变压器绕组变形综合测试仪(低电压阻抗法)专门用于测量大中型变压器阻抗特性测试的智能化仪器。**电力公司颁发的[2000] 589 号文件《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中15.2条规定:“110KV及以上电压等级变压器在出厂和投产前应做低电压短路阻抗测试或用频响法测试绕组变形以保留原始记录。”15.6 中规定:“变压器在遭受近区突发短路后,应做低电压短路阻抗测试或用频响法测试绕组变形,并与原始记录比较,判断变压器无故障后,方可投运。”低电压阻抗测试能准确反应变压器在绕组变形前后阻抗值的变化。测试仪器内部采用电压、电流高精度同步交流采样及FFT等数字信号处理技术,测量数据准确、稳定。该仪器采用三相自动测量或者单相测量方式,将低压侧可靠短接,输入变压器参数后,仪器便可自动测试、自动计算各相阻抗及阻抗误差百分比。测试过程中显示电压电流波形,更加适合现场使用。本系统由测量部分和分析软件部分组成,分析部分由笔记本电脑完成,测量部分通过USB电缆与笔记本电脑连接。 为方便用户阅读,所有与短路阻抗相关的部分统一编写到说明书每个章节后半部分,在查阅时请注意。1.1主要技术特点 频响法采用扫频法对变压器绕组特性进行测量,不对变压器吊罩、拆装的情况下,通过检测各绕组的幅频响应特性,对6kV及以上变压器,准确测量绕组的扭曲、鼓包或移位等变形情况。 频响法测量速度快,对单个绕组测量时间1-2分钟以内。 频响法频率精度非常高,精度高于0.001% 。 频响法采用数字化频率合成,频率稳定性更高。 频响法采用5000V电压隔离、充分保护测试电脑安全。 频响法可同时加载9条曲线,各条曲线相关参数自动计算,自动诊断绕组的变形情况,给出诊断的参考结论。 频响法采用分析软件功能强大,软件、硬件指标满足电力行业标准DL/T911-2004。 短路阻抗法不用外接电源,采用市电AC220V低压电源,便可自动对变压器的AB、BC、CA高压绕组施加电压,同步**数据,自动计算出阻抗误差百分比,测试结果非常直观。 短路阻抗法适用于任意大小容量的变压器的阻抗测试。 短路阻抗法测试过程中显示测试电流、测试电压的波形图谱,方便实时监测测试情况。 仪器具有测量电感的功能。 采用windows平台,兼容Window 2000/Window XP/Windows7/ windows8。 采用数据库保存测试数据,对测试数据的管理简洁方便。 软件管理功能强大,充分考虑现场使用的需要,测量数据自动存盘、自动导出生成Word版测试报告(需安装相应的Office软件)或JPG图片报告,方便用户出测试报告。 软件智能化程度高,在输入、输出信号连接好之后,只需要按一个键就可以完成所有的测量工作。 软件界面简洁直观,分析、存储、报告导出、打印等菜单,只有完成当前一步方自动弹出下一步所需菜单,更加方便。1.2主要技术参数 测量速度:单相绕组1分钟-2分钟 输出电压:Vpp-25V,测试中自动调整 输出阻抗:50Ω 输入阻抗:1MΩ (响应通道内置50Ω匹配电阻) 扫频范围:10Hz-10MHz 频率精度: 0.001% 每通道采样频率:100Msps **通道量化精度:14位 扫频方式:线性或对数,扫频间隔和点数可任意设置 曲线显示:幅频曲线(相频曲线,选配) 测量动态范围宽:-120dB~20dB 阻抗法测量电压:0~220V 阻抗法测量电流:0~10A 阻抗法频率:50Hz/60Hz 二合一主机重量:7.6 kg 二合一主机体积:272mm*258mm*180mm
三 试验接线3.1面板介绍变压器绕组变形综合测试仪的面板如图1所示。
图1 变压器绕组变形综合测试仪面板图前面板:1、电源开关 2、A相电流接线柱 3、A相电压接线柱 4、B相电流接线柱 5、B相电压接线柱 6、C相电流接线柱 7、C相电压接线柱 8、响应端TNC接头 9、输入端BNC接头 10、激励端BNC接头3.2绕组的接线方式(频响法)
绕组变形频率响应测试的扫频信号建议从绕组的末端注入,首端输出,非被试绕组悬空。根据变压器的不同接线组别,绕组变形测试的接线方式也不同。 YN接线扫频信号输入阻抗接于中性点O,扫频信号输出阻抗分别接在A、B、C上。这种测量方法,可以将非测量相上接收到的干扰信号由信号发生器上的低阻抗来吸收。如图3所示。
图3 YN接线 Y接线由于中性点未引出,应按以下方式接线,如图4所示。输入阻抗接于A,输出阻抗接在B测试。输入阻抗接于B,输出阻抗接在C测试。输入阻抗接于C,输出阻抗接在A测试。
图4 Y接线 内连接△接线内连接Δ接线绕组的接线方式如图5所示。输入阻抗接于c,输出阻抗接在a相,代表a相。输入阻抗接于a,输出阻抗接在b相,代表b相。输入阻抗接于b,输出阻抗接在c相,代表c相。
由于内连接Δ接线非测量的两个绕组串联后并联在回路中,理论上说对测试过程是有影响的。如果衰减超过10dB后,则可以认为非测量线圈的影响可以忽略。 外连接Δ接线如果绕组解开测量的接线方式如图6所示。如果不解开连接,可以看作内连接Δ接线,接线方式如图5所示。输入阻抗接于x,输出阻抗接在a相,代表a相。输入阻抗接于y,输出阻抗接在b相,代表b相。输入阻抗接于z,输出阻抗接在c相,代表c相。
图6 外连接Δ接线 外连接Δ接线有平衡绕组的变压器对于有平衡绕组的变压器,测试时必须解开接地。如图7所示。
3.3绕组的接线方式(短路阻抗法)先将低压侧可靠短接(建议用截面不少于10平方毫米裸铜线短接),高压侧如下图所示。若为高、中、低三绕组,需做高-低,高-中,中-低。在中-低时,将中压视为高压侧,接法相同。高-中时,将中压视为低压侧,可靠短接。
1启动“绕组变形测试系统”程序1) 双击桌面上的“变压器绕组变形测试仪” 图标,启动“变压器绕组变形测试系统”程序。2) 启动过程完成后,进入标题为“变压器绕组变形测试仪”的主程序界面。(双击屏幕左上角的小图标 ,便可切换至桌面。测试过程中请不要点击。)
软件主界面分为7个组成部分:(A)测试曲线显示区该区域显示测试曲线,横坐标为频率,纵坐标为dB值(幅频测试)或角度值(相频测试)。下方标签包括:曲线类型标签:用于标识当前所显示的内容是“幅频曲线”还是“相频曲线”。 点击该标签,可以在两种类型间进行切换(需硬件支持)。扫描模式标签:用于显示当前扫描模式是线性扫描还是对数扫描,点击该标签,可以在两种模式间切换。起始频率标签:用于显示当前的扫描起始频率,点击该标签,可在不同的起始频率间切换。终止频率标签:用于显示当前的扫描终止频率。扫描点数标签:用于显示当前扫描的总点数,点击该标签,可以在不同的点数间切换。(B)操作区操作区有开始 和终止 两个按钮,该按钮在测试中会根据使用状态轮流显示,停止状态时显示“start开始”,开始状态时显示“stop停止”。在按钮下方有当前状态显示标签,用于显示设备当前的状态:“脱机状态”:计算机工作与脱机状态,只能进行数据读取和打印等功能。“设备连接”:计算机与设备已经连接,可以进行测试。“设备断开”:计算机与设备断开,无法进行测试,一般需重新连接并重启软件。(C)状态显示区状态显示区显示当前设备的工作状态。(D)测试参数设置区D区显示参数设置窗口,该窗口用于设置测试参数,分别可以设置绕组接法、待测绕组类别与编号、扫描终止频率等参数。(E)曲线描述区E区显示当前曲线的描述信息,所有标签的颜色代表了与之颜色对应的曲线的描述信息。(F)数据选择区右上角(F)为数据选择区,测试数据采用分级管理,**级为变电站名称,第二级为变压器名称,第三级为变压器的绕组类别和编号,**一层为已经存在数据,数据名称采用“数据类型@测试时间”的方式显示。该部分显示的数据与(A)区所对应的标签内容相配合,当显示为“幅频曲线”时,数据选择区显示幅频曲线的测试结果,当显示为“相频曲线”时,数据选择区显示相频曲线的测试结果。当显示为“幅频曲线”或“相频曲线”时,点击相应的数据,则测试结果显示在A区中。(G)功能按钮区功能按钮区(G)按钮会根据使用功能自动切换,动态显示。 “DSA分析”:用于进行相关性分析。 “SCI 测试”:打开短路阻抗测。 退出系统。4.2频响法测试 环境与接线确认1、 系统接线完全按照3.2绕组的接线方式的要求进行。2、 变压器分接位置调至阻抗*档(**分接)。3、 周围环境无强电磁和造影干扰。 登录软件双击桌面上的“变压器绕组变形测试仪” 按钮,系统闪过欢迎界面后,系统进入测试界面,此时,如果设备未连接,系统会提示如下对话框:
当出现以上对话框时,一般是由于设备未连接所致,此时应先检查设备是否已经连接到计算机的USB接口上,检查设备电源是否已经打开。 录入信息如果设备已经连接,则可以进入变压器信息录入界面(如下图),在对应的文本框中输入或选择相应的信息,点击保存按钮,系统进入测试界面。
信息录入时请参照变压器铭牌认真输入,所有的信息将自动与测试结果保存到一起,如果输入错误,可能会对报告内容造成影响。 扫描模式确认与修改1、选择扫描模式点击“终止频率” 选择测试的终止频率,系统按照已经设定的扫描参数,自动将参数设置为设定的参数,参数主要包括起始频率、扫描模式、扫描点数,如需进行调整,可以在A区相应的参数标签上进行点击,则自动进行切换(当鼠标指针移动到可以变化的标签上时,标签自动变为绿色)。 2、更改默认信息如希望重新调整默认设置信息,用鼠标右键点击“终止频率” 按钮,弹出功能菜单,选择“模式设置”,弹出信息设置窗口(如下图),可以对默认扫描信息进行调整,调整完毕后,重新启动软件,按照调整后的默认信息进行测试。
左侧的选择框可以多系统进行设置,再次启动时自动回复默认设置。**小步距限制 用于对数扫描时进行步距限制,以节约扫描时间。显示均值 用于设备验证时显示测试过程的平均值,一般不用打开。速度优先 模式在测试过程中会自动屏蔽后台处理程序,以提高测试速度,一般选择打开。干扰抑制 当外部干扰比较大时,有一定的干扰抑制功能。曲线拟合 功能可以对测试结果进行拟合,使测试曲线更平滑,一般需打开,通过调整右侧的拖动条可以调节拟合的深度,越靠右曲线越平滑。3、更改扫描参数 扫描参数的更改用于试验需要比较复杂的参数组合时,系统不带记忆功能,软件退出后自动恢复。 在开始扫描前,点击曲线显示区域(A)中的参数标签,可以对除终止频率以外的信息进行更改,更改采用循环调整方式进行。 扫描参数更改适用于单次对测量结果有要求或进行研究时,一般不需要进行调整。 测试设置好基本的测试信息后,即可进行频响法的数据测量,点击“START开始” 按钮,系统自动完成频率扫描。在测试过程中, 按钮变成“STOP停止” 按钮,点击该按钮,则停止当前扫描,在测试过程中,在信号曲线显示区“单击”鼠标,则测试过程暂停,再次点击继续进行。测试完成一项后,改变接线方式,同时改变软件上的设置信息,再次点击 按钮,进行下一相的测量,重复以上的操作,直至完成所有的测量项目。在试验过程中,鼠标在测试曲线显示区(A)双击,可以打开测试波形显示区,该区域包括波形显示以及输入电压峰峰值(红色)、响应电压峰峰值(黄色)以及放大倍率和横轴时间信息,该信息主要用于信号研究。