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變壓器繞組變形測試儀 變壓器繞組變形分析儀

頻率響應分析法是目前國際上較為先進的一種繞組變形診斷方法，他能夠檢測到微弱的繞組變形，并且具有較強的抗干擾能力，適合現(xiàn)場使用的要求。由于LVI法與FRA法都是通過比較波形進行判斷的，可快速測出變壓器短路阻抗的（0.2%～0.3%）的變化，其靈敏度是較高的，但如何從量值上去判斷短路實驗結果，并與現(xiàn)行標準測量電抗值的變化統(tǒng)一起來，尚須積累經(jīng)驗。本文結合變壓器繞組發(fā)生局部的機械變形后電氣參數(shù)的變化，闡述了通過測量變壓器各個繞組的傳遞函數(shù)H（jω），并對測試結果進行縱向或橫向（三相之間）比較，診斷繞組的扭曲、鼓包、移位等變形的方法。

通常變壓器在遭受短路故障電流沖擊后，繞組將發(fā)生局部變形，即使沒有立即損壞，也有可能留下嚴重的故障隱患。例如：首先，絕緣距離將發(fā)生改變，固體絕緣受到損傷后將導致局部放電發(fā)生。當遇到雷電過電壓作用時便有可能發(fā)生匝間、餅間擊穿，導致突發(fā)性絕緣事故，甚至在正常運行電壓下，因局部放電的長期作用也可能引發(fā)絕緣擊穿事故。其次，繞組機械性能下降，當再次遭受短路事故時，將承受不住巨大的電動力作用而發(fā)生損壞事故。因此，積極開展變壓器繞組變形工作，及時發(fā)現(xiàn)哪些有問題的變壓器，并有計劃地進行吊罩驗證和檢修，不但可節(jié)省大量的人力、物力，對防止變壓器事故的發(fā)生也有極其重要的作用。目前，世界各國都在積極開展變壓器繞組變形診斷工作，有些國家甚至把該項工作作為變壓器預防性試驗項目中的首要工作。下面簡要介紹變壓器繞組變形的檢測方法。

一、變壓器繞組變形的檢測方法

變壓器繞組發(fā)生局部的機械變形后，其內部的電感、電容等分布參數(shù)必然會發(fā)生相對變化。最早使用的繞組變形診斷方法是集中參數(shù)檢測法，它是通過測量繞組的短路阻抗等集中參數(shù)的變化來判斷變壓器是否發(fā)生變形。多年來的使用經(jīng)驗表明，該方法對測試條件要求較高，在現(xiàn)場往往難以獲得必要的檢測靈敏度，有時僅對那些繞組變形嚴重的變壓器有效。

近年來，國內外大量的研究成果表明，利用網(wǎng)絡分析技術，通過測量變壓器各個繞組的傳遞函數(shù)H（jω），并對測試結果進行縱向或橫向（三相之間）比較，可以靈敏而有效地診斷出繞組的扭曲、鼓包、移位等變形現(xiàn)象。因為當頻率超過1KHz時，變壓器的鐵芯基本不起作用，每個繞組均可視為一個由電阻、電容、電感等分布參數(shù)構成的無源線性二端口網(wǎng)絡。若忽略繞組的電阻（通常很小），則繞組的等值電路如圖1所示。根據(jù)電路理論，它是可以通過傳遞函數(shù)H(jω)對其特性進行描述的。如果繞組發(fā)生機械變形，勢必會改變網(wǎng)絡的L、K、C等分布參數(shù)，導致其傳遞函數(shù)H(jω)的零、極點分布發(fā)生變化。

二、變壓器繞組變形低壓脈沖法檢測方法

低壓脈沖法的測試原理如圖2所示。在變壓器繞組的一端對地加入一個標準脈沖電壓信號（通常不超過300V），利用數(shù)字化記錄設備同時測量繞組兩端的對地電壓U0（t）和Ui（t），并進行相應的處理，可得到該繞組的脈沖響應特性h(t)或傳遞函數(shù)H（jω）,即 h(t)=U0(t)/Ui(t) ,H(jω)=H0（jω）/Ui(jω) 由于LVI法采用的是時域脈沖分析技術，在現(xiàn)場使用時較易受外界干擾和靈敏度校正過程的影響，需要使用一種特殊結構和精細調整的測試系統(tǒng)，以消除脈沖傳遞過程中的折、反射以及脈沖信號源的不穩(wěn)定性問題，故現(xiàn)場使用往往較難以保證結構的重復性。

三、變壓器繞組變形率響應分析法檢測方法

頻率響應分析法的測試原理如圖3所示。在繞組的一端加入掃頻電壓信號Us（可依次輸出不同頻率的正弦波電壓信號），通過數(shù)字化記錄設備同時檢測不同掃描頻率下繞組兩端的對地電壓信號U1（n）和U0（n）并進行相應的處理，以得到繞組的傳遞函數(shù)H(n),即傳遞函數(shù)H（jω）(即頻率響應特性)中的零、極點分布情況與二端口網(wǎng)絡內部的元件及連接方式等密切相關。大量試驗研究結果表明，電力變壓器繞組的頻率響應特性通常在10kHz～1MHz的頻率范圍內具有較多的諧振點。當頻率低于10kHz時，繞組的電感起主要作用，諧振點通常較少，對分布電容的變化不太敏感；而當頻率超過1Mhz時，繞組的電感又被分布電容所旁路，諧振點也會相應減少，對電感的變化不太敏感，而且隨著頻率的提高，測試回路（引線）的雜散電容也會對測試結果造成明顯影響。因此，選用10KHz～1MHz的掃描測量范圍和1000個左右的線性分布掃描頻點通常會獲得較好的測試效果。此時，繞組內部的分布電感和電容均可發(fā)揮作用，其頻率響應特性具有較多的諧振點，能夠靈敏地反映出繞組電感、電容的變化情況。

利用上述FRA法診斷變壓器繞組變形，最早是由加拿大的E.P.Dick在1978年提出的，隨后在世界各國得到了較為廣泛的應用。普遍反映使用效果較好，認為它能夠在變壓器不吊罩的情況下快速檢測出相當于短路阻抗變化0.2%或者軸向尺寸變化0.3%的繞組變形現(xiàn)象。與LVI法相比，由于FRA法采用了先進的掃頻測量技術，所測量的均是幅值較高、頻率已知且低于1MHz的正弦波信號，便于用數(shù)字處理技術去消除干擾信號的影響，信號傳播過程中的折反射問題也易于得到解決，故具有較強的抗干擾能力，測量結果的重復性也易于得到保證。

武漢鼎升電力自動化有限責任公司是DCBX-H變壓器繞組變形檢測儀生產(chǎn)廠家，DCBX-H變壓器繞組變形檢測儀屬于電力變壓器的內部結構故障檢測的必備工具。鼎升電力生產(chǎn)的變壓器繞組變形檢測儀具有高分辨dB值測量及高速、高集成化微處理器，另采用DDS專用數(shù)字高速掃頻技術(美國)。