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電力技術(shù)

變壓器內(nèi)部繞組特征參數(shù)測試儀

時間：2022-11-17

中試控股技術(shù)研究院魯工為您講解：變壓器內(nèi)部繞組特征參數(shù)測試儀

ZSBR-8500電力變壓器繞組變形測試儀 | 參考標準：DL/T 911-2016

變壓器在試驗過程中發(fā)生匝間、相間短路，或在運輸過程中發(fā)生沖撞，造成線圈相對位移，以及運行過程中在短路和故障狀態(tài)下因電磁拉力造成線圈變形，就會使變壓器繞組的分布參數(shù)發(fā)生變化。進而影響并改變變壓器原有的頻域特征，即頻率響應發(fā)生幅度變化和諧振頻點偏移等。并根據(jù)響應分析方法研制開發(fā)的RBX-H變壓器繞組頻率響應測試儀，就是這樣一種新穎的變壓器內(nèi)部故障無損檢測設備。它適用于63kV～500kV電力變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)故障檢測。

檢測數(shù)據(jù)自動分析系統(tǒng),橫向比較A、B 、C三相之間進行繞組相似性比較,其結(jié)果為:①一致性很好②一致性較好③一致性較差④一致性很差,縱向比較A-A、B-B、C-C調(diào)取原數(shù)據(jù)與當前數(shù)據(jù)同相之間進行繞組變形比較，其結(jié)果為:①正常繞組②輕度變形③中度變形④嚴重變形；

中試控股始于1986年 ? 30多年專業(yè)制造 ? 國家電網(wǎng).南方電網(wǎng).內(nèi)蒙電網(wǎng).入圍合格供應商

一、簡介
1、ZSBR-8500電力變壓器繞組變形測試儀根據(jù)對變壓器內(nèi)部繞組特征參數(shù)的測量，采用目前世界發(fā)達國家正在開發(fā)完善的內(nèi)部故障頻率響應分析(FRA)方法，能對變壓器內(nèi)部故障作出準確判斷。
2、變壓器設計制造完成后，其線圈和內(nèi)部結(jié)構(gòu)就確定下來，因此對一臺多繞組的變壓器線圈而言，如果電壓等級相同3、繞制方法相同，則每個線圈對應參數(shù)(Ci、Li)就應該是確定的。因此每個線圈的頻域特征響應也隨之確定，對應的三相線圈之間其頻率圖譜具有一定可比性。
4、變壓器在試驗過程中發(fā)生匝間、相間短路，或在運輸過程中發(fā)生沖撞，造成線圈相對位移，以及運行過程中在短路和故障狀態(tài)下因電磁拉力造成線圈變形，就會使變壓器繞組的分布參數(shù)發(fā)生變化。進而影響并改變變壓器原有的頻域特征，即頻率響應發(fā)生幅度變化和諧振頻點偏移等。并根據(jù)響應分析方法研制開發(fā)的ZSBR-8500電力變壓器繞組變形測試儀，就是這樣一種新穎的變壓器內(nèi)部故障無損檢測設備。它適用于63kV～500kV電力變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)故障檢測。
5、ZSBR-8500電力變壓器繞組變形測試儀是將變壓器內(nèi)部繞組參數(shù)在不同頻域的響應變化經(jīng)量化處理后，根據(jù)其變化量值的大小、頻響變化的幅度、區(qū)域和頻響變化的趨勢，來確定變壓器內(nèi)部繞組的變化程度，進而可以根據(jù)測量結(jié)果判斷變壓器是否已經(jīng)受到嚴重破壞、是否需要進行大修。變壓器繞組變形頻率響應測試儀由筆記本電腦及單片機構(gòu)成高精度測量系統(tǒng),結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，具有較完備的測試分析功能，對照使用說明書或經(jīng)過短期培訓即可自行操作使用。
6、變壓器設計制造完成后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各項參數(shù)基本保持不變，因此每個線圈的頻域響應也隨之確定，正常繞組的變壓器，其三相頻域響應曲線耦合程度基本一致；
7、當變壓器在試驗過程中出現(xiàn)匝間、相間短路，在運行中出現(xiàn)短路或其他故障因電磁拉力造成線圈移位，在運輸過程中發(fā)送碰撞造成線圈相對移位，這些因素都會使變壓器分布參數(shù)發(fā)生變化，其頻域響應也發(fā)生變化，根據(jù)頻域響應曲線即可判斷變壓器的變形程度；
8、基于以上思想和先進的測量技術(shù)，本公司設計了變壓器繞組變形測試儀，該儀器能準確繪制各相頻域響應曲線，通過測量曲線的橫向、縱向?qū)Ρ龋梢詼蚀_的判斷變壓器的變形程度。
9、本儀器符合DL/T911 2004《電力變壓器繞組變形的頻率響應分析法》標準。

二、特點優(yōu)勢
1、采用先進的DDS掃頻技術(shù)；
2、采用雙電源供電：市電AC220V±10%，內(nèi)電源6V5AH蓄電池；
3、采用高速，高集成化微處理器設計；
4、輸出正弦波幅值可通過軟件設置；
5、雙通道16位AD采樣；
6、8寸彩色觸摸屏，亮度可調(diào)；
7、最多可以保存120組測量數(shù)據(jù)，供隨時查閱或上傳至PC機；
8、有強大的上位機軟件，曲線分析、打印和生成word文檔；
9、USB2.0接口,支持數(shù)據(jù)上傳和聯(lián)機測試；

三、技術(shù)指標
1、設置6種不同的掃描方式：
線性 1K-1000kHz_1.0步進1kHz 1000點
線性 1K-1000kHz_0.5步進0.5kHz 2000點
線性 1K-2000kHz_1.0步進1kHz 2000點
線性 1K-2000kHz_0.5步進0.5kHz 4000點
分段100HZ - 1000kHz 1440點
分段100HZ - 2000kHz 2440點
2、測量范圍：(-100dB） - （+20dB）
3、測量精度：0.1dB；
4、掃描頻率精度：0.01%；
5、信號輸入阻抗：1MΩ；
6、信號輸出阻抗：50Ω；
7、同相測試重復率：99.9%；

中試控股ZSBR-8500電力變壓器繞組變形測試儀產(chǎn)品適用性好，實用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企業(yè)以及電力工作者信賴的好伙伴。

中試控股踐行“精細制造，深耕技術(shù)”產(chǎn)出ZSBR-8500電力變壓器繞組變形測試儀優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品能夠在市場中贏得用戶信賴,樹立中試控股新形象打下了堅實的根底。

根據(jù)電工學理論，如果繞組發(fā)生機械變，即發(fā)生了軸向、徑向尺寸，勢必會改變網(wǎng)絡上的L、K、C等分布參數(shù)，隨著網(wǎng)絡參數(shù)的改變，從而導致其頻率響應特性。因此我們比較不同時期該變壓器的頻率響應特性是否一致，就可以判斷變壓器是否發(fā)生了變形及變形程度的大小。

3.變壓器繞組變形測試系統(tǒng)及其分析方法

該測試系統(tǒng)是采用頻響法診斷變壓器繞組變形的。其原理顯通過計算機管理和控制，由掃頻電壓發(fā)生器依次輸出不同頻率的正強波電壓信號Vs（f）到變壓器驍組的一個端子上，然后通過雙通道檢測單元紀錄繞組兩端上的電壓信號Vi（f）和Vo（f），并作相應的數(shù)字化處理，得到其在不同掃描頻率下的幅值和相位，然后根據(jù)下式求得被測試繞組的幅頻響應特性或相頻響應特性，再由計算機作輸出處理（如圖2所示）。

幅頻響應特性：

H（f）=20lg（Avo（f）/Avi（f））

相頻響應特性：

φ（f）=φvo（f）-φVi（f）

電力變壓器繞組的幅頻響應特性H（f）主要取決于其內(nèi)部電感、電容等分布參數(shù)，通常具有如下特性：

（1）當頻率低于10KHz時，其頻率響應特性主要由線圈的電感所決定，諧振點通常較少，對分布電容的變化較不敏感；

（2）當電頻率超過1MHz時，繞組的電感又被分布電容所旁路，對電感的變化不敏感；

（3）在10KHz-1MHz的范圍內(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。因此，在該系統(tǒng)中，選用10KHz-1MHz的掃頻測量范圍。

頻率響應分析法診斷變壓器繞組變形是建立在比較繞組頻率響應特性變化基礎(chǔ)上的，中試控股即變壓器遭受突發(fā)短路沖擊后測得的各個繞組的頻率響應特性為原始測試結(jié)果一致，則表明該次短路故障沒有導致繞組變形，反之，可根據(jù)其特性變化的情況判斷變形的繞組以及其變形的嚴重程度。（這種判斷的方法，在實際的測試中，我們對兩臺遭受出口短路的220kV變壓器進行檢查，得出的頻響特性波形與兩年前所測試出的波形相當一致，故判斷其繞組未受到該次短路沖擊的破壞）。在實際的工作中，很多時候會碰上沒有原始數(shù)據(jù)的情況，（即那些已投入運行的變壓器，投運前沒有做該項測試），就采用比較變壓器互相繞組相間特性曲線的差異，對繞組繞組的變形情況作出判斷，對于制造工藝良好的變壓器，其三相繞組的結(jié)構(gòu)基本是一致的，測得的頻響曲線通常具有一定的可比性，但需注意，這種“可比性”僅僅是相對的，受繞組引線長度，其內(nèi)部位置等影響，特別是三角型接法的繞組，測得的三相頻率響應特性往往有較大的差異，這時應與該型號同廠家同一時期的其他變壓器作比較。

4.繞組變形測試技術(shù)的實際應用

本局開展繞組變形測試主要分為三類：

（1）對全新投運的變壓器，主要是檢查運輸途中是否意外的碰撞或沖擊，同時也是作為該變壓器頻率響應特性曲線的原始資料，用作以后測試的重要對比資料；

（2）對于遭受出口或近區(qū)短路的變壓器，根據(jù)我省執(zhí)行的《變壓器狀態(tài)檢修手則》的有關(guān)規(guī)定，必須進行繞組變形測試，判斷其是否變形，作為能否繼續(xù)運行的依據(jù)之一；

（3）配合日常的預試工作，對已運行的變壓器作繞組變形檢查，若判斷其繞組沒有發(fā)生變形現(xiàn)象，該次測得頻率響應特性曲線也將作為原始資料，是以后作對比的依據(jù)。

在目前，我局共進行了四十多臺次的繞組變形測試，積累了一定經(jīng)驗，在現(xiàn)場的測試中，應特別注意以下兩方面的因素對測試結(jié)果的影響：

（1）變電站高壓電磁場的干擾。收于該系統(tǒng)的掃頻電壓發(fā)生器僅輸出5V左右的正弦波，容易受到高壓電磁場的干擾，如：本局所屬500kV變壓站#2主變低壓側(cè)的35kV電抗器開關(guān)爆炸，造成相間短路，主變B相有載開關(guān)瓦斯的動作，跳開三側(cè)開關(guān)。我們在現(xiàn)場作繞組變形測試時，發(fā)現(xiàn)其頻率響應特性曲線極不穩(wěn)定，并且三相頻率響應特性曲線極不一致，為了防止誤判，我們進行了多臺次的測試，發(fā)現(xiàn)其特性曲線雖不穩(wěn)定，但有規(guī)律性，并且三相之間的規(guī)律是一致。我們判斷是受到了電磁場的干擾，（在排除了受干擾的特性曲線后，三相頻響曲線較為一致）在結(jié)合了其它電氣試驗，油化驗的結(jié)果認為該次短路沖擊對主變的繞組沒有造成損害；在測試一臺220kV變壓器時，也觀察到在某些頻率段受到干擾而產(chǎn)生尖峰，甚至在110kV場地也有這種現(xiàn)象，因此在判斷波形是要注意排除：

（2）要注意繞組的直流電阻或測試線與繞組之間的接觸電阻對測試結(jié)果的影響：在以上提及的變壓器繞組分布參數(shù)等值網(wǎng)絡圖中，是忽略繞組的電阻的，但實際上，繞組的電阻變化，不但對頻率響應特性曲線的幅值產(chǎn)生影響，而且還會影響諧振峰點出現(xiàn)的頻率，容易產(chǎn)生誤判。我們在對一臺220KV變壓器作繞組測試時，造成與原始曲線相差較大，經(jīng)多次試驗，才發(fā)現(xiàn)是測試線與繞組之間的接觸不良。因此，在作判斷時，除了要檢查試驗接線，還要結(jié)合變壓器的直流電阻作判斷，看是否由于繞組的內(nèi)部接觸不良，造成對測試的影響。

下面介紹一下變壓器繞組變形的測試實例：某站#1主變，型號SFZ7-40000/110由于誤操作，10kV母線相間短路，短路電流約8kA。但由于#2主變開關(guān)需處理，無法投運，因此只能將#1主變迅速恢復運行。事后，取主變本體油樣作檢查，未發(fā)現(xiàn)有異常情況。#2主變開關(guān)經(jīng)處理投運后，將#1主變停下，作常規(guī)電氣試驗，吸收比、介損值、繞組直流電阻等項目和以往數(shù)據(jù)比較，均無異常。按以往的做法，已可認為該次短路沖擊對#1主變沒有造成損害，可以繼續(xù)投運。但接著進行繞組變形的測試，發(fā)現(xiàn)低壓側(cè)面繞bc線圈與ab、ca兩相線圈的頻響特性曲線有相當?shù)牟町悾?jīng)多次測試，均為同一結(jié)果（由于該臺變壓器沒有原始數(shù)據(jù)，只能作三相比較）。為了穩(wěn)妥起見，我們將#2主變停下，作繞組變形測試（該主變?yōu)?1主0變同型號，同期出廠，同時投運，但沒有遭受該次短路的沖擊），其特性曲線三相間較為一致。據(jù)此，我們判斷#1主變的低壓繞組線圈發(fā)生變形，根據(jù)頻率響曲線應判斷為：低壓c相單獨變形或a、b兩相同時變形。決定該主變返廠吊罩檢查。吊芯后，發(fā)現(xiàn)低壓繞組a、b相線圈出現(xiàn)鼓包，并伴隨有線圈的扭曲現(xiàn)象。通過繞組變形的測試，可以將變壓器隱藏的、但常規(guī)預防性試驗很難檢出的繞組變形故障發(fā)現(xiàn)，及時進行處理，避免損壞變壓器的事故發(fā)生。