值，可求出节能负荷率βj。对于高层写字楼，由于五天工作制，且晚上下班后的其余时间均处于轻载，其电力负荷的运行特点，相当于工业企业的单班制生产，变压器的节能负荷率βj=0.85-0.98；对于高层宾馆及高层建筑中以商业为主的大厦，其相当于工业企业的两班制生产，变压器的节能负荷率βj=0.71-0.85。由此可见，按节能负荷率计算变压器的容量，要小于按最佳负荷率所计算的变压器的容量，这样不但年电能损耗小且一次性投资省，是一种可行的方法，然而对相当于两班制生产的电力负荷运行特点的高层建筑，其节能负荷率还不算太高，另本文均针对使用干式变压器而讨论，如果使用S7型节能变压器(某些变电所设于首层或附属楼)，其损失比PKH/P0约为6.25，βM约为0.4左右，则节能负荷率在0.52-0.63之间，从这些可以看出还是有潜力的。
三、按变压器的经济负荷率计算容量
    上节分析可知按年有功电能损耗率最小时的节能负荷率βj计算变压器的容量有利于节省初投资。然而相当于二班制运行特点的高层建筑中的配电变压器，按βj计算出的容量还是偏大，必将增加用户的一次性投资。如何能做到既能节省一次性投资，又能使电能损耗小，或者说能否做到初投资省和电耗小这对矛盾在变压器运行在负荷率的某一区域内获得相对统一，下面我们对变压器的年有功电能损耗率公式作进一步的分析。
    对同一变压器，在某一负荷率β运行情况下的年有功电能损耗率如式(5)，而在节能负荷率下的年有功电能损耗率为：
△Wj%＝PoTb+PKHβ2jτβjS2ecosφTm     (7)
用(5)式的两边除以(7)式的两边，并用(6)式代入，整理后得：

△W%△Wj%＝12βj+βjβ    (8)

 

上式为变压器运行在某一负荷率β时的年有功电能损耗率相对于运行在节能负荷率βj时的年有功电能损耗率随相对节能负荷率变化的函数关系。该式中当β＝βj时，△W%/△Wj%＝1，当β＞βj或β＜βj时，△W%/△Wj%均大于1。我们用表格法列出相对节能负荷率为1.0—2.3时(我们只关心1.0以上部分)的相年有功电能损耗率的变化情况，表2相对年有功电能损耗率随相对节能负荷率变化表。由表可见，随着β/βj等额增加，△W%/△Wj%的增加值及其增加的速率在不同的区域也差异甚大。