BZJT-Ⅰ型变压器变比组别极性综合测试仪.pdf

B Z J T I 型变压器变 比组别极性综合测试仪 万齐刚 范毅 1 中铁 电气化工程集 团公 司 4 4 1 0 0 3 湖北襄樊 2 武汉新电电气技术有限责任公司 4 3 0 0 0 0 湖北 牵 引变 电所 是 电 气 化 铁 道 的心 脏 部 分 它 将 电 力 系统 的 1 1 0 k V 或 2 2 0 k V 三相 电源降压 为三相或 者 两 相 2 7 5 k V 电 源 通 过 两 侧 的 供 电 臂 即 接 触 网 为 电 力 机 车 提 供 电 源 在 铁 路 牵 引 供 电 系 统 中 广 泛 应 用 的 斯 科 特 逆 斯 科 特 平 衡 式 变 压 器 都 是 一 种 由三 相 变 两 相 的特 殊 变 压 器 逆 斯 科 特 变 压 器 是 由 两 相 逆 变 为 三 相 作 为 变 电 所 用 或 l O k V 动 力 电源 此 外 在 电 力 系统 中 为 满 足 防 雷 的要 求 z 型 变 压 器在 我 国 多 雷 地 区 的 电力 系统 中 也 得 到 了广 泛 使 用 不 仅 如 此 在 城 市 轨 道 交 通 的牵 引 系统 中 也逐步使用各种 特殊结构的牵 引整 流变 压器 由 于斯 科 特 逆 斯 科 特 平 衡 式 变 压 器 z 型 变 压 器 等 的特 殊 接 线 方 式 使 得 其 变 比 和 绕 组 接 线 的 测试 变 得 相 当复 杂 相 对 于 普 通 电力 变 压 器 而 言 现 有 的普 通 变 压 器 变 比测 试 仪 已不 能 实 现 对 这 些 特 殊 变 压 器 变 比 和 接 线 方 式 的 测 试 要 进 行 测 试 必 须 采 用 平 衡 的 三相 或 两 相 电源 作 为 测试 电 源 施 加 到 被 测 变 压 器 的高 压侧 并 同 时精 确 采 集 高 低 压 侧 的 电压信号和相位 移 通过 计算 比较 才 能判 断绕组 的接 线 方 式 测试 变 比 下 面 介 绍 一 种 新 型 的 B Z J T I 型 变 压 器 变 比 组 别 极 性 综 合 测 试 仪 它 不 仅 能 测试 普 通 变 压 器 变 比 组 别 或 极 性 还 能 测 试 各 种 特 殊 结 构 变 压 器 变 比 和组 别 1 仪器结构 测 试 仪 的 系 统 组 成 见 图 1 液晶 显示 小键 盘 数据 通信 数据 打印 单片机处理系统 完成数据显示 打印控制 键 盘控制 数据 通信控制 数 据采集 数字 滤波分析处理 高精度三相电 源控制 塞 篁 塞 H 鍪 麦 卜 高精度高稳定度试验电源 反馈 保护 图 1 测试仪的系统图 1 1 高 稳 定 测 试 电源 臣目 被 测 变 压 器 要 满 足 特 殊 变 压 器 变 比 和 绕 组 接 线 的 测 试 必 须 采 用 高 稳 定 度 且 平 衡 的 三 相 电 源 和 互 成 9 0 的 两 相 电 源 B Z J T I 型测 试 仪 的 输 出 电源 采 用 高 精 度 的信 号发 生 源 通 过 分 相 放 大 和功 率 推 动 产 生 多 相 电源 利用深度 负反 馈使 输 出达到 高稳 定度 高稳 定 度 输 出 电 源 装 置 的 原 理 如 图 2所 示 蒌 鍪 基 电 源 变 换 I 1 120V 图 2 高稳定输 出电源装置原理图 1 信 号 产 生 电 路 由 单 片 集 成 函 数 发 生 器 构 成 电路 的频 率 可 调 整 到 4 9 9 5 5 0 0 5 Hz 幅 值 为 2 V 通 过 分 相 电 路 产 生 A B C 9 0 4路 电源 信 号 以 A相 为 基 准 B相 滞 后 1 2 0 C相 超 前 1 2 0 为 正 常 输 出 的 三 相 平 衡 电 源 B B 相 滞 后 A O t 相 9 0 仅 在 测 试 逆 斯 科 特 变 压 器 变 比 时 仪 器 才 自动 由 三 相 输 出 切 换 到 两 相 输 出 A O t 与 B B 为 输 出 端 N为 公 共 端 可微 调输 出 的 幅 值 与 相 位 2 反 馈 回路 由 电 阻 分 压 臂 1 1 0 0 0 和 有 效 值 变 换 器 构 成 有 效 值 变 换 器 的 满 量 程 输 入 电 压 为 2 0 0 mV 电 压 调 节 通 过 1 2 5 V基 准 电压 源调 整 直 流 电 平来 实 现 电 压 调 节 最 小 刻 度 可 以 达 到 0 1 v 3 各 相 电压 反 馈 电平 与 调 节 电平 相 比较 的 结 果 经过滤波后 与产生的对应相 的信号相乘 通过功 率推动和 电压变换 回路 可使各 相 电压输 出的波动 小 于 0 5 V 电压 可 在 指 定 的 范 围 内 调 整 4 功率推动采用 低失 真的单 片集成 音频 功率 放 大器 设 置 外 部 滤 波 环 节 电 压 变 换 电路 采 用 加 屏 蔽 的环 形 变 压 器 功 放 和 环 形 变 压 器 的 额 定 容 量 为 8 0 V A 以 保 证 适 应 各 种 容 量 变 压 器 的 测 试 1 2采样 及 数 据 处 理 为 了消 除 测 试 电 源 微 小 波 动 和 多 相 电 源之 间 微 小 不 平 衡 的 影 响 仪 器 采 用 交 流采 样 技 术 多通 道 同 时 采 集 对 变 压 器 高 低 压 侧 电 压 同 时 测 量 测 试 数 据 经过 软 件 滤 波 处 理 保 证 仪 器 的 抗 干 扰 性 能 和 测 试数据 准确性 具体 采样及 数据处理 方法 略 2 主要技术参数 1 环 境 要 求 环 境 温 度 为 0 4 0 C 相 对 湿 度 雩世 零 2 0 0 5年第 1 期 维普资讯 为 2 0 9 0 2 使 用 电源 A C 2 2 0 V 2 2 V 5 0 Hz l H z 3 输 出 电源 三 相 电 源 稳 定 度 为 不 大 于 0 5 V mi 1 0 0 1 4 0 V三 相 分 别 连续 可 调 三 相 电源 相 位 差 稳 定 度 为 不 大 于 0 4 rai n 两 相 电源 稳 定 度 为 不 大 于 0 5 V mi n 1 O O 1 4 0 V 两 相 分 别 连 续 可 调 两 相 电源 相 位 差 稳 定度 为 不 大 于 0 4 mi n 4 测 量 范 围 变 比测 量 范 围 为 1 1 0 O O 组 别 测 量 范 围 为 l l 2 相 位 差 测 量 范 围 为 0 3 6 0 相 位 最 小 分 辨 力 为 0 1 5 测 试 不 确 定 度 变 比 测 量 不 确 定 度 为 0 2 相 位 差 测 试 不 确 定 度 为 0 2 3 仪器操作 1 试 验 接 线 要 正 确 即 变 压 器 的 高 低 压 各 端 子与仪器 的 高压 输 出 和低 压输 入 各 端 子要 一 一 对 应 仪 器 接 单 相 交流 电 源 2 接 通 仪 器 电源 进 入 设 置 状 态 用 一 或 一 键 移 动 光 标 选 择 变 比 的 位 数 或 变 压 器 的 种 类 参 照 被试 变压器 的铭 牌 参数 用 T或 键 改 变光 标 对 应 位 置数 值 的 大 小 完 成 变 压 器 标 准 变 比 的输 入 按 确 认 键 3 根 据 面板 提 示 按 合 闸 按 钮 接 通 并 显 示 测试 电 源 电 压 与 相 位 测 试 三 相 普 通 或 斯 科 特 平 衡式 变压器 时 仪 器 同时 输 出三相 电源 进行 各 相 电源幅值 和相位微 调 幅值 应调 整到 1 2 0 V 0 1 V 相 位 差 为 1 2 0 0 2 和 2 4 0 0 2 测 试 逆 斯 科 特 变压器时 仪器 同时输 出两相相互垂 直的电源 幅值 调 整 到 l 2 0 V 0 1 V 相 位 差 为 9 0 0 2 测 试 单 相 变 压 器 时 仪 器 输 出 单 相 电 源 幅 值 调 整 到 1 3 0 V 0 1 V 按 T或 键锁 定 调整 后 的各 相 幅值之 差 不 应 大 于 0 5 V 相位 角 与 标 准 角 度 之 差 也 不 应 大 于 0 5 4 按确 认键 仪 器显 示 正在 测试 请稍 等 片 刻 然 后 仪 器 显 示 测 试 结 果 包 括 变 比 及 误 差 极 粤 南 誊毫 性 组 别或相位差 按 T或 键 锁定 数据 可方 便读 数 5 按 确 认 键 保 存 或 打 印 测 试 结 果 仪 器 还 可 保 存 1 O O次 测 试 结 果 以供 查询 4应 用实例 我 们 先 后 用 B Z J T l型 测 试 仪 在 武 蒲 线 官 塘 驿 变 电 所 对 平 衡 式 变 压 器 和 逆 斯 科 特 变 压器 以 及 在 湘黔 线 福 泉 变 电所 对 平 衡 式 变 压 器 和普 通 三 相 变 压 器进 行 了测 试 各 测 试 结 果 见 表 l 表 2 表 3 仅 列 出第 三 分 接 位 置 的测 试 结 果 从测试结果来 看 该仪 器完全达到 了设计 要求 符 合 测 试 准 确 度 的 需 要 这 里 须 指 出 1 表 中只 列 出 了 各 种 变 压 器 的 中 间 分 接 位 置 时 的 各 相 变 比不 确 定 度 A B a l 3 表 示 平 衡 变 压 器 的 高压 侧 A B 相 与 低 压 侧 p相 的 电 压 比 而 A B a b 为 普 通 变 压 器 的 高 压侧 AB相 与 低 压 侧 a b 相 的电压 比 B C I3 N 表 示 平 衡 变 压 器 的 高 压侧 B C相与低压侧 1 3 N相 相 对于普 通变 压器 的 b c 的 电压 比 al3 a b 表示 逆 斯 科 特 变 压 器 的高 压 侧 p 相 与低 压 侧 a b相 的 电 压 比 13 N b c 表 示 逆 斯 科 特 变 压 器 的 高 压 侧 1 3 N相 与 低 压 侧 b c棚 的 电压 比 变 压 器 变 比 的不 确 定 度 均 不 应 超 过 0 5 2 对 于特殊 变 压 器 其 额 定变 比是指 实 际使 用 的 电 压 之 比 在 铁 路 牵 引供 电 系 统 中 绝 大 多 数 情 况 下 是 使 用 a N 和 I 3 N 两 相 2 7 5 k V 电 源 作 为 两 个 供 电 臂 单 相 电 源 分 别 为 牵 引 所 两 侧 铁 路 架 空 线 路 称 接 触 网 供 电 从 其 额 定 变 压 比 还 可 以 看 出 由于 a N 和 fi N 两 相 的 幅 值 相 等 相 位 垂 直 所 以 A B al3相 的 电 压 比 值 与 A C a N B C 13 N 两 相 的 电 压 比值 正 好 是 的 关 系 平 衡 变 压 器 1和 2的 A B 相与 B相 的相 位差 理论值 即标 准值 为 0 而 对 测试结果 的不 确定度 未 作具 体规定 但 一般不会超 过 2 故 可 作 为 判 断 变 压 器 接 线 型 式 的依 据 表 1 武蒲线官塘驿变电所平衡式变压器测试数据 额定变比 1 1 0 2 7 5 k V A B c t 3 B C 3 N A C q N 相位测试 判断结果 变压器 A B q B I B C N l A C c t N A B c t 3 平衡 变1 2 8 3 l 4 0 0 I 4 0 0 O l O O O 7 0 0 9 O 5 变比 合格 为 平 衡变压 器 平衡变2 2 8 3 4 0 o 4 0 o O l 5 O 1 l O l O O 8 变比合格 为平衡变压器 表 2 武蒲线官塘驿变电所逆斯科特变压器测试数据 r 广 l 额定 变比 均为1 0 0 4 k V A B a b B C b C A C a 联 结组 别 判断 结果 l A B a b I B C b c l C A c a 测试 普 通三 相变J 2 5 0 I 2 5 0 f 2 5 0 l 0 1 5 O 1 O O