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中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器繞組頻率響應測試儀（電科院）

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；

當變壓器遭受短路電流沖擊或其他沖擊后，變形有以下幾種：
①繞組整體變形，是由于運輸過程中，受到沖擊、傾斜、振動等外力影響，造成繞組位移。這種變形繞組尺寸不變，只是對鐵芯的相對位移變化。繞組的電感量、餅間電容量不變，對地電容量變化。一般電容量減小。

在等值電路中，諧振峰點向高頻方向平移。所以，這種變形后所測頻譜圖中，和以前比較，各諧振點都仍然存在，不發生變化，只是峰值均向高頻方向平移(向右)。
②中試控股詳細講解餅間局部變形，在短路電磁力作用下使部分固定不牢線餅被擠壓，另外一些線餅拉長，這樣餅間電容被改變。這種變形的后果使等值電路圖中一些電感變大，一些變小；

與電感并聯的餅間電容也隨之改變。測量頻譜圖時，部分諧振峰點向高頻方向移動，而且峰值下降；部分諧振點向低頻方向移動，峰點升高。通過諧振峰值變化情況，判斷餅間變形面積和變形程度。
③匝間短路，從理論上講繞組發生匝間短路后，電感值下降，頻譜曲線發生明顯變化，幅值上升，一些諧振點峰值消失。

但理論是這樣的，實際上難以捕捉到這種情況。一旦運行中發生匝間短路，線匝將被燒斷，重瓦斯跳閘，壓力釋放閥動作，這時變壓器油色譜分析也會不合格，變壓器將吊罩檢查的。
④引線位移變形，由于引線長度較大，固定不牢時，運行中產生位移變形。當引線位移時，等值電路中表現為兩端口電容變化。

當信號入口端引線位移但引線電容與其他電路并聯之，所以它的變化不會對頻譜曲線有明顯變化；而輸出端引線位移，引線電容變化后對頻響曲線有明顯變化，尤其是曲線中300kHz～1MHz范圍內。所以，在實際測試中，采用中性點注入信號源，以防上述的影響。

如果引線對地電容減小，頻段內幅值上升，反之，則下降；引線對地電容變大，預示著引線向外殼方向移動，引線對地電容變小，則表示引線向繞組方向移動。
⑤中試控股詳細講解繞組輻向變形，當繞組受輻向力作用時，使內繞組向內收縮，直徑變小，電感量變小。這時內外繞組間距離變大，其電容變小，將使頻譜圖中的諧振峰點向高頻方向移動，且幅值有所增大。

⑥繞組軸向扭曲變形，當變壓器繞組間隙較大或有部分撐條移位，在電磁力作用下，使繞組在軸向被扭曲為S狀。這時部分餅問電容和對地電容減小。測量的頻譜圖上，有部分諧振峰向高頻方向移動，在低頻段諧振峰幅值下降，中頻段峰值略有上升，高頻段不變。
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%

使用繞組變形測試儀在使用過程中的注意事項。
（1）使用前，請先檢查測試儀的外觀，檢查電源開關位置是否在“關”的位置、各接線端子是否正常；
（2） 測試儀的“接地”沒有連接正確前，請不要開始繞組變形測試；  
（3） 試驗前應將被試變壓器線端充分放電；  
（4）中試控股詳細講解繞組變形測試應在解開變壓器所有引線(包括架空線、封閉母線和電纜)的前提下進行，并使這些引線盡可能的遠離變壓器套管(周圍接地體和金屬懸浮物需離開變壓器套20cm以上)，尤其是與封閉母線連接的變壓器
（5）測試時必須正確記錄分接開關的位置。應盡可能將被試變壓器的分接開關放置在第1分接，特別對有載調壓變壓器，以獲取較全面的繞組信息。對于無載調壓變壓器，應保證每次測量在同一分接位置，便于比較
（6）變壓器鐵心必須與外殼可靠接地。測試儀外殼、測量阻抗外殼必須與變壓器外殼可靠接地；
（7）應保證測量阻抗的接線鉗與套管線夾緊密接觸。如果套管線夾上有導電膏或銹跡，必須使用砂布或干燥的棉布擦拭干凈；
（8）測試儀使用完畢后應放置在干凈、溫度較低的位置，避免強烈振動，并防止臟污的灰塵進入測試儀內部。

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;

根據繞組在不同頻率的電壓下，繞組的線性電阻、容抗、感抗發生變化，由此可以根據由容抗、感抗造成的曲線變化得出繞組是否發生變形。儀器嚴格按照規程，線性掃頻分布在(1kHz)～(2MHz)，分段掃頻測量為(0.5kHz)～(1000kHz)。

儀器采集控制采用高速、高集成化微處理器，具有高靈敏度，精確有力。我們以10KV變壓器，聯結組別為Dyn11為例：

變壓器繞組變形測試儀接線法式：

首先將橙、藍、綠三色線與儀器背面三色端對接（橙色為激勵端，藍色為參考端，綠色為響應端），USB連接線連接到以裝好運行軟件的電腦或筆記本端上，測試線的另一端橙色和綠色線已和為一根線。并連接到黃色鉗夾上，藍色測試線與藍色鉗夾連接。兩個鉗夾另一尾端串聯到變壓器接地端并接地。黃色鉗夾接低壓側O點，藍色鉗夾接低壓側A點。

變壓器繞組變形測試儀儀器操作：

先打開主機電源，在電腦中進入變壓器繞組變形測試儀程序，之后進行參數設置，查看變壓器高低分接檔位并輸入，輸入當前油溫和環溫。繞組類別及連接類型已被試變壓器銘牌數據為準。我們也能自定義掃描頻率，選著“自定義掃描頻率”，就可以自定義測量開始頻率和結束頻率，掃描頻率范圍可以設為 1KHz-2000KHz。為了滿足客戶需求，同時生產了1KHz-2000KHz的頻率范圍。設置完成后，我們就可以點擊開始測量了。儀器會自動進行掃描，橫坐標和縱坐標分別代表頻率和分貝值。屏幕右上角并已數字形式顯示。測量完成后儀器會自動保存，測量完A相后，我們可以換線到B相,儀器測量點會自動切換到B相，并直接點擊測量，同理我們在測量C相，當3相全部測量完成后儀器會自行分析測試結果。點擊屏幕右下方分析測試報告儀器會出現分析結果。到此整個試驗完成。

為保證儀器測量準確性我們需注意：

1.當變壓器剛退出運行時需要散熱，但再試驗時需要終止人為散熱，避免由于溫差造成測量數據的不準確性；

2.儀器在測試是需要預熱15分鐘，在冬天或環溫偏低時需要適當延長預熱時間，保證測量準確性；

3.試驗前應將變壓器套管引線全部拆除；在對造成沖擊的各種短路故障中，出口處短路對變壓器的危害，會在變壓器繞組中引起巨大電流，造成繞組變形，那么如何用變壓器繞組變形測試儀測試變壓器繞組變形的情況呢，一起來了解下。

變壓器繞組變形的測試方法：

1)低壓脈沖法。

它是利用等值電路中各個小單元內分布參數Lo、Co、go的微小變化所造成波形上的變化，來反映繞組結構上的變化。當外施脈沖波具有足夠陡度，即包含有足夠高頻分量時，并且使用足夠頗宰響應的示波器，就能把這些變化清楚地反映出來。

2)頻響分析法。

它是用掃描發生器特一組不同額串的正弦波電壓加到變壓器繞組的—端，把所選擇的變壓器其他端子上得到的信號振幅和相位作為頻率的函數繪制成曲線。當變壓器結構定型后，它的頻響特性是一定的，一旦變壓器繞組發生變形，則諧振點的位置和數量將有所改變。日前，研究機構已根據此原理研制出變樂器繞組變形測試裝置，其主接線如下圖所示，其測試過程是：

首先，計算機發出命令，讓掃描發生器單元輸出一系列頻率的正弦波電壓，加到被試變壓器上;同時讓雙通道分析單元分析、處理Ui、Uo信號，并傳送到計算機存貯起來;待試驗數據采集完畢后，計算機判斷被試變壓器有無繞組變形，并可以屏幕顯示或繪制被試變壓器頻響特性曲線。

3)特性試驗法。

有的單位曾采用單相低壓空載試驗和短路試驗檢測220kV、120kVA電力變壓器繞組變形收到良好效果。例如，短路試驗測得高、中之間B、C相短路阻抗比4相明顯增大，其中c相增大達8.6%，其余情況下，B、C相比A相均減小，減小最多的是中、低壓間C相，達17%。

另外，測量電容量發現，該臺變壓器高、中壓繞組容量增加13.56%。低樂繞組電容量增加10.11%，所以有人認為，變壓器受到短路沖擊后，電容量變化超過1%很可能是繞組發生了變形。電力變壓器繞組變形是指在電動力和機械力的作用下，繞組的尺寸或形狀發生不可逆轉的變化。化包括軸向和徑向尺寸的變經、器身位移、繞組扭曲、鼓包和匝間短路等。變壓器繞組變形測試儀是變壓器的電路部分，繞組置于鐵心柱之外，當鐵心柱內的磁通交變時便產生感應電動勢。繞組是用具有高強度絕緣紙包的銅線繞成的線圈，配電變壓器的繞組多為圓筒形，按同心式方式排列，低壓繞組靠近鐵心柱，高壓繞組套在低壓繞組的外面。高、低壓繞組之間以及低壓繞組與鐵心柱之間都用絕緣套筒絕緣。為了便于散熱，在繞組之間還留有油道。為了調壓，常常在高壓組上抽若干個分接頭，從線圈生端引出.繞組變形是電力系統安全運行的一大隱患。隨著電力系統容量的增長，短路容量也在增大，出口短路造成繞組損壞事故也有上升趨勢；