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中試控股技術研究院魯工為您講解：變壓器繞組縱向比較變形儀

ZSBX-9000變壓器繞組變形測試儀

雙電源供電:市電AC220V士10%，內電源6V5AH蓄電池，雙通道16位AD采樣,8寸彩色觸摸屏，USB2.0接口,支持數據上傳和聯機測試
中英文切換，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：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；

6種不同的掃描方式,精度：0.01%，無線連接電腦，3D立體圖形顯示，現場測試無需電源；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。

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。

售后服務
儀器自購買之日起一年內，屬于公司的產品質量問題免費維修，終身提供保修和技術服務。如發現儀器有不正常情況或故障請與公司及時聯系，以便為您安排最便捷的處理方案，并為您提供最快的現場服務。
附錄I變壓器常見接線方式
附錄II相關系數分析標準
本儀器或PC軟件針對變壓器變形程度的分析嚴格按照DLT/911 2004執行，執行標準如下表所示：
繞組變形程度 相關系數R
嚴重變形 RLF<0.6
明顯變形 0.6≤≦RLF<1.0 或 RMF<0.6
輕度變形 1.0≤RLF<2.0 或 0.6≤RMF<1.0
正常繞組 RLF≥2.0且RMF≥1.0且RHF≥0.6
注：RLF為低頻段(1kHz-100kHz) 相關系數
RMF為中頻段(100kHz-600kHz) 相關系數
RHF為高頻段(600kHz-1000kHz) 相關系數
例如：R(AB,BC)表示A點注入B點測量與B點注入C點測量的相關系數，其他依次類推。
附錄III安裝硬件驅動
1. 連接好USB線和電源線，接通電源，進入主界面，點擊【PC通訊】，PC機彈出如圖11所示對話框；
2. 選擇“是，僅這一次(T)”，單擊“下一步”，彈出如圖12所示對話框；
3. 選擇“從列表或指定位置安裝（高級）”，單擊“下一步”，彈出一對話框，再次單擊“下一步”，彈出如圖13所示對話框；
4. 單擊“仍然繼續”，彈出如圖14所示對話框，單擊“瀏覽”，選擇光盤的USB Driver目錄，再單擊“確定”；
5. 單擊“下一步”等待驅動安裝完成。
注意：對于某些WIN7系統，電腦有可能自行尋找驅動，但安裝不成功，需要用戶手動安裝驅動，步驟如下：
鼠標右鍵單擊“我的電腦”，選擇“設備管理器”，找到“未知設備”選項，然后右鍵單擊，選擇更新驅動程序，單擊“下一步”，選擇光盤的USB Drive目錄，單擊“下一步”,點擊“仍然繼續安裝”，直至安裝完成。
 ZSBX-9000變壓器繞組變形測試儀
1. 采用先進的DDS掃頻技術;
2.采用雙電源供電:市電AC220V士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;
10.中英文切換
11.無線連接電腦
12.3D立體圖形顯示
13.數據U盤導出，現場測試無需電源，電腦?？旖莘奖?。
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%；  
上位機軟件
1. 光盤中有以下目錄： 應用程序、USB Drive 
2. 本軟件運行環境：32位 window XP  或  32位 window 7 系統。
3. 應用程序的安裝： 打開應用程序文件夾，雙擊setup.exe, 若用戶PC機沒有安裝.NET 程序運行環境，該安裝軟件首先安裝.NET環境，然后再安裝本軟件。
4. 首次將設備與電腦連接，需要在PC機上安裝硬件驅動，對應光盤USB Drive目錄，安裝驅動步驟見附件III。
5. 下載數據：連接USB線，使儀器設備處于上傳數據狀態，單擊本軟件【連接設備】，設備連接成功后單擊【下載數據】即可，數據自動命名、自動保存, 文件命名規則為：測試頻段_接線套管_測試日期.xls。
6. 聯機測試：每次測試前用戶必須新建文件以保存測試數據，測試完成，數據自動保存，打開目錄即可查看。
7. 本軟件可以同時顯示兩組數據曲線，便于數據的橫向、縱向對比分析，兩組曲線的測試頻段和接線套管必須一致才能同時打開。
8. 數據分析：用戶可自行設置分析頻段，然后單擊【分析】即可。
9. 用戶可以選擇性的“導出word文檔”和“打印曲線”的顯示曲線、曲線信息、分析結果。
10. 曲線水平縮放：“Shift“ + 鼠標滾動，曲線縱向縮放：“Alt”+ 鼠標滾動，按住鼠標左鍵上下移動。
11. 雙擊復選框后面的分貝值改變曲線顯示顏色。
12. 拖動“跟蹤滑塊”或單擊兩邊按鈕或單擊“跟蹤滑塊”后滾動鼠標查看不同頻率下的分貝值。
13. 【清除數據】只是清除當前數據的顯示，并沒有刪除文件，若用戶需要刪除文件，進入目錄刪除即可。
14. 用戶不要更改.xls文件的內容,否則將導致軟件無法識別而產生錯誤。

ZSBX-9000變壓器繞組變形測試儀變壓器繞組變形測試儀采用先進的DDS掃頻技術;

ZSBX-9000變壓器繞組變形測試儀USB2.0接口,支持數據上傳；可WIFI聯機測試

  1 阻抗法和頻響法的測試原理和接線

阻抗法是通過測量工頻電壓下變壓器繞組的短路阻抗或漏抗來反映繞組的變形和移位及匝間開路和短路等缺陷。漏抗實質上是散布在變壓器繞組與繞組之間，繞組內部及繞組與油箱之間的漏磁通形成的感應磁勢的反映，因此對漏磁磁路的變化比較靈敏;短路阻抗則是漏抗和繞組電阻的平方和開方。由于一般大型變壓器繞組電阻比漏抗要小很多，因此阻抗可以反映漏抗的變化，而且，測量阻抗比測漏抗易于實現。在現場測試中，建議在低電壓下實施阻抗測量，電壓根據被測變壓器容量的大小一般取幾百V，為避開鐵芯非線性的影響，所加電流應>2A。被測變壓器低壓側短路，高壓側施壓，測量接線如圖1所示(以兩繞組變壓器為例)。

圖1 阻抗法測量接線示意圖

當所加電源的頻率逐步增高時，變壓器繞組分布參數的特性逐漸體現出來。實質上，變壓器繞組在高頻下是一個由分布電感和電容構成的線性無源兩端網絡，如圖2所示。圖中，Ls為線匝自感;M為匝間互感;Cs為匝間電容;Cg為線匝對地電容(忽略了損耗因素)。

圖2 繞組分布參數網絡的等效電路圖

頻響法即是從繞組一端對地注入掃頻信號源，測量繞組兩端的端口特性參數，如輸入阻抗、輸出阻抗、電壓傳輸比和電流傳輸比的頻域函數。通過分析端口參數的頻域圖譜特性，判斷繞組的結構特征。如果繞組發生變形，就會使繞組的分布電容和電感改變，反映到端口參數的頻譜發生變化。為了簡化，通常只測量一種端口參數。電壓傳輸比反映了等效網絡的衰減特性，是常測的參數之一[1]，測量接線實現如圖3所示。入端施加正弦掃頻電壓信號Ui，并測量輸出電流在采樣電阻R上的壓降U0，并計算U0/Ui，得到傳輸比隨頻率變化的圖譜。如果輸出電流I0很小，U0也很小，則U0/Ui很小，表明繞組內部發生了并聯諧振，頻譜曲線上出現頻谷;反之，則表明發生串聯諧振，頻譜曲線上出現頻峰。理論計算表明，在頻峰處，繞組上的駐波分布將呈現為整個半正弦波的分布;而在頻谷處，駐波呈現為奇數個1/4正弦波分布。

圖3 變壓器繞組頻譜的測量接線圖

顯然，繞組的結構、大小、位置和引線不同，頻峰和頻谷的位置和高低也不同，頻譜也就不同，因此，不同繞組的頻譜圖譜肯定不同。但是，對于同類型的變壓器繞組，由于繞組結構的類似性，其測到的頻譜曲線必然有可比性?？捎脕韼椭袛嗪痛_定繞組的變形故障。

2 變壓器繞組變形故障模擬研究

選取1臺變壓器進行變形故障的模擬試驗研究，一種是局部的匝間壓縮，即軸向壓縮變形;一種是局部凹坑，屬幅向變形。并分別采用阻抗法和頻響法對兩種變形進行測量，目的是比較兩種方法對不同變形故障的靈敏性和有效性。變壓器為三相兩繞組，所測繞組為連續式。測試均在變壓器吊罩后進行，測試結果見表1。

測試方法為：

——阻抗法測低壓短路阻抗;

——電橋法測繞組漏感;

——BRTC變壓器繞組特征測試儀(即頻響測試儀)測繞組頻譜。

1) 測試工況1

變形前，測錄低壓短路阻抗，漏感和高壓三相繞組頻譜曲線，如圖4所示。

阻抗及電感測試工況1測試工況2測試工況3

C相短路阻抗/%8.088.086.96

阻抗變化率*/%/沒有變化-13.86

C相漏感/H0.01930.01940.0168

漏感變化率*/%/0.52-12.95

圖4 變形前高壓三相繞組頻譜(1～500kHz)

2) 測試工況2

軸向局部變形。在C相高壓線圈頂部抽掉匝間墊塊(見圖5中的標示圈)，壓緊頭5匝線圈。高壓繞組共80匝，因此，可認為有5%的變形。測錄低壓短路阻抗，漏感和高壓三相繞組頻譜曲線(見圖6)。

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圖5 軸向變形實物照片

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圖6 軸向變形后高壓三相繞組頻譜(1～500kHz)

3) 測試工況3

幅向變形。在C相高壓線圈底部用力敲兩處，凹坑深達1 cm左右(見圖7中的標示圈)，測錄低壓短路阻抗，漏感和高壓三相繞組頻譜曲線(見圖8)。

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圖7 幅向變形實物照片

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圖8 幅向變形后高壓三相繞組頻譜(1～500 kHz)

針對上述3種測試工況分析為：

a) 軸向變形后C相的頻譜曲線在第4個頻峰發生了較明顯的改變(箭頭指處)，頻峰向高頻方向偏移約40 kHz，幅值變化約4 dB，A和B相的頻譜基本不變。偏移頻峰位于300～400 kHz的中高頻域。根據頻率諧振峰與變形面積的關系，第1個頻峰發生改變，說明有整體變形;第4個頻峰發生改變，說明線圈可能存在1/4面積以下的局部變形;頻峰向高頻方向偏移，說明部分分布電感減小或分布電容減小。

b) 幅向變形對頻譜曲線的影響頗為顯著。第1個頻峰向高頻方向偏移約6 kHz，表明整體電感有較明顯的變化;中頻域的頻峰向中部發生大面積的擠壓，說明局部的變形相當顯著(箭頭指處)，導致了整體特性的變化。

c) 阻抗法對影響整體電感的變形較為靈敏，如幅向變形、軸向扭曲、匝間開路、短路等，但對匝、餅間的局部拉伸壓縮，線圈整體位移，分接開關觸頭燒蝕等不靈敏。頻響法對影響線圈電容和電感的變形都很靈敏，因此后者具有顯著的優越性。當然，阻抗法在長期的生產實踐中已建立嚴格的規范和標準，便于實施，易于判斷。建議在實際運用中，靈活結合兩種方法，作出準確的分析和判斷。

3 阻抗法和頻響法分析實例解析

以變壓器型號SFPSZ3—180 000/220，231/38.5/15.75為例，變壓器低壓出口側發生對地閃絡。常規試驗項目檢測發現：C2H2偏高，示內部有高能量放電;直流電阻測試表明低壓繞組b相偏大2倍，有斷股發生;低壓短路阻抗測試發現高壓加壓，低壓短路，測量短路阻抗發現b相相對其它相變化12.38%;低壓加壓，中壓短路，測量短路阻抗發現b相相對其它相變化-18.68%;高壓加壓，中壓短路，測量短路阻抗發現b相相對其它相變化-2.22%，說明漏感有較大變化。為了確認哪相繞組發生變形及可能變形的部位和程度，對低壓繞組進行了頻響實測，如圖9所示。

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圖9 變壓器故障低壓繞組三相繞組頻譜

圖譜分析表明，a相和c相頻譜曲線嚴格吻合，b相頻譜第一個頻峰左移約4 kHz(箭頭指處)，說明整體電感增大，與阻抗法的判斷相符。中高頻段頻響幅值略有升高，頻峰向高頻方向略有偏移(箭頭指處)，說明分布電感略有減小，對地電容可能改變，判斷可能性較大的是幅向變形。因此診斷建議僅更換b相線圈。

后更換線圈解體發現，線圈由兩根銅線并繞，共3段，每段22匝，線圈受力向內收縮，導致幅向扭曲，有一凸緣擠出約20 cm，61～62匝處開路有數股。更換b相線圈后復測低壓繞組三相頻譜如圖10所示，基本吻合。

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圖10 變壓器更換線圈后低壓繞組三相繞組頻譜

a.頻譜測試技術的應用為電力變壓器繞組變形的不解體檢測和診斷提供了新的思路和方法。

b.模擬變壓器的試驗研究表明，頻響法測試診斷變壓器繞組變形比阻抗和漏抗法更為靈敏，能反映出影響繞組整體電感及對整體電感影響不大的變形，同時包含了變形故障類型、程度、部位等多種信息。阻抗法只能反映對繞組整體電感影響較大的變形，但由于長期的應用趨于成熟，并有標準可循。