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變壓器繞組變形測(cè)試儀 變壓器繞組變形分析儀

變壓器繞組變形是導(dǎo)致變壓器發(fā)生損壞事故的主要原因之一。因此，對(duì)受短路沖擊后的變壓器應(yīng)進(jìn)行繞組變形測(cè)試，以確保變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。武漢鼎升電力自動(dòng)化有限責(zé)任公司是變壓器繞組變形測(cè)試儀生產(chǎn)廠家，DCBX-H變壓器繞組變形測(cè)試儀在業(yè)內(nèi)廣泛使用，購買官網(wǎng)（octopusreward.cn），實(shí)用性深受用戶好評(píng)，暢銷國內(nèi)。

一、變壓器繞組變形測(cè)試方法原理

為了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)哪些繞組變形較嚴(yán)重但卻仍在運(yùn)行的電力變壓器，目前，國內(nèi)外業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為頻率響應(yīng)法和短路阻抗法是測(cè)試變壓器繞組變形較有效的方法。
1、頻率響應(yīng)法

實(shí)質(zhì)上，變壓器每個(gè)繞組在高頻下可看成一個(gè)由電阻、電容和電感等分布參數(shù)構(gòu)成的無源線性雙端網(wǎng)絡(luò)。頻率響應(yīng)法就是用掃描發(fā)生器將一組不同頻率的正弦波電壓加到變壓器繞組的一端然后測(cè)量繞組兩端的端口特性參數(shù)，如輸人、輸出阻抗和電壓、電流傳輸比的領(lǐng)域函數(shù)(頻率響應(yīng)曲線)。通過分析端口參數(shù)的頻率圖譜特性，來判斷繞組的結(jié)構(gòu)特征。 如果繞組發(fā)生變形，就會(huì)使分布電容和電感發(fā)生變化，反映到端口參數(shù)的頻率圖譜也會(huì)發(fā)生變化。對(duì)于同類型的變壓器繞組，由于繞組結(jié)構(gòu)的類似性，其測(cè)得的頻率響應(yīng)曲線必然有可比性。所以頻率響應(yīng)法是通過故障前后錄取頻率的響應(yīng)曲線來判斷變壓器繞組變形程度的。在測(cè)試中常采用專門的繞組變形儀來進(jìn)行的。
2、低電壓短路阻抗測(cè)試

變壓器短路阻抗是當(dāng)負(fù)載阻抗為零時(shí)，變壓器內(nèi)部的等效阻抗。短路阻抗的電抗分量，即短路電抗，就是繞組的漏電抗，它是由繞組的幾何尺寸所決定的。對(duì)于一臺(tái)變壓器，當(dāng)繞組變形、幾何尺寸發(fā)生變化時(shí)，其短路電抗值也要變化。如果運(yùn)行中的變壓器受到了短路電流的沖擊，為了檢查其繞組是否變形，可將短路前后的短路電抗值加以比較，如果變化較大，則可認(rèn)為繞組有顯著變形。 一般在運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電力變壓器進(jìn)行低電壓短路阻抗測(cè)試，并與銘牌或短路故障前所測(cè)值進(jìn)行比較，就能夠判斷嚴(yán)重故障短路電流造成的繞組有無明顯變形。 低電壓短路阻抗測(cè)試方法 (以下簡稱短路阻抗法)以三相變壓器為例，它都是采用單相電源進(jìn)行測(cè)試的。測(cè)試中是將低壓側(cè)繞組的三相端子短接，而對(duì)另一側(cè)繞組的任意兩個(gè)端子施加單相電壓，每次讀數(shù)時(shí)應(yīng)將試驗(yàn)電流調(diào)成一致(2-10A)，共測(cè)試三次，最后計(jì)算變壓器的短路阻抗值。試驗(yàn)時(shí)電壓和電流要同時(shí)讀取，所用儀表應(yīng)有足夠的精度。
3、變壓器繞組變形測(cè)試方法的模擬研究與分析

華東電科院和我公司選取了一臺(tái)35kV變壓器進(jìn)行繞組變形模擬試驗(yàn)研究。對(duì)兩種繞組變形情況進(jìn)行測(cè)試，一種是局部的匝間壓縮，將C相高壓繞組抽出墊塊，壓緊首端5餅(占50%匝數(shù))，即軸向變形;一種是局部凹坑，將C相高壓繞組底部敲出深1 Omm凹坑，屬于輻向變形。然后采用頻率響應(yīng)法和短路阻抗法分別對(duì)這兩種變形進(jìn)行測(cè)量，來比較其對(duì)不同變形故障的靈敏性和有效性。被試變壓器為三相兩繞組，繞組為連續(xù)式。測(cè)試均在變壓器吊罩后進(jìn)行。

(1)軸向變形后，C相的頻譜曲線在第4個(gè)頻峰處發(fā)生較明顯改變,A,B相的頻譜曲線則基本不變;輻向變形也對(duì)C相的頻譜曲線的影響頗為顯著，在曲線的中頻段的頻峰向中部發(fā)生了較大幅度的偏移。

(2)短路阻抗法對(duì)影響電感的變形較為靈敏，如輻向變形、匝間開路或短路等，但對(duì)匝、餅間的局部壓縮等不靈敏。而頻率響應(yīng)法對(duì)影響繞組電容和電感的變形都比較靈敏，尤其是對(duì)輻向變形，因此后者比較具有優(yōu)越性。但實(shí)際運(yùn)用頻率響應(yīng)法時(shí)，由于在變壓器故障前后或歷年測(cè)試中無法對(duì)試驗(yàn)測(cè)量接線進(jìn)行約定，加上被試變壓器的油溫不同以及掃描發(fā)生器的正弦波頻率較正等方面原因，目前頻率響應(yīng)法還沒有在全國電力系統(tǒng)中形成明確統(tǒng)一的判斷標(biāo)準(zhǔn)。而短路阻抗法在長期生產(chǎn)實(shí)踐中已建立了嚴(yán)格的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，便于實(shí)施，易于判斷。所以建議在實(shí)際運(yùn)用中，應(yīng)靈活結(jié)合兩種方法，以作出準(zhǔn)確分析和判斷。

二、變壓器繞組變形測(cè)試方法和實(shí)例

根據(jù)雙方協(xié)議規(guī)定，檢修前應(yīng)先對(duì)主變進(jìn)行繞組變形測(cè)試再定檢修方式，所以在變壓器未吊罩情況下，我公司采用頻率響應(yīng)法和短路阻抗測(cè)試法分別對(duì)該主變進(jìn)行了測(cè)量。由于該主變無原始頻響特性曲線，所以無法通過變壓器前后頻響特性曲線對(duì)比來判斷變壓器繞線變形程度，只能通過相間比較來判斷變壓器繞組的變形程度。發(fā)現(xiàn)220kV繞組三相間頻響特性曲線一致無可見差異。而35kV繞組ab,bc,ca三相的頻譜曲線相關(guān)性差 (如圖5):ab頻響特性曲線相差最大，ab低頻段180kHz附近諧振峰值點(diǎn)向左發(fā)生偏移，be峰值點(diǎn)分貝數(shù)發(fā)生變化，后面在220kHz附近谷值點(diǎn)分貝數(shù)三相間變化較大，在520-850kHz三相曲線分貝數(shù)明顯不同;ca頻響特性曲線在785kHz時(shí)諧振點(diǎn)為谷值點(diǎn)，其它兩相為峰值點(diǎn)，已發(fā)生了明顯變化;據(jù)此，通過三相頻響特性曲線對(duì)比可初步認(rèn)為主變220kV繞組未發(fā)生變形，35kV繞組發(fā)生了變化。 然后，采用了短路阻抗法來進(jìn)一步驗(yàn)證主變的變形情況。結(jié)果是高壓對(duì)低壓的三相阻抗和電抗的最大偏差為4.48%，主變阻抗電壓試驗(yàn)值比出廠值大了4.2%，變化較大。通過對(duì)這臺(tái)主變繞組的變形程度測(cè)試，可以判定主變繞組發(fā)生了嚴(yán)重變形。后經(jīng)變壓器吊罩后發(fā)現(xiàn)，220kV繞組無明顯變形，35kV三相繞組從上到下扭曲變形特別嚴(yán)重，三相最大突出量最大達(dá)到26mm。

三、變壓器繞組變形測(cè)試儀應(yīng)用

(1)頻率響應(yīng)法和短路阻抗法的應(yīng)用為變壓器繞組變形的不解體測(cè)試和診斷提供了新的思路和方法。在變壓器現(xiàn)場(chǎng)宜用這兩種方法結(jié)合進(jìn)行，然后進(jìn)行縱向和橫向?qū)φ辗治?，便可判斷短路電流是否造成繞組變形，這對(duì)判斷變壓器能否投人運(yùn)行具有重要意義，也是判斷變壓器是否要求進(jìn)行解體檢查的依據(jù)之一。

(2)對(duì)新投運(yùn)的變壓器應(yīng)全部采用頻率響應(yīng)法和短路阻抗法進(jìn)行變形測(cè)試。對(duì)運(yùn)行中的主變，應(yīng)結(jié)合檢修等停電機(jī)會(huì)，及時(shí)做測(cè)試，并保留測(cè)試數(shù)據(jù)。在變壓器發(fā)生出口短路沖擊后，可以此作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)判斷變壓器變形程度，認(rèn)定變壓器能否繼續(xù)運(yùn)行。對(duì)未發(fā)生明顯繞組變形的變壓器，可及時(shí)投人運(yùn)行，不僅節(jié)省了大量的人力、物力和財(cái)力，還大大縮短了檢修周期。

(3)在變壓器運(yùn)行中，對(duì)于發(fā)生出口或近區(qū)劃短路故障后的變壓器，即使常規(guī)電氣試驗(yàn)和油試驗(yàn)合格，也應(yīng)采用繞組頻率響應(yīng)法和短路阻抗法對(duì)變壓器進(jìn)行變形測(cè)試，以最終確定該變壓器繞組是否變形、能否正常投人運(yùn)行。

(4)在應(yīng)用頻率響應(yīng)法應(yīng)結(jié)合短路阻抗法進(jìn)行變壓器繞組變形測(cè)試及驗(yàn)證時(shí)，應(yīng)綜合考慮諧振點(diǎn)偏移、相關(guān)系數(shù)和短路電壓的變化等方面因素。同時(shí)，應(yīng)不斷積累測(cè)試數(shù)據(jù)，找出規(guī)律，提高判斷的準(zhǔn)確率。特別是在用頻率響應(yīng)法判斷繞組存在變形時(shí)，阻抗變化高于2%時(shí)應(yīng)引起運(yùn)行監(jiān)督人員足夠的重視。