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中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器繞組匝間短路測試儀（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；

注意事項
1. 做完直流電阻試驗后不能立即做繞組變形試驗，測試前必須保證接線端充分放電，否則可能損壞本儀器。
2. 測試前必須斷開所有引線，使變壓器接線套管距離外導體大于20cm。
3. 測試鉗應與接線套管緊密連接，放線時不要彎曲測試線，收線時應按照線的原狀繞成環狀保存，線的環狀直徑不得小于35cm，否則有損測試線。
4. 不可用其他測試線代替本儀器標配的測試線。
5. 儀器應存放于通風干燥處，避免潮濕。
6. 若長期不用，每隔一個月通電一次，每次1-2小時。
7. 為了延長電池使用壽命，請用戶不要過度放電，電量顯示圖標指示沒電時應立即充電，充電完成后靜置至少半小時再使用電池供電。
8. 若儀器通電后顯示屏不亮，可能是電池沒電或者保險絲熔斷，請立即充電或更換保險絲，注意保險絲規格：0.25A。
9. 若使用內電源電池供電，當電池電量過低，屏幕會閃爍，請立即斷電或充電。
10. 測試過程中，盡量不要隨意移動或拆除測試線。
11. 若儀器屏幕閃爍，說明電池電量消耗完畢，請立即改用市電供電。
12. 若連接市電開機，屏幕不亮，肯能電源插座保險絲損壞，請更換0.25A的保險絲。
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;

整體變形運輸沖撞--↓→(all)-

整體壓縮↑↑-←(1)↑(1)

整體拉伸↓↓-→(1)↓(1)

局部變形局部壓縮和拉伸-↑

↓-→

←↓

↑

匝間短路↓↑-→(L)↑(L)

線圈斷股↑--←(L)-

金屬異物-↑-←(L)↑(M、H)

引線位移--靠外殼↑

靠線圈↓←(H)

→(H)↓(H)

↑(H)

軸向扭曲-↓↓→↓(L)

↑(M)

幅(徑)向變形內↓

外↑-內↑

外↓→

←(1)

→(M、H)-

注：all：全部；1：第1個諧振峰；L、M、H：低頻段、中頻段和高頻段

分接開關燒蝕(各檔位檢查)：帶有分接開關的線圈，如果觸點燒蝕而較大時，在高頻小電流通過時，由于油膜的影響，會出現小電流下的接觸問題，其等值電路可以認為是一個低阻值和一個電容并聯，這個電路插在電感電路上時，與各分支電感電容諧振，會產生很多的諧振峰，由于電阻的存在，無法形成大的諧振，使諧振曲線上產生很多毛刺，特別曲線在40DB以下時，諧振曲線的總輪廓與正常曲線基本重合。中試控股詳細講解繞組變形測試儀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。

中試控股詳細講解變壓器繞組變形測試儀在生產完畢之后，都需經過嚴格的出廠檢測，并出具檢測報告。質檢員根據產品參數對照檢測報告上的數據，從標準頻率、實測頻率等多方面進行綜合評判，計算設備的誤差，待一切數據均符合要求之后，方可投入現場使用。

名稱         變壓器繞組變形測試儀         型號         /        編號

一. 檢驗條件

電源電壓         AC220v    頻率         50Hz        

環境溫度         13℃         濕度         50%

檢驗儀器         TDS2012 示波器、984C 衰減器

執行標準         《DL/T911－2004》標準

二．整體性能檢驗

項目         性能要求         結論

頻率         共選擇五個段的標準頻率，標準頻率與示波器示值比較，誤差小于 0.01 級      合格

dB    共選擇七個段的標準 dB 值，儀器實測值誤差小于 1 級       合格

四．結論

經檢驗本產品符合《DL/T911－2004》標準，準予出廠。 中試控股詳細講解電力變壓器在系統運行中將受到短路沖擊，隨著電網容量的增大，短路電流也越來越大，因此變壓器繞組將會受到很大的電動力，在變壓器故障中，因短路沖擊導致繞組變形的約占30%左右。下面以變壓器繞組變形故障的實例，結合變壓器三相對比頻譜圖，給大家講解一下繞組發生變形后一些現象。

中試控股詳細講解實例1  變壓器繞組扭曲變形

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