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庆阳变压器容量特性测试仪第五章 工作原理及使用方法以下将分为二部分来介绍：有源变压器容量、负载损耗测量部分和无源变压器损耗测量部分。5.1 有源变压器容量、负载损耗测量部分1．基本概念有源容量试验：通过一些必要的数据来确定某个变压器的实际容量值；从而检查出被试变压器铭牌容量是否真实。2．测试方法容量测试仪配有三把测试钳（黄、绿、红），每只钳子分别引出两根测试线，一根粗线、一根细线，粗线接到仪器面板上容量测试端子对应颜色的电流端子（Ia、Ib、Ic），细线接到仪器面板上容量测试端子对应颜色的电压端子（Ua、Ub、Uc），将钳头按颜色分别夹在被试变压器的高压侧各相接线柱上，变压器的低压侧要用专用短接线良好短接。图5-1 容量测试接线图接好线后，按下列操作步骤进行设置：?设定当前温度，通过外部按键F2移动光标到‘当前温度’选项，用外部按键F3、F4调节温度数值，要求尽量准确，以温度计的示值为准。?设置高压侧额定电压，通过外部按键F2移动光标到‘额定高压’选项，用外部按键F3、F4调节额定高压档，例如被测变压器是10KV/400V的配变，则将本项设置为10KV?设置分接档位，通过外部按键F2移动光标到‘分接档位’选项，用外部按键F3、F4调节该选项，通常将分接打到2分接位置，如遇被测变压器分接在其他位置，则将该选项设置到正确位置。?设置阻抗电压，通过外部按键F2移动光标到‘阻抗电压’选项，用外部按键F3、F4调节该选项，使之与铭牌所标注的数值相同。?设置联结组别，通过外部按键F2移动光标到‘联结组别’选项，用外部按键F3、F4调节该选项，使之与铭牌所标注的联结组别相同。?开始测试，进入到‘容量测试’子菜单，点击‘开始测试’选项，或者按‘确定’键即可开始测试。?测试完毕，选择‘F1’键可将结果保存到内部存储器中，如不需保存，则不选此项。按‘F2’可将测试结果打印出来。有源负载试验的接线方法与容量测试完全相同，操作也同样简单，值得注意的是，有源负载试验的参数设置是参数设置界面中 ‘特性参数设置’，一定要正确设置。

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庆阳变压器容量特性测试仪功能特点?采用ARM＋FPGA＋ADC模式，并配以RT-Thread实时操作系统，仪器系统更稳健，测量精度更高。?7寸彩色高亮液晶，触摸屏，Win8风格界面，中文输入，全中文菜单。?具有完善电子帮助，各项操作均有接线图和文字描述，操作直观简单。?内置大容量存储器，USB口通讯，现场测试数据均可保存，根据客户需要可以将数据上传到PC机。?具有程序远程升级功能，根据客户要求可以远程升级仪器程序。?在各测试界面下均可以观察实时电压通道、电流通道的情况。?可以提供各变压器特性测试时电压、电流通道的谐波情况，并用柱状图显示。?通过单一界面实时显示测试电路的电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、视在功率，并可以绘制向量图，以便于判断现场接线情况。?标配特制现场低压短接线，无需螺丝和扳手，可牢固短接被测变压器接线柱，方便现场测试。?可现场测量多种配变、电变变压器容量，无需另配电源，检测更方便、更快捷?结合外配电源以及调压、升压、升流等设备，可测量各种变压器的空载电流、空载损耗、阻抗电压、负载损耗等变压器特性数据?所有测试结果均自动进行了相关校正。您只需输入相关参数（如温度、空载校正系数等），仪器即可自动进行诸如：波形畸形校正、温度校正、非额定电压校正、非额定电流校正等多种校正，使测试结果准确度更高?变压器特性测量中，电压量程可达750V，电流量程达100A，且内部配有保护电路。测量时不用切换档位既可保证测量精度，更不用担心因档位选错而烧坏仪器?变压器特性测试时，电压、电流量程均可以非常灵活、简便的进行扩展，只需简单的通过外接电压互感器、电流互感器即可，大大加宽了仪器的测试范围?根据测试结果中的空载、负载损耗，可自动推定三相油浸式配变、电变变压器的性能水平，供工作人员现场参考。?直阻测试提供6档输出电流选择，可以输出10A电流。?参数设置更加完善，可以设置变压器的测试绕阻、分接位置、测试相别、试品温度、折算温度值等。?具有音响放电报警，减少误操作。

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庆阳变压器容量特性测试仪当前温度：容量测试时需要进行温度校正，所以，需要在此输入当前温度。一般输入的值为被试变压器阴面的温度值再增加10℃。可以直接通过数字键输入温度值。分接档位：被试变压器的分接开关的位置。配变通常都有三(或五)个分接档位，其中2档（3档）为标准分接。进行容量测量时，请保持被试变压器的分接开关位置与该项设置值相同。如被试变压器分接档位不是三(或五)个分接档位的情况，请将该项设定为额定分接档，同时变压器的分接开关接至标准分接档位，方可进行容量测试。标称容量：作为测量结果的参照，此处请输入所测变压器的标称容量。以便于测得的容量形成对照。本项通过数字键直接输入即可。图三 容量测试设置界面变压器编号：共6位数的变压器编号。主要是为了便于变压器的管理、查阅。该项值通过数字键输入。变压器用户：此项为拼音中文输入，可以多输入7个中文汉字，进入该项输入后，仪器自动调出中文拼音输入法，先选拼音，“确定”拼音后，再选择汉字。本项主要是将被测变压器的用户录入，方便档案管理。测试员：此项为拼音中文输入，可以多输入7个中文汉字，进入该项输入后，仪器自动调出中文拼音输入法，先选拼音，“确定”拼音后，再选择汉字。本项内容是为了方便测试档案的存档、查阅。以上各项均设定完毕，并正确接线后（参照后面详细说明），单击“确定”键既可进行容量测试。

庆阳变压器容量特性测试仪 功能特点（1）可准确判断10KV、35KV及光伏干式变压器的材质。（2）可以盲测10KV变压器的容量及35KV、110KV、220KV的变压器容量，支持直接测试出变压器实际容量盲测与铭牌容量一致性对比。（3）集成变压器材质测试、容量测试、特性测试、直阻测试、变比测试；可测量各种类型变压器的空载损耗、空载电压、空载电流、负载损耗、阻抗电压、短路电压、各种温标下的校正损耗等。（4）可自动进行波形畸变校正，温度校正，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），操作人员只需根据变压器类型输入校正指数，仪器即可自动计算出校正后的结果，非常适合没有做稍大容量变压器短路试验条件的单位。（5）允许外接电压互感器和电流互感器进行扩展量程测量，可测量任意参数的被试品。（6）根据《变压器能效计划（2021-2023年）》涵盖所有涉及GB20052-2020《电力变压器能效限定值及能效等级》相关标准。（7）测试仪采用知名厂家生产的7.0英寸，800＊480图形点阵的高亮度、宽温、宽视角、阳光下清晰可视的全触摸型工业级彩色液晶屏。（8）电池剩余电量百分数指示功能，绝非简单的亏电报警。（9）导电硅胶触摸按键使操作更简便，按键寿命更长。（10）测试结果存储功能，可存储500组以上容量测试数据。（11）用户可随时将测试的数据通过微型打印机将结果打印出来。（12）集成了中小型变压器和电压互感器的直流电阻测量，采用全新电源技术，电流档位多，测量范围宽，可根据负载自动选择电流。（13）集成智能电子尺可自动采集数据并在仪器中显示，温度自动采集。（14）内置接线图及电子说明书。（15）全汉字菜单及图形操作提示实现友好的人机对话，操作简便；触摸屏与硅胶按键双功能操作，适应性更广。

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庆阳变压器容量特性测试仪线圈材质对变压器外观体积的影响经分析推导，变压器的空载损耗、空载电流、负载损耗、短路阻抗可通过公式（1）计算。 公式(1)其中，C1，C2，C3，C4为常数，P0为空载损耗，I0为空载电流，Pk为负载损耗，Ukx(％)为短路阻抗，ρ为线圈电阻率，N为线圈匝数，S1为铁芯柱横截面积，S2为线圈导线横截面积，h为铁芯柱高度，l为铁轭长度。根据公式(1)可知，空载损耗P0与空载电流I0之比为常数，可以看出空载损耗与空载电流之比为一个常数，说明空载电流与空载损耗正相关。如果空载损耗满足国标要求，空载电流也将基本满足国标。另外设计中h和l一般存在着线性关系，通常采用4l＝3h，故由公式(1)可知，空载损耗P0与短路阻抗Ukx(％)乘积也近似为常数，说明，说明短路阻抗与空载损耗负相关。空载损耗变大，短路阻抗将变小；空载损耗变小，短路阻抗将变大。因此，对于铝线圈变压器要使四个性能参数同时保持不变，只需要保证其负载损耗和空载损耗同时满足即可。由公式(1)可得到公式( 公式(2)铝的电阻率3.5710-8Ω·m，铜的电阻率2.13510-8Ω·m，绕组材质由铜换成铝，绕组电阻率由增大0.598倍，由公式(2)可知，为了保持负载损耗和空载损耗参数满足规定，通常通过增大绕组导线横截面积的方法来实现，这样导致铁芯的窗宽、窗高将变大，使变压器整体体积的变大。干式变压器材质分析仪通过测量变压器直流电阻并结合变压器特性参数实验数据综合判断干式变压器的容量，综合变压器变比数据、变压器的本体外观数据等数据并引入概率分析法，进行大量的数据分析综合计算出变压器高低压线圈的“铜铝因子”，准确判断出变压器线圈的材质。相同容量变压器当线圈采用以铝代铜时，体积会增大，一些厂家利用变压器传统的容量检测法的不足，减小变压器容量，来掩盖材质变化带来的体积变化。线圈铜或铝材质的不同，导致变压器容量、体积、质量、匝比、导线截面积、直流电阻、电阻温升曲线等参数均有所变化 ，这些参数之间又相互影响。干式变压器材质分析仪将变压器容量、外观参数（变压器包高、包厚）、直阻、匝比作为变压器材质检验的重要影响影响因素，将这些数据与标准数据库进行对比，确定各参数对变压器线圈材质影响的概率分布模型，通过大量实验确定影响因子的大小；建立变压器绕组材质分析的总概率函数 ……………………….公式（3）式中：f(s)，f(v)，f(m)，f(n)分别为变压器容量、直阻、匝比、外观参数（包高、包厚）的影响概率函数，p1，p2，p3，p4为概率函数的权重，且均小于1大于0，p1＋p2＋p3＋p4＝1。建立变压器线圈材质“铜铝因子”函数f(z) 结合公式（3）的结果进一步综合分析，并计算出线圈材质“铜铝因子”值（K），通过大量现场试验和数据的综合分析，确定了“铜铝因子”判断的临界值（K0 ），判断出线圈的材质的判据为式（4）。 K≥K0 （K0 ＝3） ………………………………公式（4） 当变压器高低压线圈的铜铝因子计算值满足（4）式时，线圈材质为铜；当不满足此式时线圈材质为铝。变压器线包设计中包括高低压匝数和高低压导线线径(截面积)，导电材质不同，其匝数和截面积要求也不同；变压器绝缘包括内外绝缘和线包绝缘。通过测量线包的外部尺寸，可以得到整个线包的截面积：导体截面积＊匝数＋绝缘层截面积＋缠绕材料截面积，即。对于特定材质而言，绝缘层厚度是必须保证相对稳定，偏差必须在合理范围内，并且要求工艺科学。因此厂家在生产变压器过程中，不会随意加厚绝缘层厚度，否则很容易会导致散热不良、应力增大进而发生开裂和绝缘层击穿等问题，容易酿成爆炸等事故。因此，变压器的外绝缘，都会按照绝缘要求设计在科学范围之内。设备研发过程中，对变压器绕组设计和制作过程进行了深入调研，积累了大量数据，进行了矩阵多元化统计分析，在此基础上基于多种特性变量建立了科学的数学模型，得到了铜铝因子。实践表明，操作简单，判断快捷准确。

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庆阳变压器容量特性测试仪变压器用户：此项为拼音中文输入，可以多输入7个中文汉字，进入该项输入后，仪器自动调出中文拼音输入法，先选拼音，“确定”拼音后，再选择汉字。本项主要是将被测变压器的用户录入，方便档案管理。测试员：此项为拼音中文输入，可以多输入7个中文汉字，进入该项输入后，仪器自动调出中文拼音输入法，先选拼音，“确定”拼音后，再选择汉字。本项内容是为了方便测试档案的存档、查阅。当您输入正确数据后，即可单击“确定”键进入”空载测试方式选择”界面(如图七)。单击“退出”键，即可退出该界面。根据实际需要，选择对应的测试方式即可。具体接线方法参见后面的具体说明。图七 空载测试方式选择界面4.1.2三瓦特法空载测试三瓦特法空载测试，是指采用三相四线的模式将电源、本仪器、待测试变压器连接起来进行的空载测试。其测试过程中反映的中间数据，可以作为变压器各相铁芯、绕组的参考数据。图八-1 三瓦特法空载测试中 图八-2 三瓦特法空载测试结果三瓦特法空载测试如图八-1、图八-2。将显示a、b、c三相的电压(Ua、Ub、Uc)、电流(Ia、Ib、Ic)、有功损耗(Pa、Pb、Pc)、Uab、Ubc、Uca等参数。测试结果项有：校正后的空载电流(校Io)、空载损耗(校Po)和根据空载损耗推定的变压器性能水平代号以及其国标损耗。同样，单击“打印”键，即可打印相关数据。单击“保存”即可保存相关数据。做三相空载试验时，当输入的电压达到被测变压器的额定电压时，本仪器将自动锁存测试结果。一旦测试结果锁存，就可以将测试电源停掉。输入电压未达到被测变压器的额定电压时，可以通过单击“锁存”键，实现测试数据的锁存。

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庆阳变压器容量特性测试仪我国电力系统实行两部制电价：除了收取计量装置所计量的费用外，还要根据变压器容量收取基本电费；对于较大用户在投运变压器时还要一次性交纳增容费。随着电力行业的发展，用电量的增大，自有变压器和个人承包变压器已渐渐占据了配变中相当的份额，随之而来的就是个人为了达到少交费、多用电的目的而采取的各种弄虚作假的手段（主要是改、换变压器铭牌）；有些用户年偷电费额达数十万之多，电力部门苦于没有有效的控制手段。 有源变压器特性-容量综合测试仪是我公司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。

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庆阳变压器容量特性测试仪图十九 单相短路结果图4.4.4三相短路a) 为确保仪器测量数据的准确度，施加于测试电路的电流必须大于50％额定电流。b)在参数设置界面中，正确设置测试的变压器容量，额定高压、额定低压，按铭牌所标值输入。c)按照接线图接线，做负载实验时变压器的非加压侧的三个出线端人工短连接。d)接线无误后，如使用触摸功能可以在彩色液晶上的‘开始测试’按钮区域直接点击，或使用外部按键时按‘确认’按键，‘开始测试’按钮转换成‘测试中...’按钮，施加电流电压，等待数据稳定后，人工按键结束测试。使用触摸功能时在彩色液晶上的‘测试中...’按钮区域直接点击，使用外部按键时按‘确认’按键，结束测试，测试仪自动给出测试的结果。e)测试完毕显示出当前各相的实际电压、电流、功率，校正后的短路电压百分比Uk％即阻抗电压、测试负载损耗以及校正后的负载损耗（非额定电流条件下短路试验时将测量的功率损耗和短路电压校正到额定电流条件时的数值）。

庆阳变压器容量特性测试仪两瓦特法空载测试两瓦特法空载测试，是指采用三相三线的模式将电源、本仪器、待测试变压器连接起来进行的测试。仪器只要通过采集Pab和Pcb的功率即可进行空载测试。图九-1 两瓦特法空载测试中 图九-2 两瓦特法空载测试结果两瓦特法测试如图九-1、图九-2，同时将显示ab、cb的电压(Uab、Ucb)、电流(Ia、Ic)、有功损耗(Pab、Pcb)等测得电参量。结果项有：校正后的空载电流(校Io)、空载损耗(校Po)和根据空载损耗推定的变压器性能水平代号。同样，单击“打印”键，即可打印相关数据。单击“保存”即可保存相关数据。做两元件法空载试验时，当输入的电压达到被测变压器的额定电压时，本仪器将自动锁存测试结果。一旦测试结果锁存，就可以将测试电源停掉。输入电压未达到被测变压器的额定电压时，可以通过单击“锁存”键，实现测试数据的锁存。4.1.4 单相电源空载测试该功能除了可以借助外配单相电源来测量单相变压器和三相变压器的单相空载损耗外，还可以在不用退出测量界面的前提下，依次测量三相变压器的各相空载损耗，并终计算出三相变压器的总空载损耗值。“单相电源空载测试”的显示界面分别参见图十-1、图十-2、图十-3、图十-4。当您只测量单相变压器或只测量变压器的某一相时，直接接好测试线（参见后面详细说明），直接进入“单相电源法空载测试”即可进行测试。测试结果（图十-1）主要有：当前实际测得的电压Ua、电流Ia和有功损耗Pa（均按电压、电流变比系数换算后的值）以及进行校正后的空载电流以及校正后的空载损耗（此处的校正均是指非额定电压条件下进行空载损耗测试后空载电流和空载损耗校正到额定电压条件下的标准数值。空载测试中的校正，均为此意，以下不再重复）。当需要保存A相测试结果并继续测量B相时，请按界面提示，首先单击“暂停”键，暂停测试并保存A相测试结果（图十-2），并按接线的说明，正确改变测试线的连接。再单击“继续”键，继续测量B相数据（类似图十-1）。同理，当正确测量出B相数据后，再次暂停并保存B相数据、正确接好C相测试线、再次单击“继续”键继续测试，即可测量C相数据

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庆阳变压器容量特性测试仪参数的修改操作说明：选择型参数：对于有左右箭头指向的参数为选择型参数，使用触摸功能可以在彩色液晶上的左右箭头指向区域直接点击，使用外部按键时用F2键移动光标到相应的参数位置，光标所在的位置为参数的名称呈现灰色底的状态，F3为向左翻页，F4为右翻页，正确选择所需要的参数即可，参数修改完后自动保存。输入型参数：对于没有左右箭头指向的参数为输入型参数，使用触摸功能可以在彩色液晶上的数值显示区域直接点击后自动弹出小键盘，在小键盘上正确输入，输入完毕按确认键即可完成参数的修改。使用外部按键时用F2键移动光标到相应的参数位置，光标所在的位置为参数的名称呈现灰色底的状态，此时按外部键盘上的确认键即可弹出小键盘，使用小键盘相对应的外部按键输入即可。 试品编号的外部键盘输入方法：弹出下面的键盘后，按照屏幕下方的提示操作即可。F1F2F3功能键分别代表英文字母 行第二行第三行的字母，每个字母的输入对照上面的数字输入即可，F4是回退键。例如：输入GT588，按F2键，屏幕提示"0:A 1:S 2:D 3:F 4:G 5:H 6:J 7:K 8:L 9:123"，按下G对应的字母4，按F1键，屏幕提示"0:Q 1:W 2:E 3:R 4:T 5:Y 6:U 7:I 8:O 9:P"，按下T对应的字母4，要转换成数字输入状态，按F2键，按9键，屏幕提示"0~9数字 F1:q~p F2a~l F3 z~m F4回退"，按下588，按下确认键确认输入即可。图五 英文字母键盘注意：触摸屏幕和外部键盘在修改参数的时候 单独使用同一种输入方法。

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庆阳变压器容量特性测试仪容量参数设置公共参数为做变压器的容量及特性试验时候必须设定的参数，进行容量测试时对容量测试参数部分进行正确的设置，同样，进行特性测试时对特性参数部分进行正确的设置。公共参数部分的各个参数说明：变压器类型：指变压器的不同类型。根据《变压器能效计划（2021-2023年）》涵盖所有涉及GB20052-2020《电力变压器能效限定值及能效等级》相关标准。变压器类型包含了以下，点击中间即可打开选择：?联结组别：根据变压器的内部接线方式可分为Yyn0、Dyn11和Yzn11三种情况，只有明确变压器的联结组别才可准确判断出被测变压器的型式。?额定高压：指被试变压器施压侧的额定电压值，用于区别不同电压等级的变压器；相同容量、不同电压等级变压器的短路试验参数值是不同的；要做到准确判断，就必须输入被试变压器的高压侧额定电压。?额定低压：低压侧的额定电压，单位KV；?阻抗电压：当测试非标变压器时，必须输入此项参数，才可正确测出实际容量及特性参数。阻抗电压的取值范围2.0％~20.0％。注意：当测试国标配电变压器时，阻抗电压参数框前面如果有图标，阻抗电压有效，设置的阻抗电压参与变压器容量计算，如果图标为，阻抗电压无效，设置的阻抗电压不参与变压器容量计算。?当前温度及温标：输入当前被测变压器的本体温度，用于对测试结果做温度校正。因容量判断主要依据是变压器的短路试验的数据（阻抗电压和短路损耗），根据我们所测出的实际数据，按要求校正到额定条件时的短路损耗数值，在查表得到被试变压器的实际容量；变压器短路试验（测量短路损耗）时将测试功率测试结果校正到温标（短路试验的额定条件为温标），不做此项校正时输入温标即可（校正公式为：P＝K×PK ，其中K代表电阻温度系数，其算法为K＝(235＋温标)/(235＋t)，式中t为测试时实际温度，对于阻抗电压的校正，也是根据公式用实测值进行自动校正，公式如下：式中UKT代表当前温度实测阻抗电压百分比，PKT代表当前温度下实测短路损耗，SN表示被测变压器的额定容量。测试结果是非额定电流的校正，同时国标要求变压器的短路损耗应在环境温度为“温标”设定值时进行，所以额定条件的数据都是在“温标”时的标准数值，为了准确判断容量，必须将测试结果校正，因此当前温度的准确直接影响容量的判断结果。当前温度的取值范围：-35℃~75℃。

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