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變壓器內部故障頻率響應分析測試儀

時間：2022-11-17

中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器內部故障頻率響應分析測試儀

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生匝間、相間短路，或在運輸過程中發生沖撞，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發生變化。進而影響并改變變壓器原有的頻域特征，即頻率響應發生幅度變化和諧振頻點偏移等。并根據響應分析方法研制開發的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部故障無損檢測設備。它適用于63kV～500kV電力變壓器的內部結構故障檢測。

檢測數據自動分析系統,橫向比較A、B 、C三相之間進行繞組相似性比較,其結果為: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調取原數據與當前數據同相之間進行繞組變形比較，其結果為: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多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.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對變壓器內部繞組特征參數的測量，采用目前世界發達國家正在開發完善的內部故障頻率響應分析(FRA)方法，能對變壓器內部故障作出準確判斷。
2、變壓器設計制造完成后，其線圈和內部結構就確定下來，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(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生匝間、相間短路，或在運輸過程中發生沖撞，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發生變化。進而影響并改變變壓器原有的頻域特征，即頻率響應發生幅度變化和諧振頻點偏移等。并根據響應分析方法研制開發的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部故障無損檢測設備。它適用于63kV～500kV電力變壓器的內部結構故障檢測。
5、ZSBR-8500電力變壓器繞組變形測試儀是將變壓器內部繞組參數在不同頻域的響應變化經量化處理后，根據其變化量值的大小、頻響變化的幅度、區域和頻響變化的趨勢，來確定變壓器內部繞組的變化程度，進而可以根據測量結果判斷變壓器是否已經受到嚴重破壞、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成高精度測量系統,結構緊湊，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，其內部結構和各項參數基本保持不變，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匝間、相間短路，在運行中出現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發生變化，其頻域響應也發生變化，根據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，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、縱向對比，可以準確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、特點優勢
1、采用先進的DDS掃頻技術；
2、采用雙電源供電：市電AC220V±10%，內電源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；
7、最多可以保存120組測量數據，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,支持數據上傳和聯機測試；

三、技術指標
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品適用性好，實用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企業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”產出ZSBR-8500電力變壓器繞組變形測試儀優質產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。

頻率響應法測量接線及波形比較

正常運行的變壓器繞組，三相頻譜特性相關性好。若發生事故未造成繞組變形，事故前后的曲線基本重合。繞組變形后，事故前后的曲線不重合，相關性差。

變形時在較低頻段0.5~200kHz的曲線峰值點會發生平移，或增頻，或減頻，峰值點對應幅值分貝數也會改變，峰值點數目一般會減少。

測量時，注入某一頻率的脈沖信號，當XL?=?XC，即ωL?=?1?/ωC，電路處于諧振狀態，ω=1/√LC，f?=?1/2π，√LC是叫路的諧振頻率，這個頻率對應頻響曲線的峰值點或谷值點。當發生串聯諧振時是峰值點，發生并聯諧振時是谷值點。在某一線頻率的頻響曲線，可能有若干個諧振點。同時還有一個臨界點，超過臨界點頻率曲線變得比較平緩，臨界點對應頻率應略有差異，但一般都在10～200kHz之間。

3）中試控股變壓器繞組頻響特性測量方法

⑴?Yn或Yno接，35kV，110kV，或220kV三相繞組分相測量，測量方法如下表：

Ｙ接中性引出繞組頻響分相測量方法

⑵?11接繞的10?kV或35?kV繞組，無中性點引出時頻響測量方法如下表：
d11接無中性點引出時測量方法
用到BTRC-II型變壓器繞組變形測試儀

⑶?對于Y接，繞組中性點不引出頻響的測量方法如下表：
Y接繞組中性點不引出的測量方法

4）中試控股頻率響應法測量參考判據

⑴?110?kV及以上大，中型變壓器三相頻特性曲線相關性很好，可以作三相之間相互比較；也可以用同一相投運前的頻響曲線為基準與運行后某一時期頻響曲線作比較，進行繞組變形分析。

⑵?應用頻響曲線在0.3～500Hz頻段的相關系數R，可以分析繞組整體變形狀況。當R大于0.95時，繞組無可見變形；當R接近0.9時，繞組有輕微變形；當R小于0.9許多時，繞組有可見的較重的變形，甚至有匝間、餅間短路故障。

如某主變壓器110kV側出口短路，中性點接地刀閘發生爆炸，變壓器受到嚴重沖擊，經繞組變形檢查測得相關系數為RAB?=?0.880,RAC?=?0.863,RBC?=?0.911；吊罩檢查，A、B、C三相都有變形，且A相較嚴重，與測試結果一致。

⑶?分析繞組頻響曲線在0.3～500Hz低頻段的峰值點數減少，起伏幅度變小，以及在頻率方向的位移，可以診斷繞組的局部變形。如在10kV及35kV內柱繞組變形時，受到擠壓，頻響值一般向低頻方向移動；110kV和220kV外柱繞組變形時，受向外拉張力頻響峰值點一般向高頻方向移動方向。
⑷頻響曲線相關系數是繞組變形診斷的必要判據，峰值點數減少、移動變化是變形診斷的充分判據，二者應綜合應用、全面分析。
⑸?完好的變壓器繞組對同一相來說，不同分接位置的頻響曲線相關性很好，若調壓繞組發生變形或分接開關有故障，位置裝錯，則頻響曲線相關性會變壞。因此比較同一相不同分接位置的頻響相關性，可診斷調壓繞組、分接開關的變形和故障。

⑹?繞組頻譜曲線出現嚴重的毛剌，表明分接開關觸頭有嚴重燒傷，繞組焊頭、導電桿接觸不良。下面中試控股重點介紹一下變壓器繞組變形診斷方法

目前，各國普遍采用的變壓器繞組變形診斷方法是短路阻抗法、低壓脈沖法和頻率響應分析法。相對應的設備分別是：頻響法變壓器繞組變形測試儀一體式變壓器繞組變形測試儀和變壓器繞組變形頻響阻抗測試儀。

這幾種實驗方法的優缺點如下：

短路阻抗法的特點是測量簡單，能較好地再現評估結果。當參數偏離規定值時，可相當可靠地估計是否存在故障，但是需動用龐大試驗設備，靈敏度不高。

低壓脈沖法克服了短路阻抗法的缺點，其靈敏度高，能檢測出2~3mm的彎曲變形，但現場應用時抗干擾能力差，重復性差。

中試控股頻率響應分析法（FRA）較低壓脈沖法有抗干擾能力強、重復性強的優點，具有更高的靈敏度。但對繞組首端故障不靈敏及繞組變形位置的判定問題有待解決。

中試控股電力所生產的頻響法變壓器繞組變形測試儀采用的變壓器繞組變形診斷方法是頻率響應分析法。

1、頻響法變壓器繞組變形測試儀工作原理：
變壓器繞組的二端口網絡其特性可在頻域上用傳遞函數BTRC-II型變壓器繞組變形測試儀來描述，而BTRC-II型變壓器繞組變形測試儀是時域上單位沖擊響應BTRC-II型變壓器繞組變形測試儀的傅立葉變換。FRA法將一穩定的正弦掃描電壓信號施加到被試變壓器繞組的一端，同時記錄該端和其他端點上的電壓幅值及相角，從而得到該被試繞組的一組頻響特性，即BTRC-II型變壓器繞組變形測試儀。當繞組發生變形時，內部參數的變化將導致傳遞函數BTRC-II型變壓器繞組變形測試儀的變化，分析和比較頻響特性，從而判斷繞組是否發生變形。
我單位所采用的FRA法是：在一定的頻率范圍內，對變壓器某一繞組的一端施加一系列特定頻率的信號，測量其兩端的響應信號，即可得到該變壓器繞組響應特性F：
其中：f--每一點的試驗頻率BTRC-II型變壓器繞組變形測試儀；
V1--變壓器被試繞組首端信號電壓
V2--變壓器被試繞組末端信號電壓
兩條頻率響應特性曲線（1和2）差值