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中試控股技術研究院魯工為您講解：大變壓器導致局部扭曲變形儀

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。

變壓器繞組變形測試儀用于測試各種等級電力變壓器(6kV~750kV)及其它特殊用途的變壓器，電力變壓器在運行或者運輸過程中不可避免地要遭受各種故障短路電流的沖擊或者物理撞擊；

在短路電產生的強大電動力作用下，變壓器繞組可能失去穩定性，導致局部扭曲、鼓包或移位等變形現象，這樣將嚴重影響變壓器的安全運行。

變壓器繞組變形測試儀采用掃頻法及低電壓阻抗法對變壓器的繞組進行綜合測試，按國家電力行業標準DL/T911-2004采用頻率響應分析法測量變壓器的繞組變形，是通過檢測變壓器各個繞組的幅頻響應特性；

并對檢測結果進行縱向或橫向比較，根據幅頻響應特性的變化程度，判斷變壓器繞組可能發生的變形情況。

阻抗法國家電力行業標準DL/T1093-2008對繞組的阻抗值進行測試，通過與標準的阻抗值比對判斷繞組的變形狀況。

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%；  
頻率響應圖譜的特征
1、差異是的
從微觀的角度看，變壓器由于型號、容量、電壓等級、線圈繞法、繞組結構、位臵和引線等的不同，不同繞組的頻譜譜圖肯定不同，且有的存在較大的差異，就算是同一廠家生產的也一樣。這一方面說明
頻響法的靈敏度高，另一方面，使得頻譜特征歸類不容易。國產和進口變壓器，由于結構設計上有一定的差異，頻譜有較明顯的差別。
2、具有相對的一致性
從宏觀的角度看，對于制造工藝良好的同一臺變壓器，其同一側三相繞組的結構基本是一致的，測得的頻響特性曲線通常具有一定的可比性，特別是對沒有分接開關的低壓繞組。這是進行變形診斷的基礎。
3、低壓繞組的一致性較好
低壓線圈多為連續式繞組，匝數少，結構簡單，阻抗小，無分接繞組，因此工藝上三相易做到一致，頻響曲線干擾毛刺少，三相頻譜曲線一致性較好。
高、中壓繞組則多為餅式或糾結式，匝數多，阻抗大，大多帶有分接繞組，結構復雜，反映在頻譜曲線上，響應較小，毛刺多，相與相之間的一致性較差。
4、廠用變壓器的一致性較差
廠用變壓器(包括廠變和備變)由于多采用雙分裂結構，相與相之間的一致性普遍都比主變的差，且廠用變壓器遭受短路故障的幾率較高，累積效應造成一致性較差。
5、三相變壓器的一致性較好
三相變壓器特征圖譜上相與相之間的一致性比單相變壓器好。另外，從繞組的特征圖譜上諧振峰的分布情況，可以判斷變壓器繞組的防陡波特性，為改善變壓器繞組的絕緣設計提供依據。

從整體上看，如果一個繞組的頻譜曲線上諧振峰少，比較平坦，則說明一旦陡波(如雷電波，操作波)侵入繞組后，繞組內部發生諧振的可能性小。

因此，危害繞組絕緣的電位分布發生的可能性小，說明設計合理。另一方面，如果諧振峰上升很快，說明繞組的阻抗函數存在高階極點，繞組對陡波的響應快，易損壞。
綜上所訴，做變壓器繞組變形試驗很有必要，對維護電力系統的安全至關重要。
電力企業在選擇采購變壓器繞組變形測試儀時應該做出準確的判斷，選擇那些實力雄厚的公司生產的設備，這樣精度和準確性才能得到保證，才能保證變壓器在出現故障時能夠及時的發現，從而保證設備安全。

武漢中試電力作為一家專業的電力設備生產廠家所生產的變壓器繞組變形測試儀，就能夠滿足國內輸變電企業輸送電流的精確性能，準確性方面的要求。而且有專業的調試工程師為您公司的工作人員進行培訓，保證設備的正常使用以及技術問題的處理，從而可以保證您的變壓器能夠高效穩定的運行。

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. 引言

變壓器繞組直流電阻測量根據《電力變壓器第一部分總則》(GB/T 1094.1-2013)規定屬于變壓器例行試驗，是一項重要的試驗項目，試驗結果將對變壓器的性能起到決定性作用 [1] 。每臺變壓器制造過程中和出廠試驗都要進行直流電阻測量，主要是檢測變壓器繞組導線連接處的焊接或機械連接是否良好，有無焊接或連接不良現象；引線與套管、引線與分接開關的連接是否良好，引線與引線的焊接和機械連接是否良好；導線規格，電阻率是否符合要求；各繞組的直流電阻不平衡率是否滿足相關要求；現場測量繞組的直流電阻可以檢查變壓器運輸時有無故障，在運行過程中測量直流電阻可以檢查變壓器繞組、引線、分接開關等帶電組件是否正常等 [2] 。本文中試控股通過一臺變壓器進灶時高壓ABC三相直流電阻值異常現象的測試和分析，剖析了影響變壓器直流電阻測試各種因素，提高了測試直流電阻值出現異常后綜合分析判斷能力。

2. 問題描述

某變壓器公司一臺SFZ11-63000/110變壓器產品器身進灶試驗時，高壓繞組直流電阻不平衡率出現異常，各分接測試后電阻值計算的不平衡率達到1.5%以上(國標相電阻不平衡率 < 2%)，一般產品繞組直流電阻不平衡率都小于1%，雖然未超出標準，但出現如此大的差異，需要進行認真分析，找出原因，確定不是制作缺陷或組件缺陷導致該差異，才能保證產品質量，正常出廠。

3. 測試情況與影響因素分析

3.1. 我國電力變壓器直流電阻不平衡率標準

國標GB/T6451-2015《油浸式電力變壓器技術參數和要求》規定( 7.3.2 項)：110 kV級變壓器產品應提供所有繞組線端和分接檔位的直流電阻。繞組直流電阻不平衡率：相(有中性點引出時)為不大于2%。(無中性點引出時)為不大于1% [3] 。如果由于線材及引線結構等原因而使繞組直流電阻不平衡率超過上述值時，除應在例行試驗記錄中記錄實測值外，尚應寫明引起這一偏差的原因。用戶應與同溫度下的例行試驗實測值進行比較，其偏差應不大于2%。本試驗為例行試驗。

繞組直流電阻不平衡率應以三相實測最大值減最小值作為分子，三相實測平均值作為分母計算。三相變壓器繞組直流電阻不平衡率計算方法：三相中電阻值最大減最小除以三相平均值，即 ( R 最 大 -   R 最 小 ) / R 平 均 的百分數 [4] 。

對所有引出的相應端子間的電阻值均應進行測量比較。

3.2. 問題變壓器高壓繞組基本情況

該SZ11-63000/110變壓器產品連接組別為YN d11，變壓器器身實圖如圖1。該變壓器高壓繞組末端引出線連接有載開關K檔，有獨立調壓繞組，調壓繞組8個分接段9根分接引線分別接有載開關1~9檔，高壓零相引線從有載開關引出，連接組別圖如圖2所示。

3.3. 測試數據及問題處理

3.3.1. 三相繞組測試數據

對測試設備的準確度，我國標準GB/T 1094.1和JB/T-501沒有規定要求，而美國標準IEEEC57.12.00規定電阻測量的準確度是±0.5%，溫度測量準確度為±1℃。參考這一標準，選擇電阻電橋準確度0.2% ± 0.2 μΩ的設備(JYR-40E)，溫度計選擇±0.1℃的溫度計。

JYR-40E中試控股采用伏安法單片機進行自動控制的變壓器直流電阻測試儀，具體接線如圖3所示，各分接檔位直流電阻測試值如表1。

對測試數據進行數據透視分析，分別以分接檔位為橫坐標、繞組ABC三相不同分接檔位的電阻值為縱坐標繪制關系變化趨勢曲線，結果如圖4所示。從圖中不難看出每一組分接檔位B-O電阻值最大，C-O居中，A-O最小；且各分接檔位從1分接至8分接三相直流電阻也是成規律性遞減，未出現異常變化。

3.3.2. 影響因素分析及措施

由于影響變壓器直流電阻不平衡因素主要有：變壓器器身結構導致引線長度不一致引起電阻差異大、ABC三相繞組本身電阻差異較大、繞組出頭部位和分接引線連接部位等焊接質量不好導致電阻差異大、溫度等因素引起測試誤差導致電阻測試值差異大。出現異常時主要考慮從影響因素由易到難進行逐一分析判斷。

其他條件相同情況下，導線越長其電阻越大，但此產品引線結構中C相分接引線長度大于B相分接引線，排除因分接引線長度不一樣導致B相直流電阻值大。

從圖4曲線變化趨勢看三相及各分接檔位現象及遞減規律一樣，確認調壓繞組及分接開關1-8檔位連接部位制造缺陷等不是引起直流電阻不平衡率偏大原因。

此產品在套裝前對單個繞組進行直流電阻測試，其值如表2所示。表中數據可知，高壓繞組直流電阻B相最小、A相居中、C相最大，確認B相繞組本身電阻值小。

分析認為，從單個繞組電阻值和引線長度看，正常情況下器身進灶時測量直流電阻值C-O相應該最大，B-O居中，A-O最小，而實際測試中C-O與B-O剛好相反。

導致出現該差異的主要原因是不是B相繞組首線銅導電桿焊接不好，尾端K檔分接引線壓接不好導致電阻值大，造成B-O電阻值最大。為進一步查找原因，實驗組決定將B相首線和末端包扎好絕緣打開，去掉首線導電桿和k檔壓接頭進行類似繞組本身進行直流電阻測量如表3。

從以上數據分析，三相直流電阻值遞增差異非常大，A相增加0.0033、B相增加0.0087、而C相減少0.0002。特別是C相套裝前為0.3456小于套裝后0.3454(因為套裝后前面引線加長應該增大)不太和常理，但差異較小不排除因測量誤差引起。同時說明B相繞組直流電阻增大不是因為引線連接線焊接、壓接以及組部件本身缺陷導致。

導致該差異的主要原因是不是在整體套裝過程中將高壓B相和C相繞組對換(即將高壓B相繞組套C

相，C相繞組套B相)以減小直流電阻不平衡率。如果假設成立，則三相直流電阻值遞增如表4。

從以上數據分析，三相直流電阻值遞增規律正常，A相增加0.0033、B相增加0.0045、而C相減少0.0040。這樣出現器身B-O最大，C-O居中，A-O最小就有可能。

但從三相繞組套裝前與進灶時電阻值遞增情況：A相0.0033、B1相0.0045、C1相0.0040差異還是較大，其中B1與A(0.0045-0.0033)/0.0033 = 36%、C1與A(0.0040 ? 0.0033)/0.0033 = 21%。造成該差異原因是否是整體套裝烘烤后，由于B相器身處于中間，空氣流動最慢，A相處于器身裝配間大門處，空氣流動最快，C相在器身裝配間內壁處，空氣流動較慢，短時間內，測試時器身內三相繞組實際溫度不一致導致的呢？。其中進灶時B相溫度最高電阻測量值變化最大，A相溫度最小電阻測量值變化最小(最接近環境溫度)。

為進一步分析三相繞組是否因進灶時實際溫度不一樣導致直流電阻測試值變化規律不一樣引起直流電阻平衡率增大，于是對器身進行煤油氣相干燥處理真空注油后，靜置72小時成品試驗進行直流電阻值測試值(保證三相溫度絕對一樣的狀態)和進灶時直流電阻值比較分析如表5 (分析繞組溫度不一樣直流電阻值不一樣)。

從以上數據分析：SFZ11-63000/110變壓器產品成品試驗時(三相溫度一樣)，三相直流電阻不平衡率各分接檔位都明顯降低，都小于1.5%。其中9檔(無分接引線)從1.58%降低到1.37% (降低了0.21%)，最大分接1擋也從1.53%降低到1.34% (降低了0.19%)。這樣的變化規律與前面分析三相進灶時繞組實際溫度不一樣，會影響其測試的直流電阻值變化不一樣，進而影響三相直流電阻不平衡率增大的原因是基本吻合的。如圖5所示，進灶時和成品試驗時各分接與ABC繞組電阻值變化趨勢曲線進行對比分析看，A2-O與A1-O各分接變化是最大的。

3.3.3. 進一步以9檔測試結果進行對比分析

因9擋時測試直流電阻值最接近繞組本身直流電阻值，把9檔各時段測試的直流電阻值進行比較分析，如表6所示。

以上數據差異分析：套裝前和進灶時單個繞組差異A相0.0033、B1相0.0045、C1相0.0040；成品時和進灶時繞組差異A相0.0015、B1相0.0008、C1相0.0008其中都是A相增加最大(成品測試時，電阻值A與B1C1比較差異達到(0.0015 ? 0.0008)/0.0008 = 87.5%)。分析認為器身真空干燥后成品試驗測試直流電阻時，三相器身繞組溫度一樣(都高于進灶時環境溫度)。而進灶時A相溫度最低電阻測量值最小，在成品試驗時測試值增量就越大，而進灶時B1C1相溫度相對高電阻測量值偏大，在成品時測試值增量反而偏

小，這與上面的分析基本吻合。說明繞組測試時各繞組的實際溫度也是影響直流電阻值一個重要因素。

4. 結論

變壓器繞組直流電阻不平衡率除受制作缺陷(如壓接焊接不好，導體連接緊固不好等)、組部件本身電