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電力技術
主變壓器導致局部扭曲變形分析議
時間：2022-11-17
中試控股技術研究院魯工為您講解：主變壓器導致局部扭曲變形分析議
ZSBX-9000變壓器繞組變形測試儀 | 參考標準：DL/T 911-2016
1.中英文切換
2.無線連接電腦
3.3D立體圖形顯示
4.數據U盤導出，現場測試無需電源，電腦。快捷方便。
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；
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一、簡介
1、ZSBX-9000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、ZSBX-9000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ZSBX-9000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ZSBX-9000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ZSBX-9000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。
假設：繞組高度等于其軸向配置的高度;安匝數均勻分布;忽略鐵芯的臨近效應和繞組的直流電阻。則短路阻抗可用下式表示：
(1)
式中 Zk─短路阻抗;
Xk─漏感抗;
μ0=4π×0-7;
ω─x繞組匝數;
Q1─羅果夫系數;
h─繞組高度;
DCP─主泄汛通道的平均直徑
δ─主泄汛通道的有效寬度;由于Dcp>>b1、b2，故δ≈C+(b1+b2)/3。
由式(1)可知，ZK的變化實際上僅取決于繞組的變形，也就是繞組幾何尺寸的變化。
假如變壓器內部線圈在擠壓力的作用下，其直徑減少2ΔX(見圖1)，在式(1)中用：D′CP=DCP-ΔX代替DCP，δ′=δ+ΔX代替δ即可求出Z′K。
因此，繞組變形引起短路阻抗ZK的變化量為：
ΔZK=Z′K-ZK≈(m-n)ΔX (2)
式中
由式(2)可知，短路阻抗的變化量ΔZK與變形量ΔX直接相關。
根據短路阻抗的變化量來判斷繞組是否變形，只要將測得的短路阻抗與變壓器正常時的測量值(如出廠數據)相比即可。
3 變壓器繞組變形測試對試驗儀器的基本要求
用于現場變壓器繞組變形測試的短路阻抗測試儀除必須具備攜帶方便、操作簡單、具有良好的測試精度及測試重復性外，還必須具有良好的抗干擾能力。現場的干擾主要來自于以下幾個方面：
(1)試驗電源諧波的影響;
(2)試驗電源電壓的不穩定性;
(3)試驗現場的50Hz同頻干擾。現就以上三方面因素對短路阻抗測試值的影響及消除措施簡述如下。
3.1 消除試驗電源諧波對測試結果的影響
試驗用的電源，難免有各種各樣的諧波存在，而且諧波分量的幅值是不穩定的。高次諧波對變壓器短路阻抗的測試值有較大的影響。設被試變壓器在無諧波情況下的短路阻抗值為Z，當施加具有諧波分量的測試電壓u=α1sin(ωt+ψ)+α2sin(3ωt+ψ1)時，流過變壓器的電流為：
考慮諧波以后的變壓器短路阻抗有效值為:
由上式可知，由于測試電源諧波的存在，實測短路阻抗值與無諧波情況下的短路阻抗值之間具有一定的差異。
欲消除測試電源諧波對短路阻抗測試結果的影響，短路阻抗測試儀必須具有優良的濾波性能。通常用硬、軟件相結合的方法，可以基本消除測試電源諧波對短路阻抗測試結果的影響，滿足變壓器繞組變形測試分析、判斷的需要。
3.2 試驗電源電壓的不穩定性對測試結果的影響
中試控股電力講解試驗電源電壓的基波分量在測量周期內的不穩定性對測試結果有直接的影響。由于短路阻抗為一感性阻抗，電流與電壓之間具有一定的相位差，當測試周期內的電壓基波分量發生變化時，電流不可能同步發生變化，從而會產生測量誤差。
為減小試驗電源電壓不穩定性帶來的短路阻抗測試誤差，通常的方法是通過多次測量求平均值的方法來解決，但效果并不很理想，同時還會延長測試時間。欲有效解決上述問題，短路阻抗測試儀必須對測量周期內所采集到的信號進行分析與運算，較大程度地減小測試誤差，同時也不延長測試時間。
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