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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分析儀

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；

ZSBR-8500變壓器繞組變形測試儀技術特點
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. 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；
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%；

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;

1.1變壓器繞組引出線部位

該部位的短路故障常發生在斜口螺旋結構的繞組。由于軸向電流的存在，使得斜口螺旋繞

組處產生橫向力矩而使得繞組扭曲甚至變形，而螺旋繞組繞制過程中自身的恢復原狀的應

力作用更加劇了這一變形的情況，較易發生短路故障。

1.2對應鐵軛下的部位

究其原因，主要有：（1）由于繞組繞制間隙過大或者過于松散，導致鐵軛高低壓兩側繞組

發生變形；（2）短路電流產生的很強的電磁場大多通過鐵軛閉合，形成回路，使得鐵軛部

位受到的電磁力也相對較大，從而導致鐵軛發生短路變形；（3）在結構上，鐵軛部位對應

繞組部分的軸向壓緊不夠牢固，使得該部位的線餅達不到應有的預緊力，從而導致變形。

1.3換位部位

該部位的變形常見于換位導線的換位，究其原因，主要有：（1）相比普通導線來說，換位

導線在換位處的爬坡較陡，其在爬坡處產生的相反的切向力使得里側繞組的換向直徑減小

，而外側繞組換向直徑增大，軸向電流的作用使得繞組承受附加力的作用，從而使內換位

向中心變形，外換位向外變形。（2）換位導線越粗，其爬坡的坡度越陡，受應力和附加力

作用產生的變形越嚴重。

1.4調壓分接區域及對應其他繞組的部位

該部位發生短路損壞的原因有：（1）安匝不平衡使漏磁分布不均衡，其幅向額外產生的漏

磁場在繞組中產生額外軸向外力，使得線餅向豎直方向彎曲，并壓縮線餅間的墊塊。且由

于這額外軸向外力還部分或全部地傳到鐵軛上，使其離開心柱，出現線餅向繞組中部變形

或翻轉現象。（2）該區域由于運行一段時間后，較厚的墊塊自然收縮量較大，一方面加劇

安匝不平衡現象，另一方面受短路力時跳動加劇。（3）繞組套裝后不能確保中心電抗高度

對齊，致使安匝進一步加劇不平衡。（4）該部位的線餅為力求安匝平衡或分接區間的應有

絕緣距離，往往要增加較多的墊塊，較厚的墊塊致使力的傳遞延時，因而對線餅撞擊也較

大。

1.5引線間

由于低壓引線電壓低且電流大，相位120°，短路電流致使引線相互吸引，如引線間固定不

當時，則就會發生短路故障。

當然，除了以上原因上，導致變壓器短路故障的原因還有很多，如：選用的電磁線與實際

運行時作用在電磁線上的應力差異較大；抗短路能力計算時沒有考慮溫度對電磁線的抗彎

和抗拉強度的影響；采用了普通的換位導線和軟導線；繞組繞制較松，或是繞組線匝或導

線間未做固化處理，或是繞組的預緊力控制布當，或是繞組的套裝間隙過大等等。

2.提高變壓器抗短路能力的措施

2.1嚴格控制變壓器原材料的質量

原材料的質量直接關系到變壓器的制作質量，因此，應嚴格控制變壓器導線、絕緣材料、

鋼板、鐵芯、線圈、油箱、套管等材料的質量，檢查其質保書、性能、規格、幾何尺寸、

外觀等，以確保其符合制作工藝要求。如，在選擇材料時，應盡量選用半硬以上的自粘性

換位導線和組合導線、高密度與油道等距的整體墊塊，35kV及以下的內繞組應優先選用環

氧玻璃絲筒作繞組內支撐絕緣筒。

2.2提高變壓器的制造技術水平，尤其重視線圈制造的軸向壓緊工藝

目前，由于制作變壓器時采用的是絕緣壓板，且是高、低壓線圈用的是同一個壓板，這就

需要較高的制造技術水平，才能制作出符合設計要求的變壓器。如在制作線圈時，應運用

先進的技術對線圈進行處理，繞制時要緊實，換位處絕緣要墊實，線圈出頭要扎緊，撐條

和墊塊要布置均勻、整齊，線圈的墊塊油道尺寸要符合要求且去狹窄及阻塞的現象。待線

圈密化完成后，須對其進行恒壓干燥和油壓處理，以確保線圈在同一個壓縮高度。同時，

在裝配中，內外線圈要撐緊，要嚴格控制高、低壓線圈的壓緊狀態，保證線圈之間的電抗

高度偏差能得到控制，從而確保線圈的抗短路電動力的能力。在此須注意的是，由于在進

行線圈的套裝時，內線圈在受到徑向力的作用后，會向鐵心方向移動，此時為保證內線圈

的穩定性，可采取增加撐條的數量，或是使用加厚的紙筒作骨架的方法。

2.3對變壓器進行短路試驗

在變壓器制作完成后，對其進行短路試驗，可大大提升變壓器的質量，并相應地能提高變

壓器的抗短路能力。所謂短路試驗，通常是將高壓線圈接至電源，而將低壓線圈直接短路

。然后調節外施電壓，使電流在0.1～1.3倍額定電流范圍變化，從而讀取不同電壓時的短

路電流Ik和負載損耗Pk。由于此時鐵芯中的工作磁通比額定工作狀態小得多，變壓器的勵

磁電流和鐵損可以忽略不計，所以短路試驗的全部輸入功率Pk基本上等于銅損，亦稱為負

載損耗。通過短路試驗，可以求得變壓器的負載損耗Pk和短路阻抗Zk。求得變壓器的短路

阻抗大小，即可知道變壓器所能承受的電壓大小，這樣可有針對性的改進變壓器的強度設

計，從而提高其穩定性。

2.4使用可靠的繼電保護系統

為最大限度的避免變壓器因為線路老化、人為因素或是外物干擾而產生短路事故，在變壓

器系統中應該合理的利用繼電保護裝置，同時在保護裝置上安裝母線差動保護、失靈保護

等。這樣，當變壓器出口發生短路故障時，保護裝置能快速切除故障，從而大大減小因短

路產生的巨大電流對變壓器的沖擊。

2.5積極開展變壓器繞組的變形測試診斷

由于變壓器在遭受短路故障電流沖擊后，繞組將發生局部變形，因此可通過加強對變壓器

繞組的變形測試診斷，來提高變壓器的抗短路能力。目前，較為常用的變壓器繞組變形的

試驗方法為頻率響應法，其通過測量變壓器各個繞組的頻率響應特性，并對測試結果與短

路前測量的圖譜進行縱向或橫向的相關性比較，從而診斷繞組是否發生變形。但在實際工

作中，當頻率響應法不具備條件的情況下，可測量變壓器繞組電容變化量，通過橫向、縱

向對比積累的實測電容量，及時掌握變壓器繞組的工作狀態，從而判斷繞組是否變形。實

踐證明，通過這些方法，可以及時發現變壓器由于受短路沖擊后造成的繞組變形缺陷，并

通過及時的吊檢和大修，避免了重大事故的發生。

3.結束語

總而言之，導致變壓器在運行過程中發生短路事故的原因很多，其一旦發生短路，就會損

害變壓器的線路和設備，嚴重的甚至會導致整個電力系統出現癱瘓。因此，須從控制原材

料的質量、重視線圈制造的軸向壓緊工藝、對變壓器進行短路試驗、使用可靠的繼電保護

以及開展變壓器繞組的變形測試診斷這幾個方面來提高變壓器的抗短路能力，從而保證變

壓器和電網系統的安全穩定運行。