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中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器正常繞組變形測試儀

ZSBR-8500變壓器繞組變形測試儀

雙通道16位AD采樣,8寸彩色觸摸屏，亮度可調,USB2.0接口,支持數據上傳和聯機測試
先進的DDS掃頻技術
參考標準：DL/T 911-2016

變壓器繞組變形測試儀：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；
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；

針對三相Yn電力變壓器測量繞組變形測試，分別列舉A、B、C三相的接線方法。
測量Yn型電力變壓器繞組變形A相接線
1、測量系統共一點接地，取變壓器鐵芯接地。
2、黃夾子定義為輸入，鉗在Yn的‘O’點、綠夾子定義為測量，鉗在A相上。
3、地線連接網依次由綠夾子地線孔插入接地線至黃夾子地線孔，再連接一接地線到鐵芯接地。
4、以上接線完成對三相Yn形的A相測量接線。

ZSBR-8500變壓器繞組變形測試儀技術指標
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%

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。

ZSBR-8500變壓器繞組變形測試儀采用先進的DDS掃頻技術;

ZSBR-8500變壓器繞組變形測試儀采用雙電源供電:市電AC220V士10%，內電源6V5AH蓄電池;

某變電所電纜頭故障，開關重合，引起66kV變壓器低壓側三繞組短路，輕瓦斯動作。事后進行了色譜分析，和電氣絕緣試驗未發現異常。由于用電緊張，在3天后進行了變壓器高壓繞組變形試驗。其頻響曲線見圖1。由圖可知，總體趨勢一致性尚好，但三相諧振頻率依次發生偏移，諧振幅值電路有變化。初步判斷變壓器高壓繞組可能出現局部扭曲或器身整體位移。

變壓器繞組變形66KV變壓器高壓繞組三相對比頻譜圖

圖1：66KV變壓器高壓繞組三相對比頻譜圖

 經吊芯檢查發現：高壓繞組B、C相整體扭曲，部分墊塊已蹦出且扭斜；B相一個壓釘碗破碎；A、C相中間一匝導線收縮嚴重變形；器身鐵軛中間拱起。 

實例2  變壓器繞組突起性變形

某一次變220kV變壓器由于施工不慎造成變壓器出口短路，由C相對地短路而發展為三相相間短路。持續1.2s，短路電流11200A，重瓦斯動作。然后進行絕緣電阻、變比；直流電阻等試驗和色譜分析，未見異常。過10天后進行了繞組變形試驗，試驗結果如圖1及圖2所示。由圖中可知，高壓繞組三相一致性較好，基本無明顯變形，低壓繞組在30kHz以下一致性較好，30kHz以上發生明顯差異，說明低壓繞組已發生變形。A、B相較C相諧振點向低頻方向移動，諧振幅值升高，并有峰谷反向現象，說明電感量可能減小，對地電容量可能增大，A、c相繞組可能發生輻向變形。經吊芯檢查發現：高壓繞組基本無變形，低壓繞組A相從第5撐條發生突起性變形，B相從第25層到第100層的第5到第9撐條間也發生類似的突起性變形，C相無變形。

變壓器繞組變形220KV變壓器高壓繞組三相對比頻譜圖

圖2：220KV變壓器高壓繞組三相對比頻譜圖

中試控股詳細講解實例3  變壓器繞組嚴重變形

某變電所一臺有載調壓變壓器，220，180MVA，220kV。額定電流1574A。在一次現場施工中，由于起吊鋼絲繩懸掛點開焊使避雷針落地，砸在一塊角鐵上，角鐵反彈造成66kV側單相接地，0.64s發展為三相短路，1.15s主變壓器重瓦斯動作。此時短路電流達到11200A，為7倍額定電流，短路電動力為正常的49倍。色譜分析和部分高壓試驗未見明顯異常，但乙炔、氫氣和乙烯含量有增長，說明內部有放電現象，但CO和C02無明顯增大，故未涉及固體絕緣。故障后10天內色譜分析穩定，未見異常。10天后做繞組變形試驗。試驗結果如圖3及圖4所示。由圖可知，高壓繞組三相圖譜曲線重合較好，僅A相在第3個諧振峰頻率略微向高頻方向移動，幅值也略有上升，說明該相繞組可能有輕度變形，C相在300~400kHz頻段曲線毛刺較多，說明C相分接開關等處可能接觸不良。低壓繞組3條曲線在50kHz后出現顯著差異，說明繞組已發生明顯變形。且A、B相較C相諧振點向低頻方向移動，諧振幅值升高，并有峰谷反向現象。A、C相可能發生輻向變形。一個多月后進行現場吊罩檢查。發現：油箱下部有導線外包絕緣紙碎片；高壓A相繞組下部有微小扭轉變形；c相分接開關操作桿叉口金屬部分可見放電點；B相低壓繞組對鐵芯絕緣板靠C相側有S狀形變。

變壓器繞組變形220KV變壓器低壓繞組三相對比頻譜圖

圖3：220KV變壓器低壓繞組三相對比頻譜圖

變壓器高壓繞組三相對比頻譜圖

圖4：變壓器高壓繞組三相對比頻譜圖

在返廠吊檢時發現：三相高壓線圈無明顯形變，低壓側A相靠近B相側，在軸向上從首段至末段有100~150mm的Ω狀形變，導線有部分絕緣紙脫落，未露銅線；B相靠近C相側，在軸向上部分線餅有100~150mm的Ω狀形變，導線亦有部分絕緣紙脫落，未露銅線；A、B兩相地屏在線圈變形部位被擠壓成凹狀，C相無明顯形變。

為此，全換低壓三相繞組，保證直流電阻平衡；增加抗短路能力（增加繞組內部8mm硬紙桶和內撐條加1倍，加裝外撐條）全換低壓繞組對鐵芯主絕緣及其他絕緣；全部更換密封膠圈。

由此可見，增強變壓器抗短路沖擊能力是防止變壓器因出口短路而損壞繞組的根本辦法，且對受過短路電流沖擊的變壓器要進行繞組變形試驗，已發現嚴重變形者要吊芯檢查。  

實例4  繞組壓板開裂，墊塊松動

某一次變電所2臺主變壓器， 120000/220kV，某年某月，鋁箔紙引起66kV線路三相短接并接地。短路沖擊前后色譜分析無顯著變化，局放試驗和短路沖擊前對應相放電量均小于100pC，沒有增長，變形試驗結果，2號主變壓器無嚴重變形（有原始圖譜）重新投運。1號主變壓器無原始圖譜，但特征圖譜的一致性雖然很好，仍不排除三相繞組同時變形的可能。通過綜合分析認為繞組存在嚴重變形的可能性很小，但不排除壓釘、墊塊松動的可能，返廠檢查結果是：三相繞組上壓板有不同程度的開裂現象，墊塊有所松動。高、低壓繞組均無較嚴重變形。國家電力公司頒發【2000】589號文件規定，110KV及以上電壓等級變壓器在出廠和投產前應對變壓器的繞組變形進行測試并保留原始記錄。

中試控股詳細講解在實際應用中，頻響法繞組變形測試儀根據變壓器內部的頻率響應來判斷繞組變形程度，被廣泛應用。另一種被廣泛應用的繞組變形判斷方法則是阻抗法。通過比較變壓器受到短路電流的沖擊前后測得的短路阻抗值，根據其變化大小，同樣可以判斷繞組變形的程度。

 變壓器低電壓阻抗測試儀內部自帶可調電源輸出，特別適合現場對110kV級及以上主變壓器進行低電壓短路阻抗測量的儀器。

在出廠前，需對設備進行嚴格的出廠檢測，確保設備性能，才能確保其測得的變壓器繞組變形程度具有參考意義。具體檢測報告填寫規范如下：

檢測報告

產品名稱：變壓器低電壓阻抗測試儀 

溫    度： 22℃     相對濕度： 60 %

1. 外觀檢查：a. 表面無劃傷  ：  良好  b. 四角無折傷  ：   良好

c. 機箱外觀    ：  良好  d. 螺絲固定嚴緊：   良好 

2．開機檢查：   a. 開機顯示正常（大液晶背景光正常） ：    正常    

b. 按鍵、開機鍵盤正常響應：    正常  

3.中試控股詳細講解檢測器具

     標準源：XL-803A三相程控標準功率源

     電壓標準表：DMM4040  6位半臺式萬用表

     電流標準表：FL8845A  6位半臺式萬用表

變壓器繞組變形測試技術是根據測得的變壓器各繞組頻率響應特性的一致性，結合設備結果、運行情況及其他試驗項目進行全面的、歷史的、綜合的分析比較，以判斷變壓器繞組變形程度。