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變壓器繞組變形測(cè)試儀如何工作
發(fā)布日期：2021-03-05 點(diǎn)擊：3264次
變壓器繞組變形測(cè)試儀如何工作
變壓器繞組變形測(cè)試儀時(shí)當(dāng)前測(cè)量變壓器繞組變形的最佳儀器，它采用頻率響應(yīng)測(cè)試儀法對(duì)變壓器內(nèi)部繞組特征參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)采用目前世界發(fā)達(dá)國(guó)家正在開發(fā)完善的內(nèi)部故障頻率響應(yīng)分析FRA方法，能對(duì)變壓器內(nèi)部故障作出準(zhǔn)確判斷。
變壓器繞組變形測(cè)試儀作為電力系統(tǒng)中重要的檢測(cè)設(shè)備之一，其具體是如何工作的呢？
在較高頻率的電壓作用下，變壓器的每個(gè)繞組均可視為一個(gè)由線性電阻、電感（互感）、電容等分布參數(shù)構(gòu)成的無(wú)源線性雙口網(wǎng)絡(luò)，其內(nèi)部特性可通過(guò)傳遞函數(shù)H(jω)描述。若繞組發(fā)生變形，繞組內(nèi)部的分布電感、電容等參數(shù)必然改變，導(dǎo)致其等效網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)H(jω)的零點(diǎn)和極點(diǎn)發(fā)生變化，使網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)特性發(fā)生變化。
變壓器繞組的幅頻響應(yīng)特性采頻率掃描方式獲得。連續(xù)改變外施正弦波激勵(lì)源VS的頻率f(角頻率ω=2πf)，測(cè)量在不同頻率下的響應(yīng)端電壓V2和激勵(lì)端電壓V1的信號(hào)幅值之比，獲得指定激勵(lì)端和響應(yīng)端情況下繞組的幅頻響應(yīng)曲線。L、K及C分別代表繞組單位長(zhǎng)度的分布電感、分布電容及對(duì)地分布電容，V1、V2分別為等效網(wǎng)絡(luò)的激勵(lì)端電壓和響應(yīng)端電壓，VS為正弦波激勵(lì)信號(hào)源電壓，RS為信號(hào)源輸出阻抗，R為匹配電阻。
以上就是變壓器繞組變形測(cè)試儀詳細(xì)工作過(guò)程，了解它對(duì)于我們更好的使用該儀器是非常有用的。
變壓器繞組變形試驗(yàn)方法
變壓器繞組變形試驗(yàn)的重要性相信作為一個(gè)電力人員來(lái)說(shuō)一定非常了解。每個(gè)新變壓器出廠或者投入使用時(shí)，繞組變形試驗(yàn)也是必做的試驗(yàn)。因此，了解變壓器繞組變形試驗(yàn)方法是很有必要的。目前，已知變壓器繞組變形試驗(yàn)方法主要由四種，其中變壓器繞組變形測(cè)試儀進(jìn)行變壓器繞組變形試驗(yàn)是最簡(jiǎn)單、精準(zhǔn)的。
1、常規(guī)方法
(如測(cè)量變壓比、直流電阻等)因測(cè)量靈敏度太低，用以診斷變壓器繞組變形是比較困難的。
2、電容法
雙繞組變壓器(內(nèi)低外高)為例，用電橋進(jìn)行變壓器繞組連同套管的介損時(shí)，可測(cè)量并計(jì)算出低壓繞組對(duì)地集中電容CL、高低壓繞組間電容CHL和高壓繞組對(duì)地電容CH。
3、低電壓阻抗法
通過(guò)測(cè)量變壓器繞組在50Hz下的阻抗或漏抗，由阻抗或漏抗的變化來(lái)判斷變壓器繞組是否發(fā)生了危及運(yùn)行的變形，如匝間短路、開路、線圈位移等。
4、頻率響應(yīng)法
在繞組的一端輸入掃頻電壓信號(hào)Vs(依次輸入不同頻率的正弦波電壓信號(hào))，通過(guò)數(shù)字化記錄設(shè)備同時(shí)檢測(cè)不同掃描頻率下繞組兩端的對(duì)地電壓信號(hào)Vi(n)和Vo(n)，得到被測(cè)變壓器繞組的傳遞函數(shù)H(n):
通過(guò)以上說(shuō)明我們可以知道，頻率響應(yīng)法相對(duì)于其它方法來(lái)說(shuō)是有很大優(yōu)勢(shì)的。而變壓器繞組變形測(cè)試儀就是參考頻率響應(yīng)法制造而成的。
變壓器繞組變形判斷介紹
電力人員經(jīng)常使用變壓器繞組變形測(cè)試儀檢測(cè)變壓器是否發(fā)生繞組變形。那你是否知道如何判斷繞組變形的程度呢？下面就給大家詳細(xì)講解一下判斷方法。
變壓器繞組變形判據(jù)：
變壓器繞組的頻率響應(yīng)特性中、低頻部分（10--500 kHz）的頻響曲線具有較豐富的諧振點(diǎn)，這些諧振點(diǎn)的變化靈敏地反應(yīng)了變壓器繞組斷股、鼓包、扭曲、餅間錯(cuò)位等變形情況，而高頻部分（500 kHz以上）能反應(yīng)出變壓器繞組的位移。對(duì)變壓器110kV及以上繞組頻響曲線的高頻部分，由于影響因素較多，有時(shí)很難保證該部分曲線較好地重合。在進(jìn)行判斷時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)注意中、低頻部分，高頻部分作為必要時(shí)的參考。
1.6MVA以上變壓器繞組無(wú)變形診斷步驟：
1、如果三相繞組相間差值大于3.5dB，應(yīng)引起注意，應(yīng)將測(cè)試結(jié)果與該變壓器的原始測(cè)試結(jié)果相比較，如有明顯變大（大于3.5dB），則可判定為發(fā)生了繞組變形；
2、如果沒(méi)有原始測(cè)試結(jié)果，則可與同廠同型同期變壓器的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較，如有明顯變大（大于3.5dB），則可判定為發(fā)生了繞組變形；
3、如果仍無(wú)法比較，則需請(qǐng)制造廠說(shuō)明三相繞組不一致的原因，并結(jié)合短路和過(guò)流情況作出判斷；
4、如果三相繞組相間差值小于3.5dB，但與該變壓器的原始測(cè)試結(jié)果相比差值大于3.5dB時(shí)，則變壓器繞組的共用部分發(fā)生變形，或者發(fā)生了三相一致的變形；
變壓器繞組發(fā)生變形后，還需要知道變形程度。 變形程度按前述定義劃分為正常、中度變形、嚴(yán)重變形三種。診斷的注意值見下表1
變形程度 正常 一般變形 嚴(yán)重變形
差值(dB) 3.5 3.5～7.0 >7.0
以上就是使用變壓器繞組變形測(cè)試儀檢測(cè)繞組變形的結(jié)果說(shuō)明，相信通過(guò)這些說(shuō)明，你已經(jīng)學(xué)會(huì)了正確判斷變壓器繞組變形的方法了。
變壓器繞組變形測(cè)試儀進(jìn)行繞組變形試驗(yàn)接線方法及步驟
變壓器繞組變形測(cè)試儀是專用于檢測(cè)變壓器是否發(fā)生繞組變形的儀器。為了確保試驗(yàn)的順利進(jìn)行，在使用前，我們一定要了解該試驗(yàn)的接線圖及步驟。
變壓器繞組變形試驗(yàn)接線圖：
變壓器繞組變成試驗(yàn)接線圖
變壓器繞組變形試驗(yàn)步驟：
1、通過(guò)三根專用測(cè)試線將被試驗(yàn)變壓器的被試?yán)@組引出端與測(cè)試儀的三個(gè)端口（OUT、INPUT1、INPUT2）有效連接。
2、打開筆記本電腦輸入被試變壓器銘牌；打開測(cè)試儀電源開關(guān)，用USB口線將測(cè)試儀與筆記本電腦連接，開始試驗(yàn)。
3、采集完畢，關(guān)閉筆記本電腦及測(cè)試儀的電源。
利用變壓器繞組變形測(cè)試儀進(jìn)行繞組變形試驗(yàn)是當(dāng)前電力系統(tǒng)使用得最多的方法，因此熟練掌握 變壓器繞組變形測(cè)試儀進(jìn)行繞組變形試驗(yàn)接線方法及步驟是很有必要的。
變壓器繞組變形試驗(yàn)-頻率響應(yīng)法
頻率響應(yīng)法是電力人員進(jìn)行變壓器繞組變形試驗(yàn)運(yùn)用的最多的試驗(yàn)方法，變壓器繞組變形測(cè)試儀也是根據(jù)此原理設(shè)計(jì)制造的。為了幫助大家更好的做好該試驗(yàn)，下面給大家講解一下頻率響應(yīng)法測(cè)量變壓器繞組變形的原理及方法。
頻率響應(yīng)法利用掃頻技術(shù)，通過(guò)測(cè)試變壓器繞組頻率響應(yīng)特性曲線進(jìn)行橫向或縱向比較，可準(zhǔn)確診斷變壓器繞組變形情況。變壓器線圈可視為一分布參數(shù)元件，它由對(duì)地電容、縱向電容、電感和電阻等分布參數(shù)構(gòu)成了無(wú)源線性雙端口網(wǎng)絡(luò)，頻率響應(yīng)法是掃頻電壓發(fā)生器依次把輸出的不同頻率的正弦波電壓信號(hào)加在變壓器的一端，同時(shí)檢測(cè)不同掃描頻率下繞組兩端的對(duì)地電壓信號(hào)Vi(n)和Vo(n)，對(duì)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)
處理將得到被測(cè)變壓器繞組的傳遞函數(shù)H(n)：
H(n)＝20Log(Vo(n)/Vi(n))
電力變壓器繞組的傳遞函數(shù)主要取決于變壓器內(nèi)部電感、電容等分布參數(shù)，變壓器繞組的頻率響應(yīng)特性具有如下特征。
1. 當(dāng)頻率低于10 kHz時(shí)，其頻率響應(yīng)特性主要由線圈的電感所決定，諧振點(diǎn)通常較少，對(duì)分布電容的變化較不敏感。
2. 當(dāng)頻率超過(guò)1 MHz時(shí)，繞組的電感又被分布電容所旁路，諧振點(diǎn)也會(huì)相應(yīng)減少，對(duì)電感的變化較不敏感，而且隨著頻率的提高，測(cè)試回路（引線）的雜散電容也會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果造成明顯影響。
3. 在10 kHz～1 MHz范圍內(nèi)，繞組的分布電感和電容均發(fā)揮作用，其頻率響應(yīng)特性具有較多的諧振點(diǎn)，能夠靈敏地反映出繞組電感、電容的變化情況。
因此，頻率響應(yīng)法選用10 kHz～1 MHz的掃頻測(cè)量范圍對(duì)變壓器進(jìn)行繞組變形測(cè)試，線性掃頻點(diǎn)達(dá)500個(gè)以上，被測(cè)變壓器繞組的傳遞函數(shù)H(n)會(huì)得到較多的諧振峰測(cè)量效果。
頻率響應(yīng)法測(cè)量變壓器繞組變形診斷方法：
變壓器在制造完成后，其線圈結(jié)構(gòu)也即確定，變壓器繞組的分布參數(shù)元件的參數(shù)也隨之確定，如果在變壓器遭受突發(fā)短路沖擊或其它外力后，繞組在受到不均勻的軸向和徑向電動(dòng)應(yīng)力作用時(shí)，可導(dǎo)致線圈的變形，其電感、電容、電阻等分布參數(shù)將發(fā)生改變，繞組的頻率響應(yīng)特性也將改變，對(duì)照繞組前后的傳遞函數(shù)的諧振峰數(shù)目、頻率及幅值變化大小及三相繞組頻率響應(yīng)圖譜的橫向比較可以進(jìn)行定性、定量分析，判斷變壓器繞組發(fā)生變形的嚴(yán)重程度。判斷變壓器繞組變形的方法一般遵循以下原則。
1. 頻響特性曲線在低頻段（10～200 kHz）內(nèi)，繞組的對(duì)地電容及餅間電容所形成的容抗較大，而感抗較小，即繞組的電感影響起主要作用，當(dāng)這一頻響特性曲線出現(xiàn)諧振點(diǎn)減少或向高頻方向、信號(hào)幅度增大等變化時(shí)，可判斷變壓器繞組發(fā)生整體變形位移的可能。
2. 頻響特性曲線在中頻段（200～600 kHz）內(nèi)，繞組的分布電感和電容均發(fā)揮作用，其頻響特性具有較多的諧振峰。當(dāng)諧振峰幅度發(fā)生改變時(shí)可能有引線位移；當(dāng)出現(xiàn)諧振峰幅度嚴(yán)重異常，諧振點(diǎn)前移的情況，應(yīng)考慮線圈內(nèi)有金屬異物；若有高阻帶的情況出現(xiàn)，應(yīng)考慮線匝開路或分接開關(guān)不到位的情況?？傊谶@一頻段內(nèi)，是變壓器繞組頻響特性曲線分析的重點(diǎn)范圍，如果頻響特性發(fā)生諧振峰頻率左右移動(dòng)或諧振峰數(shù)目減少或增多等明顯變化時(shí)，通常預(yù)示著繞組發(fā)生扭曲和鼓包等局部變形現(xiàn)象。
3. 當(dāng)頻響特性曲線高頻段（＞600 kHz）的諧振峰發(fā)生明顯變化時(shí)，通常預(yù)示著繞組的電容改變，因?yàn)樵诟哳l下，繞組的感抗增大，基本被餅間分布電容所旁路，故對(duì)諧振峰變化的影響程度較低，該頻段基本以電容的影響為主，因此繞組整體移位或分接開關(guān)引線的對(duì)地距離發(fā)生變化是造成頻響特性曲線變化的主要因素。這一頻段易受測(cè)量回路對(duì)地雜散電容、油枕、人體位置等影響，如果測(cè)試連接回路不當(dāng)，難以保證兩次測(cè)試結(jié)果在該頻段內(nèi)的重復(fù)性，因此測(cè)試時(shí)回路接線及外部環(huán)境應(yīng)盡可能一致。
頻率響應(yīng)法進(jìn)行變壓器繞組變形試驗(yàn)相對(duì)于其它的方法其優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。而根據(jù)此方法制造的變壓器繞組變形測(cè)試儀現(xiàn)在也得到了市場(chǎng)的廣泛響應(yīng)。
變壓器繞組變形試驗(yàn)-低電壓電抗法測(cè)量
變壓器繞組變形試驗(yàn)我們一般選用變壓器繞組變形測(cè)試儀。除此之外，變壓器繞組變形試驗(yàn)方法非常多，其中低電壓電抗法是被廣泛使用的方法，下面武漢科電中威就對(duì)其進(jìn)行分析說(shuō)明。
低電壓電抗法測(cè)量變壓器繞組變形方法：
低電壓電抗法的試驗(yàn)接線與短路試驗(yàn)接線相同。通常將繞組對(duì)中的較低電壓側(cè)短路(以下稱短接側(cè))，從繞組對(duì)中的較高電壓側(cè)(以下稱加壓側(cè))施加額定頻率的交流電壓，進(jìn)行試驗(yàn)。
低電壓電抗法測(cè)量變壓器繞組變形檢測(cè)時(shí)機(jī)：
1、變壓器出廠試驗(yàn)前的全部絕緣試驗(yàn)通過(guò)后。
2、變壓器經(jīng)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)安裝就位后。
3、變壓器在運(yùn)行中經(jīng)受短路電流沖擊后，可根據(jù)短路電流的大小、持續(xù)時(shí)間、累積短路次數(shù)決定。
低電壓電抗法測(cè)量變壓器繞組變形判斷方法：
1、建立包含出廠、交接和現(xiàn)場(chǎng)首次試驗(yàn)值的原始資料數(shù)據(jù)庫(kù)。
2、每次檢測(cè)后，均應(yīng)分析同一參數(shù)的三個(gè)單相值的互差(橫比)和同一參數(shù)值與原始數(shù)據(jù)和上一次測(cè)試數(shù)據(jù)的相比之差(縱比)。
3、分析縱、橫比值的變化趨勢(shì)。
4、分析相關(guān)繞組對(duì)參數(shù)變化與異常繞組對(duì)參數(shù)變化的對(duì)應(yīng)性。
5、結(jié)合測(cè)量繞組的直流電阻、繞組對(duì)和繞組對(duì)地的等值電容、變壓器的空載電流、空載損耗、局部放電，進(jìn)行繞組頻率響應(yīng)的分析、等試驗(yàn)綜合分析。
采用低電壓電抗法進(jìn)行變壓器繞組變形試驗(yàn)雖然沒(méi)有變壓器繞組變形測(cè)試儀方便，但成本較低，這種方法我們也必須掌握。
四方國(guó)瑞電力專注于高電壓試驗(yàn)設(shè)備及其測(cè)試技術(shù)的研究和發(fā)展，努力為我國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)和保障電網(wǎng)安全運(yùn)行作出貢獻(xiàn)。
