HTBX-H变压器绕组变形测试仪

1、HTBX-H变压器绕组变形测试仪使用说明书扬州市华特电力设备厂网址：联系人：戴士权电话13505257240尊敬的顾客： 感谢您购买本公司HTBX-H变压器绕组变形测试仪。在您初次使用该仪器前，请您详细地阅读本使用说明书，将可帮助您熟练地使用本仪器。我们的宗旨是不断地改进和完善公司的产品，因此您所使用的仪器可能与使用说明书有少许的差别。如果有改动的话，我们会用附页方式告知，敬请谅解！您有不清楚之处，请与公司售后服务部联络，我们定会满足您的要求。由于输入输出端子、测试柱等均有可能带电压，您在插拔测试线、电源插座时，会产生电火花，小心电击，避免触电危险，注意人身安全！

2、u 慎重保证本公司生产的产品，在发货之日起三个月内，如产品出现缺陷，实行包换。一年（包括一年）内如产品出现缺陷，实行免费维修。一年以上如产品出现缺陷，实行有偿终身维修。u 安全要求请阅读下列安全注意事项，以免人身伤害，并防止本产品或与其相连接的任何其它产品受到损坏。为避免可能发生的危险，本产品只可在规定的范围内使用。只有合格的技术人员才可执行维修。防止火灾或人身伤害使用适当的电源线只可使用本产品专用、并且符合本产品规格的电源线。正确地连接和断开当测试导线与带电端子连接时，请勿随意连接或断开测试导线。注意所有终端的额定值为了防止火灾或电击危险，请注意本产品的所有额定值和标记。在对本产品进行连接之

3、前，请阅读本产品使用说明书，以便进一步了解有关额定值的信息。保持产品表面清洁和干燥。安全术语警告：警告字句指出可能造成人身伤亡的状况或做法。小心：小心字句指出可能造成本产品或其它财产损坏的状况或做法。HTBX-H变压器绕组变形测试仪（即频谱测量仪，以下简称测试仪）是扬州华特电力专为检测变压器绕组变形情况研制开发的专用设备。本设备采用频率响应分析法（FRA），根据变压器线圈的频率响应图谱进行变形分析。由于我所研发人员具有丰富的现场经验和对变压器内部结构的深入研究，研制开发的HTBX-H测试仪对变压器线圈变形的测量具有很强的针对性，是目前国内用于检测变压器线圈变形的综合性能最先进的设备之一。一:技

4、术规范1. 安全使用工作条件最高环境温度：-10 -40最大相对湿度：90%电源电压：200240V承受系统地网电位变化耐受值为：2000V/min2. 技术参数扫描测量频带：0.5kHz1MHz测量点数： 2000点扫频范围分为4级：0.510kHz 频点密度：20Hz/点10100kHz 频点密度：200Hz/点100500kHz 频点密度：0.8kHz/点5001000kHz 频点密度：1.0kHz/点扫描测量电压：8V(p-p) (0.5kHz500kHz) 5V(p-p) (500kHz1MHz)频率精度：0.02%幅值精度：±1dB (>-60dB)分析系统：P4-

5、2.2G及以上便携式计算机输出设备：彩色喷墨打印机二:系统构成HTBX-H测试仪的测量系统分为两部分，一部分为由硬件构成的测量装置，另一部分为变形测量分析方法。1、硬件由下表中设备构成序号名 称单位数量备注1便携计算机及主测量系统套12彩色喷墨打印机台13专用仪器携带箱个1全铝合金、抗震、防潮4专用测量头、电缆、地线等套15隔离电源个1680G可移动存储器 个12、硬件特点· 测量装置采用通用便携式计算机的标准串口与测量系统进行通信连接的形式，用户使用更为灵活机动。· 输出功率驱动部分采用特殊的电路匹配，保证了在使用的两个测量线上无反射电压及变压器端口的入口电容能在测试图谱

6、上有所反应。· 采用专用测量头，具有接头容错和测量引线容错功能，保证了测量的一致性。· 测试仪具有频率自校准功能。· 测量时间为2分钟/相线圈。· 每相绕组的测量点数为2000点，其中大幅度加密低频部分，以期发现致命的变压器整体变形。· 采用多种抗干扰技术，有效抑制噪声电平。· 测量分析软件运行于WINDOWS系统软件平台，界面友好，操作简便。在软件中设有在线操作提示以及全套测量分析方法介绍。· 在字处理软件WORD中，可直接插入、编辑BRTC-测试仪的测量数据图谱，便于测试报告的生成。· 具有图谱曲线数学相关系数

7、的计算功能。· 支持各类彩色、黑白打印机，直接打印所显示的图谱图形。· 配有2000V的隔离电源，保证变电站站内测量时设备安全性。3:变形分析方法变形分析方法是HTBX-H测试仪的重点和特点。根据变压器绕组线圈以电感为主，其电感部分不正常，则变压器无法正常运行；并兼顾对地绝缘的特点，HTBX-H测试仪提出的分析方法以低频段为重点，着重分析危及运行安全的线圈整体变形，同时分析局部变形和引线位移等故障。本分析方法具有很强的针对性和可操作性。变形分析方法通过对现场实际操作人员和运行管理人员的技术培训实现，主要包括如下内容：· 变压器绕组变形检测的基本原理。等值电路。&#

8、183; 线圈变形在频谱图上的反应形式。· 典型变形与频谱变化的关系，如整体位移、线圈整体压缩、拉伸，局部压缩、拉伸，匝间短路等。· 分析变形种类、变形面积估算和变形程度估算方法。· 制造工艺差别与变形的区别。· 确定变压器能否继续投运判据介绍。4.设备清单便携式计算机及主测量系统 壹套彩色喷墨打印机 壹台专用测量头、电缆、地线等 贰套专用仪器携带箱 壹个隔离电源 壹个备用测试电缆（2×15m） 壹套 80G可移动存储器 壹个三:仪器接线:1.计算机和主测量单元的连接 计算机和主测量单元除了电源引线外，其相互之间用一条专用通讯电缆相接。电缆的一

9、端为三芯插头，接在主测量系统背板上的串行口(SIO)上，电缆的另一端为标准九芯插头，与计算机上的COM1标准串行口相连。计算机与测量单元接线见附图2.1。2.主测量单元系统和被试品的联接主测量单元系统与试品之间采用专用的50W同轴电缆联接，信号“输出” 经电缆通过信号注 入(红色)向被试品注入信号;由信号测量头(蓝色)从被试品获取信号，经电缆传输到“测量”端口。信号测量头为内部50W匹配头。被试品外壳与测试电缆的屏蔽层必须可靠连接并接地,大型变压器一般以铁芯接地套管引出线与油箱的连接点，作为公共接地点，变压器外壳接地。 图2.1 测量系统接线图试验接线见图2.2。本测量系统配有专用测量接头，对

10、于被试变压器采用通用螺杆式导杆引出的出线端子或“靠背式”端子均可采用所配的M12螺杆和环形适配头连接; 信号注入端和信号引出端的测量接头的屏蔽外壳应可靠接于被试变压器外壳，被试变压器外壳必须良好接地。图2.2测量注入O3.被试品接线图 (1).YO接线(图2.3) 由中性点O注入,出线端A、 B、C分别测量。 分别代表 A、B、C 三相的数据 图2.3 (2).D11接线(图2.4) A注入，C测量,代表A相 B注入，A测量,代表B相 C注入，B测量,代表C相 对 D接线，如能解开应考虑解开分别测量。图2.4 (3).Y接线(图2.5) A注入，B、C测量，比较B、C两相 B注入，A、C测量，

11、比较A、C两相 C注入，B、A测量，比较B、A两相 图2.5 根据测量分析要求，非被试绕组(高压侧或低压侧端子)应采用对应测量绕组的该相绕组 最近一点接地。例如，测量高压A相，则低压a相头接地，并注意不能短接；测量低压，则高压绕组中性点应接地。在测量过程中，改接线时应关闭主测量单元的电源。测试时仪器侧应保持悬浮,不接地,以保证信号电流的正确流向。四:基本承诺1:承诺对测量设备实行三包（包修、包换、包退），保证设备质量合格。 （外购计算机、打印机等设备，按厂家的质量协议进行。）2:承诺设备(主机)的质保期为壹年。（若因其他原因造成的损坏，供货方负责维修，适当收取成本费）3:承诺免费为使用单位协助

12、安装、调试，并负责其有关运行人员的培训事宜。4:承诺协助对使用单位的测试结果进行指导、分析。HTBX-H变压器绕组变形测试仪主要功能特点· 扫频范围500Hz1000kHz，每相绕组的测量点数为2000点，其中大幅度加密低频部分，以期发现致命的变压器整体变形。· 非测量绕组一点接地，测量结果更加稳定。· 测量装置采用通用便携式计算机的标准串口与测量系统进行通信连接的形式，用户使用更为灵活机动。· 采用专用测量头，具有接头容错和测量引线容错功能，保证了测量的一致性。· 测试仪具有自校准功能。· 测量时间为2分钟/相线圈。· 采

13、用多种抗干扰技术，有效抑制噪声电平。· 测量分析软件运行于WINDOWS系统软件平台，界面友好，操作简便。· 在字处理软件WORD中，可直接插入、编辑HTBX-H测试仪的测量数据图谱，便于测试报告的生成。· 配有2000V的隔离电源，保证变电站站内测量时设备安全性。HTBX-H变压器绕组变形测试仪相关图片（阻抗法）一仪器主要功能 可用低电压（220V/380V）法在现场测取变压器阻抗电压Uk、短路阻抗Zk、短路电抗Xk、漏电感Lk等，能灵敏反应绕组动稳定状态的参数、同时还能测取空载电流Ios、空载损耗Pos、空载等值阻抗Zos等，能灵敏反应铁芯动稳定状态的参数；检

14、测出大容量变压器承受短路电流冲击后，动稳定状态参数据有无异常变化；二仪器主要特点1 接线方便。兼有单相和三相测试功能，配有专用测试线，液晶界面接线显示，试验接线极为简单方便；2 高精度、宽量程 本仪器以先进的DSP数字信号处理器为控制及运算核心，运算高效准确，测试量限宽，电流直接测试可大到60安，小到10毫安，基本满足直接用市电（220V/380V）测取各电压等级、各种容量和接线方式的电力变压器动稳定状态参数的需要；3 界面丰富、操作方便 本仪器采用本公司独有的平台技术，液晶显示极为丰富、友好，含有大量帮助信息，并具有数据存储、打印多项功能4 体积小、重量轻本仪器采用全铝合金机箱，一体化设计，

15、体积小重量轻、便于携带。三主要技术指标三相电压：Ua(Uab), Ub(Ubc), Uc(Uca)范围：40450V 准确度：0.1级三相电流： Ia, Ib, Ic 范围：30mA100mA 准确度：0.5级0.1A60A 准确度：0.2级阻抗电压 准确度：0.2级短路阻抗 准确度：0.2级短路电抗 准确度：0.2级漏电感 准确度：0.2级功率准确度：0.1cosF1 准确度:0.5级 0.05cosF<0.1 准确度:1级用漏电感法诊断变压器线圈变形的研究1前言随着电力系统的不断发展，变压器作为电力系统中的关键设备起着日益重要的作用，它的安全运行直接关系到整个电力系统运行的可靠性。变

16、压器线圈变形是指线圈在受力后，发生的轴向、幅向尺寸变化、器身位移、线圈扭曲等情况。造成变压器线圈变形的主要原因有二个：一是变压器运行中难以避免地要受到外部短路故障冲击：二是变压器在运输吊装过程中发生意外碰撞。对于线圈来说，前者的冲击力往往要比后者大得多，应作为制造及运行维护的主要关注问题。尽管要求变压器具有承受短路的能力，但目前大多数变压器不进行突发短路试验，尤其是大型变压器还没有条件进行试验，其动稳定强度只能靠设计和计算来保证，由于目前的制造水平所限，短路引起的事故是变压器损坏的一个重要原因。变压器线圈变形后，有的立即发生损坏事故：有的还可暂时运行，但绝缘有可能已有损伤，当再次遇到雷电过电压

17、或短路事故时，则会发生损坏事故。这无疑是影响整个电力系统正常运行的不安定因素。变压器线圈变形诊断技术的目的在于寻找一种迅速、方便、准确检测变压器线圈变形的方法，研制出一套操作方便、性能稳定的测试系统并制定出行之有效的判断标准。这对防止变压器发生突发性损坏事故，确保电力系统的安全运行有十分重要的意义。2漏电感测量原理国内诊断变压器经短路或冲撞后，是否有线圈变形，仍主要采用常规的试验方法进行，并配合吊罩检查，要花费大量人力、物力和财力，还不一定能做出准确判断。近年来采用先进的频响法进行变形诊断取得了明显的效果。事实上，测量漏电感也是判断变压器线圈变形的简便有效的方法。变压器漏电感是和短路阻抗的电抗

18、分量相对应的，其值是由变压器线圈的几何尺寸所决定的。根据变压器理论分析，漏电感Lx=W2 (1)式中W是一次线圈匝数，是漏磁路的磁导。如图1所示，漏磁通经过的磁路，在空间形成一个圆筒形。圆筒的平均直径等于一次及二次线圈的平均直径D，厚度等于两个线圈的厚度（d1+d2）再加上线圈间隙d，圆筒的高度等于线圈的轴向高度h。这个漏磁路的磁导，与圆筒的园周长和等效厚度的乘积成正比，与它的等效高度成反比。考虑到通过线圈截面的那部分磁通没有链着全部线圈匝数的影响，漏磁路的总磁导为：=0Dd+1/3(d1+d2)/h' (2)式中0是空气的导磁率：h'是线圈的等效高度。则式（1）有:LX=W2

19、0Dd+1/3(d1+d2)/h' (3)由此可见,当变压器一次及二次线圈发生变形或匝间有短路时,会影响漏磁通的磁路尺寸d1、d2、d及h'、D或改变线圈匝数W，从而引起漏电感值LX的改变。3 漏电感的测量方法前述分析可知，变压器漏电感是与一次及二次线圈的几何位置密切相关的电气参数，通过漏电感的变化就可估算出变压器线圈的平均位移。变压器线圈变形的准确诊断要求漏电感的测量方法有较强的抗现场电磁干扰的能力，并且测量重复性好，工作稳定，具有较高灵敏度。为此，我们采用MAXWELL电桥来测量变压器漏电感，并且变压器结构不同，测量接线方式也有差异。其基本原理是将变压器的短路阻抗（即短路电

20、阻和漏电抗）作为如图2所示的MAXWEL电桥的RX、LX桥臂。通过调节电阻R4和电容C使桥体平衡。此时，有：RX·R4=R2·R3 (4) LX =C·R2·R3 (5)由此测量出变压器漏电感LX，并通过比较漏电感的变化来反映变压器线圈有无变形。至于线圈变形状况与漏感变化量间的关系，尚需通过理论推算和大量试验研究，积累经验数据后，才能定论。采用MAXWELL电桥测量变压器漏电感时，无须对变压器励磁，克服了短路阻抗法所需大容量设备之缺点。此外，其抗干扰能力也优于低压脉冲法（LVI）。由于测量系统的关键设备是较简单的电桥，降低了测量系统的造价。此外，根据实际

21、变压器漏电感情况，对电桥的测量范围、测量精度及抗干扰性能有特殊要求。MAXWELL电桥原理简单，操作方便，且造价低廉，完善后的该诊断方法应在电力部门推广使用，并建议列入变压器预防性试验规程，这对指导制造厂提高变压器抗短路强度，确保变压器安全运行是有现实意义的。国外采用漏电感法作为判断变压器线圈变形的重要手段积累了一定的经验，并已纳入相应标准。在1993年柏林召开的国际大电网会议上，意大利同行介绍了他们十几年来采用测量变压器的漏电感变化来判断变压器线圈有否变形的成功经验。据介绍，采用便携式的MAXWELL电桥可以方便地用于现场，在4小时之内（2小时布线，2小时测量）完成对变压器漏电感的测量。因M

22、AXWELL电桥具有较高的可靠性、稳定性以及较好的抗干扰能力，能保证变压器在正常运行了1020年后的漏感测量值与投运时的漏感值之差小于0.2%。意大利电力部门对100MVA以上的变压器每三年进行一次漏感测量，已进行了十几年，他们的应用经验表明，当漏感变化值超过额定值的2.5%时需引起重视，并经常进行漏感测试和绝缘检查；变化值超过去5%时，应立即将变压器退出运行，进行检查。该方法须运行中变压器退出运行后才可进行。这时不能停电以及可靠性要求较高的变压器的线圈变形诊断有困难。为此，他们又引入在线监测技术，研制出实时诊断变压器线圈变形的智能化系统，经检测和试运行，结果令人满意，并准备进入实用阶段。研究

23、漏电感法诊断变压器线圈变形，首先应对变压器的漏感进行实测，掌握其分布特点，以确定MAXWELL专用电桥的技术指标，然后进行试验研究工作，包括不同模型试验、不同变形部位的对比试验、测试结果的对照等，最终完善该诊断技术（装置和方法）。并选择数台变压器作出厂前运输后安装中运行短路后情况的跟踪。在此基础上，确定用于测试结果分析的判断，并试点推广应用。4 变压器漏感的实测及结果分析基于上述分析，我们对保定变压器厂、北京变压器厂、沈阳变压器厂生产的7种共8台成品和半成品变压器的漏电感进行了测试，取得了初步的实测结果。各变压器的型号参数及测试结果如附录A表A1A7。根据表A1、A2A7中测试数据，得到以下结

24、果：a 理论上，漏感应等于短路阻抗的电感分量，但因表中所列阻抗电压UK（%）是设计值，再加上常忽略直流电阻不计，所以由此阻抗电压计算得的漏感值与实测值有一定偏差。尽管如此，表A5.2、表A6、表A7中的实测结果表明，LAO'LAO，LBO'LBO，LCO'LCO，LAMO'LAMO，即漏感实测值基本等于由阻抗电压计算得到的理论值，这已证实，采用该电桥方法在上述表中所示的测试条件下测到的电感确是变压器的漏感。 b 从表A1中可看到，前后两次对同一台变压器的漏感进行测试结果表明，漏感测量值具有较好的重复性。最大偏差为0.33%。 c 从表A2及表A3可知，对双线圈变

25、压器，高压侧测到的漏感与从低压侧测到的漏感之比近似等于变压器变比的平方。并且型号相同的变压器具有大致相同的漏感值。 d 对有调压装置（分接开关）的变压器，在不同分接位置测到的漏感有明显的差别。表5.1变压器的高压线圈每两相邻分接的匝数相差18匝，从表中的实测结果看，其漏感平均相差8mH左右。由此说明，当变压器线圈匝数改变或是发生匝间短路时，其漏感值定有相应的变化。结论 a 变压器漏电感测量原理简单，操作方法简便，作为变压器线圈变形的诊断技术具有非常乐观的应用前景。b 在变压器一侧短路时从另一侧测量得的电感即为漏电感，且漏电感测量值具有较好的重复性。c 理论及试验都证实，漏电感是与变压器一次二次

26、线圈几何位置密切相关的参数。具体体现为，当线圈有变形（几何尺寸变化或匝数变化）都会引起漏电感值的改变。d 采用电桥法对变压器漏电感进行测试的规范接线方式为：双线圈变压器： 低压侧短路时，从高压侧测量，即高低漏电感；或者 高压侧短路时，从低压侧测量，即低高漏电感。三线圈变压器： 高中漏电感：低压侧开路，中压侧短路，从高压侧测量； 高低漏电感：低压侧短路，中压侧开路，从高压侧测量； 中低漏电感：低压侧短路，从中压侧测量，高压侧开路。在现场测量时，应根据实际接线情况，可拆开连接较方便的一端接头进行测量，也可从刀闸一端测。并需与原始数据进行比较。 e 漏电感LXU2N·UK(%)/2f

27、83;SN。其中UN是变压器的额定电压，UK是阻抗电压，SN是表观容量。根据理论计算和实测，3kV500kV变压器的漏电感值大致在0.01900mH范围内。附录A 变压器漏感测量结果表A1. 同一台变压器两次漏感测量值对比测量日期漏感侧量值(mH)（额定分接）高压三相短路，低压侧测（低高）低压短路，高压侧侧（高低）LaoLboLcoLABLACLBC94.6.60.2970.3030.30013.88013.85413.98494.7.300.2970.3020.29913.88513.89113.986偏差(%)0.0000.3300.3300.0360.2670.014注：型 号：SJ11

28、80/6额定电压：3150（3000，3300）/400V联结组别：Y/Y012冷却方式：ONAN表A2.两台1600kVA/6kV变压器漏感测量值比较变压器 序号漏感侧量值(mH)（额定分接）变比低压侧测（低高）高压侧侧（高低）(高-低/低-高)1/2LaoLboLcoLABLACLBC670-10.0410.0420.0438.2618.4078.30714.07815670-20.0400.0410.0418.2818.2758.33814.227注：型号：BS91600/6额定电压：6±5%/0.4kV 接线方式：D，yn11冷却方式：ONAN出厂序号：6701，6702制造

29、厂：北京变压器厂表A3.6300kVA/35kV变压器的漏感测量值漏感测量值（mH）变比高压三相短路，低压侧测（低高）低压短路，高压侧测（高低）(高-低/低-高)1/2LabLacLbcLABLACLBC8.1478.1328.158104.02104.00104.373.583.33注：型 号：SZ76300/35额定电压：35/10.5kV接线方式：Y，d11冷却方式：ONAN制 造 厂：北京变压器厂表A4.变压器真空干燥前后的漏感测量值分接位置漏感测量值（mH）高压侧测（高中）高压侧测（高低）低压侧测（低高）中压侧测（中低）LAOLBOLCOLAOLBOLCOLabLacLbcLAmOm

30、LBmOmLCmOm1干燥前167.53166.83166.03241.27241.13239.34干燥后143.72143.94142.92243.68243.60241.9710.23210.28410.246 -23.9-22.89-23.12.412.472.6591011干燥前134.21133.81133.21干燥后114.02114.25113.59-20.2-19.56-19.6212干燥前130.57130.20129.633.8963.8393.891干燥后110.79111.04110.413.9053.8653.867-19.78-19.14-19.220.0090.0

31、26-0.02413干燥前126.16126.74126.16干燥后107.71107.95107.35-18.45-18.79-18.81 表示干燥后与干燥前漏感值之差注：工作号：947S151型 号：SFSZ731500/110额定电压：110kV±8×1.25%/38500V±2×2.5%/10500V联结组别：YN yno,d11冷却方式：OFAF制 造 厂：保定变压器厂表A5.1 变压器真空干燥前后的漏感测量值分接位置漏感测量值（mH）高压侧测（高中）中压侧测（中低）中压侧测（中高）高压侧测（高低）LAOLBOLCOLAmOmLBmOmLCmO

32、mLAmOmLBmOmLCmOmLAOLBOLCO1干燥前429.92429.50426.83干燥后377.88382.50380.98 -52.04-47.0-45.8591011干燥前348.75348.40346.5252.5051.6251.94干燥后305.55306.65305.5052.8452.0052.37484.60481.65479.7-43.2-41.75-41.040.340.380.4318干燥前295.23294.94293.6081.1682.1481.20干燥后256.80257.80255.50-38.43-37.17-38.119干燥前288.65288.

33、50287.60干燥后262.70263.70261.40-25.95-24.8-26.2表A5.2 根据变压器真空干燥前测量的直流电阻及阻抗电压设计值计算的漏感值分 接位 置高压线圈直阻测量值（）高-中阻抗电压设计值高-中短路阻抗（）漏感计算值（mH）漏感实测值（mH）RAORBORCOLAO'LBO'LCO'LAOLBOLCO11.4621.4641.46913.67%127.07404.4404.4404.4429.92429.50426.839,10,111.3151.3161.31913.67%105.02334.3334.3334.3348.75348.40

34、346.55注：工 作 号：947S051型 号：SFPSZ863000/220额定电压：220±8×1.25%/121/38.5kV冷却方式：OFAF制造厂：保定变压器厂表A6. 漏感测量值及计算值分接位置漏感测量值（mH）阻抗电压短路阻抗（）漏感计算值LA(B.C)O'（mH）高压侧测（高低）低压侧测（低高）LAOLBOLCOLacLabLbc14.2%22.47671.543 额定分接72.0270.9671.931.0051.0011.001 该值是忽略直流电阻不计，从短路计算得的。注：型 号：SFP10370000/220额定电压：242 kV±

35、2×2.5%联结组别：YN，d11冷却方式：ODAF制 造 厂：保定变压器厂表A7. 漏感测量值及近似计算值分接位置漏感测量值（mH）阻抗电压（%）短路阻抗（）漏感计算值（mH）低压侧测(低-高)高压侧测(高-低)中压侧测(中-低)高-中高-低中-低高-中高-低中-低高-中高-低LAO'中-低LAOm'额定分接LaoLAOLAmO11.8752.7437.2443.62193.8229.08138.9616.9592.568.365586.1589.51注：工 作 号：938S02型 号：ODFPS250000/500额定电压：525/ /242/ /36kV容 量：

36、250000/250000/60000 kVA额定电流：824.8/1789.3/1666.7A联结组别：I，a0，I0制 造 厂：保定变压器厂阻抗法和频响法诊断电力变压器绕组变形摘要简要介绍了阻抗法和频响法测量电力变压器绕组变形的基本原理和实现方法，比较分析了阻抗法和频响法对两种典型变形测试的灵敏性，并指出了两种方法的互补性。在初步总结诊断绕组变形基本规则的基础上，对某次变压器绕组变形故障进行了分析和诊断。关键词变压器绕组变形阻抗法频响法试验研究诊断0前言目前，检测变压器绕组变形一是阻抗法，二是频响法和低压脉冲法。从目前的技术成熟度看，频响法用于现场要比低压脉冲法易于实施，测得的图谱较稳定，

37、重复性好，不易受试验接线、外界干扰的影响。因此，频响法的应用比较普遍。相对阻抗法，频响图谱包含的绕组特征信息丰富得多，对绕组变形的反映较灵敏。阻抗法则实施更简单，有标准可循，仍不失为一种普测和互补的手段，尤其是对量大面广的中低电压等级的变压器而言。由于实际的变压器种类繁多，结构多样，导致变压器绕组的数学建模相当困难，而简单的模型计算与实测的数据还相差甚远。为此，本文以试验研究的方法，摸索综合应用阻抗法和频响法诊断电力变压器绕组变形的依据和规律。通过选择实际的变压器，借助比较成熟的测试技术和手段，建立变压器绕组的物理模型进行分析。推动该测试技术的成熟和完善，促进变压器绕组的理论研究。1阻抗法和频

38、响法的测试原理和接线阻抗法是通过测量工频电压下变压器绕组的短路阻抗或漏抗来反映绕组的变形和移位及匝间开路和短路等缺陷。漏抗实质上是散布在变压器绕组与绕组之间，绕组内部及绕组与油箱之间的漏磁通形成的感应磁势的反映，因此对漏磁磁路的变化比较灵敏；短路阻抗则是漏抗和绕组电阻的平方和开方。由于一般大型变压器绕组电阻比漏抗要小很多，因此阻抗可以反映漏抗的变化，而且，测量阻抗比测漏抗易于实现。在现场测试中，建议在低电压下实施阻抗测量，电压根据被测变压器容量的大小一般取几百V，为避开铁芯非线性的影响，所加电流应>2A。被测变压器低压侧短路，高压侧施压，测量接线如图1所示(以两绕组变压器为例)。图1阻抗

39、法测量接线示意图当所加电源的频率逐步增高时，变压器绕组分布参数的特性逐渐体现出来。实质上，变压器绕组在高频下是一个由分布电感和电容构成的线性无源两端网络，如图2所示。图中，Ls为线匝自感；M为匝间互感；Cs为匝间电容；Cg为线匝对地电容(忽略了损耗因素)。图2绕组分布参数网络的等效电路图频响法即是从绕组一端对地注入扫频信号源，测量绕组两端的端口特性参数，如输入阻抗、输出阻抗、电压传输比和电流传输比的频域函数。通过分析端口参数的频域图谱特性，判断绕组的结构特征。如果绕组发生变形，就会使绕组的分布电容和电感改变，反映到端口参数的频谱发生变化。为了简化，通常只测量一种端口参数。电压传输比反映了等效网

40、络的衰减特性，是常测的参数之一1，测量接线实现如图3所示。入端施加正弦扫频电压信号Ui，并测量输出电流在采样电阻R上的压降U0，并计算U0Ui，得到传输比随频率变化的图谱。如果输出电流I0很小，U0也很小，则U0Ui很小，表明绕组内部发生了并联谐振，频谱曲线上出现频谷；反之，则表明发生串联谐振，频谱曲线上出现频峰。理论计算表明，在频峰处，绕组上的驻波分布将呈现为整个半正弦波的分布；而在频谷处，驻波呈现为奇数个1/4正弦波分布图3变压器绕组频谱的测量接线图显然，绕组的结构、大小、位置和引线不同，频峰和频谷的位置和高低也不同，频谱也就不同，因此，不同绕组的频谱图谱肯定不同。但是，对于同类型的变压器

41、绕组，由于绕组结构的类似性，其测到的频谱曲线必然有可比性。可用来帮助判断和确定绕组的变形故障。2变压器绕组变形故障模拟研究选取1台变压器进行变形故障的模拟试验研究，一种是局部的匝间压缩，即轴向压缩变形；一种是局部凹坑，属幅向变形。并分别采用阻抗法和频响法对两种变形进行测量，目的是比较两种方法对不同变形故障的灵敏性和有效性。变压器为三相两绕组，所测绕组为连续式。测试均在变压器吊罩后进行，测试结果见表1。测试方法为：阻抗法测低压短路阻抗；电桥法测绕组漏感；BRTC变压器绕组特征测试仪(即频响测试仪)测绕组频谱。1) 测试工况1变形前，测录低压短路阻抗，漏感和高压三相绕组频谱曲线，如图4所示。表1变

42、形前后线圈阻抗和电感的变化数据阻抗及电感测试工况1测试工况2测试工况3C相短路阻抗/%8.088.086.96阻抗变化率*/%/没有变化-13.86C相漏感/H0.01930.01940.0168漏感变化率*/%/0.52-12.95*以工况1为基准。图4变形前高压三相绕组频谱(1500kHz)2) 测试工况2轴向局部变形。在C相高压线圈顶部抽掉匝间垫块(见图5中的标示圈)，压紧头5匝线圈。高压绕组共80匝，因此，可认为有5%的变形。测录低压短路阻抗，漏感和高压三相绕组频谱曲线(见图6)图5轴向变形实物照片3) 测试工况3幅向变形。在C相高压线圈底部用力敲两处，凹坑深达1cm左右(见图7中的标示圈)，测录低压短路阻抗，漏感和高压三相绕组频谱曲线(见图8)。图7幅向变形实物照片图8幅向变形后高压三相绕组频谱