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主變繞組縱向比較變形測試儀

時間：2022-11-17

中試控股技術研究院魯工為您講解：主變繞組縱向比較變形測試儀

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。

目前，檢測變壓器繞組變形一是阻抗法，二是頻響法和低壓脈沖法。從目前的技術成熟度看，頻響法用于現場要比低壓脈沖法易于實施，測得的圖譜較穩定，重復性好，不易受試驗接線、外界干擾的影響。因此，頻響法的應用比較普遍。相對阻抗法，頻響圖譜包含的繞組特征信息豐富得多，對繞組變形的反映較靈敏。阻抗法則實施更簡單，有標準可循，仍不失為一種普測和互補的手段，尤其是對量大面廣的中低電壓等級的變壓器而言。
由于實際的變壓器種類繁多，結構多樣，導致變壓器繞組的數學建模相當困難，而簡單的模型計算與實測的數據還相差甚遠。為此，本文以試驗研究的方法，摸索綜合應用阻抗法和頻響法診斷電力變壓器繞組變形的依據和規律。通過選擇實際的變壓器，借助比較成熟的測試技術和手段，建立變壓器繞組的物理模型進行分析。推動該測試技術的成熟和完善，促進變壓器繞組的理論研究。

　1　阻抗法和頻響法的測試原理和接線

阻抗法是通過測量工頻電壓下變壓器繞組的短路阻抗或漏抗來反映繞組的變形和移位及匝間開路和短路等缺陷。漏抗實質上是散布在變壓器繞組與繞組之間，繞組內部及繞組與油箱之間的漏磁通形成的感應磁勢的反映，因此對漏磁磁路的變化比較靈敏;短路阻抗則是漏抗和繞組電阻的平方和開方。由于一般大型變壓器繞組電阻比漏抗要小很多，因此阻抗可以反映漏抗的變化，而且，測量阻抗比測漏抗易于實現。在現場測試中，建議在低電壓下實施阻抗測量，電壓根據被測變壓器容量的大小一般取幾百V，為避開鐵芯非線性的影響，所加電流應>2A。被測變壓器低壓側短路，高壓側施壓，測量接線如圖1所示(以兩繞組變壓器為例)。

圖1　阻抗法測量接線示意圖

當所加電源的頻率逐步增高時，變壓器繞組分布參數的特性逐漸體現出來。實質上，變壓器繞組在高頻下是一個由分布電感和電容構成的線性無源兩端網絡，如圖2所示。圖中，Ls為線匝自感;M為匝間互感;Cs為匝間電容;Cg為線匝對地電容(忽略了損耗因素)。

圖2　繞組分布參數網絡的等效電路圖

頻響法即是從繞組一端對地注入掃頻信號源，測量繞組兩端的端口特性參數，如輸入阻抗、輸出阻抗、電壓傳輸比和電流傳輸比的頻域函數。通過分析端口參數的頻域圖譜特性，判斷繞組的結構特征。如果繞組發生變形，就會使繞組的分布電容和電感改變，反映到端口參數的頻譜發生變化。為了簡化，通常只測量一種端口參數。電壓傳輸比反映了等效網絡的衰減特性，是常測的參數之一[1]，測量接線實現如圖3所示。入端施加正弦掃頻電壓信號Ui，并測量輸出電流在采樣電阻R上的壓降U0，并計算U0/Ui，得到傳輸比隨頻率變化的圖譜。如果輸出電流I0很小，U0也很小，則U0/Ui很小，表明繞組內部發生了并聯諧振，頻譜曲線上出現頻谷;反之，則表明發生串聯諧振，頻譜曲線上出現頻峰。理論計算表明，在頻峰處，繞組上的駐波分布將呈現為整個半正弦波的分布;而在頻谷處，駐波呈現為奇數個1/4正弦波分布。

圖3　變壓器繞組頻譜的測量接線圖
顯然，繞組的結構、大小、位置和引線不同，頻峰和頻谷的位置和高低也不同，頻譜也就不同，因此，不同繞組的頻譜圖譜肯定不同。但是，對于同類型的變壓器繞組，由于繞組結構的類似性，其測到的頻譜曲線必然有可比性?？捎脕韼椭袛嗪痛_定繞組的變形故障。

2　變壓器繞組變形故障模擬研究

選取1臺變壓器進行變形故障的模擬試驗研究，一種是局部的匝間壓縮，即軸向壓縮變形;一種是局部凹坑，屬幅向變形。并分別采用阻抗法和頻響法對兩種變形進行測量，目的是比較兩種方法對不同變形故障的靈敏性和有效性。變壓器為三相兩繞組，所測繞組為連續式。測試均在變壓器吊罩后進行，測試結果見表1。
測試方法為：
——阻抗法測低壓短路阻抗;
——電橋法測繞組漏感;
——BRTC變壓器繞組特征測試儀(即頻響測試儀)測繞組頻譜。

1) 測試工況1
變形前，測錄低壓短路阻抗，漏感和高壓三相繞組頻譜曲線，如圖4所示。
阻抗及電感測試工況1測試工況2測試工況3
C相短路阻抗/%8.088.086.96
阻抗變化率*/%/沒有變化-13.86
C相漏感/H0.01930.01940.0168
漏感變化率*/%/0.52-12.95

圖4　變形前高壓三相繞組頻譜(1～500kHz)

2) 測試工況2
軸向局部變形。在C相高壓線圈頂部抽掉匝間墊塊(見圖5中的標示圈)，壓緊頭5匝線圈。高壓繞組共80匝，因此，可認為有5%的變形。測錄低壓短路阻抗，漏感和高壓三相繞組頻譜曲線(見圖6)。

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圖5　軸向變形實物照片
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圖6　軸向變形后高壓三相繞組頻譜(1～500kHz)
3) 測試工況3
幅向變形。在C相高壓線圈底部用力敲兩處，凹坑深達1　cm左右(見圖7中的標示圈)，測錄低壓短路阻抗，漏感和高壓三相繞組頻譜曲線(見圖8)。

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圖7　幅向變形實物照片
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圖8　幅向變形后高壓三相繞組頻譜(1～500　kHz)
針對上述3種測試工況分析為：
a) 軸向變形后C相的頻譜曲線在第4個頻峰發生了較明顯的改變(箭頭指處)，頻峰向高頻方向偏移約40　kHz，幅值變化約4　dB，A和B相的頻譜基本不變。偏移頻峰位于300～400　kHz的中高頻域。根據頻率諧振峰與變形面積的關系，第1個頻峰發生改變，說明有整體變形;第4個頻峰發生改變，說明線圈可能存在1/4面積以下的局部變形;頻峰向高頻方向偏移，說明部分分布電感減小或分布電容減小。
b) 幅向變形對頻譜曲線的影響頗為顯著。第1個頻峰向高頻方向偏移約6　kHz，表明整體電感有較明顯的變化;中頻域的頻峰向中部發生大面積的擠壓，說明局部的變形相當顯著(箭頭指處)，導致了整體特性的變化。
c) 阻抗法對影響整體電感的變形較為靈敏，如幅向變形、軸向扭曲、匝間開路、短路等，但對匝、餅間的局部拉伸壓縮，線圈整體位移，分接開關觸頭燒蝕等不靈敏。頻響法對影響線圈電容和電感的變形都很靈敏，因此后者具有顯著的優越性。當然，阻抗法在長期的生產實踐中已建立嚴格的規范和標準，便于實施，易于判斷。建議在實際運用中，靈活結合兩種方法，作出準確的分析和判斷。