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變壓器繞組匝間短路分析儀

時間：2022-11-17

中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器繞組匝間短路分析儀

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。

1.變壓器繞組變形的原因及危害

變壓器在運行中不可避免地要遭受各種短路故障電流的沖擊，特別是出口短路和近區短路對變壓器的危害最大，變壓器繞組將承受巨大的、不均勻的軸向和徑向電動應力作用。當繞組內部機械結構存在薄弱環節，必然會產生繞組變形現象。包括軸向、徑向尺寸變化，器身位移，匝間短路及繞組扭曲、鼓包等。變壓器繞組變形后繼續運行可有發生下列情況：
（1）變壓器立即損壞。我局曾有一臺110kv變壓器在遭受近區短路，重合成功后，二十多秒后瓦斯動作，事后檢查繞組變形，返廠重繞；
（2）由于繞組變形，引起變壓器的絕緣材料損傷或者絕緣距離發生改變，導致絕緣強度下降，在長期正常電壓或過電壓作用下，最終可能導致絕緣擊穿，此類情況可以用電氣試驗和油試驗等常規的方法檢出其絕緣缺陷；
（3）繞組變形后，絕緣狀況沒有損壞，但線圈的機械強度下降，當再次遭受短路故障時，將承受不住巨大的電動力而發生損壞，此類情況由于絕緣沒有損壞，常規電氣試驗及油試反映不出問題，只能通過繞組變形測試的手段才能得出正確的結論。同時，這種情況也比較常見，因為許多的變壓器并不會只遭受一次短路就損壞，而運行中的變壓器可能已經遭受多次短路沖擊，機械強度已下降，甚至有輕微變形，但由于常規試驗無法檢出其內部的變形故障，在大修吊檢之前是無法判斷其狀態的，是嚴重的事故隱患。
因此，積極開展變壓器繞組變形測試工作，及時發現和處理有問題的變壓器，有針對性地進行吊檢，即可節省大量的人力，物力，對防止變壓器事故的發生也有極其重要的作用。
2.變壓器繞組變形測試方法
變壓器繞組發生局部的機械變形后，其內部的電感、電容等分布參數必然發生變化，特別是電感值。以往多使用的是集中參數檢測法，如常規的測驗變比，直流電阻等來診斷變壓器繞組是否發生變形，因其靈敏度較低，顯得困難；另一種方法是短路阻抗來判斷，但也是中繞組變形非常嚴重時才能發現。同時這種試驗需要龐大的試驗設備及試驗電源容量，在現場很難滿足開展該項試驗的條件。目前，我局使用TDT-4型繞組變形測試系統采用的是頻率響應分析（FRA）的原理。該方法建立在對變壓器繞組分布參數網絡分析的基礎上，變壓器繞組可以被看作是電阻、電感、電容構成的無源線性雙端口網絡，根據電工學原理，其網絡特性可以用傳遞函數H（jw）或n（f）來概述。如圖1所示。
根據電工學理論，如果繞組發生機械變，即發生了軸向、徑向尺寸，勢必會改變網絡上的L、K、C等分布參數，隨著網絡參數的改變，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生了變形及變形程度的大小。
3.TDT型變壓器繞組變形測試系統及其分析方法
該測試系統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）主要取決于其內部電感、電容等分布參數，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，繞組的分布電感和電容均發揮作用，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上的，即變壓器遭受突發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據的情況，（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，其三相繞組的結構基本是一致的，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短路的變壓器，根據我省執行的《變壓器狀態檢修手則》的有關規定，必須進行繞組變形測試，判斷其是否變形，作為能否繼續運行的依據之一；
（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生變形現象，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。
在目前，我局共進行了四十多臺次的繞組變形測試，積累了一定經驗，在現場的測試中，應特別注意以下兩方面的因素對測試結果的影響：