引言

變壓器是電力系統中的重要設備,對電力系統安全運行意義重大,據統計,變壓器繞組是變壓器事故損壞的主要部位。因此,有必要對變壓器繞組變形進行測試,降低故障,減少事故的發(fā)生。

1繞組變形試驗目的

變壓器繞組一般是銅或鋁導線,在受到機械力或電動力等較大應力作用時,繞組的尺寸和形狀會發(fā)生變化。具體而言,一是變壓器在出廠運輸或安裝過程中受到碰撞沖擊會產生斷股、移位、扭曲現象;二是變壓器在運行中受到短路電流熱和電動力的作用時,短時間內會發(fā)生繞組變形,嚴重時可能導致相間短路、燒毀。

變壓器繞組變形后一般都能繼續(xù)投運,但對變壓器和電力系統運行都有危害,帶病運行對電網也是一種安全隱患。由于變壓器是全封閉的電氣設備,從外觀上很難看出內部的變形情況,在現場不吊芯檢查的情況下,只能通過外部試驗來快速了解繞組變形狀態(tài)。因此我們必須對變壓器繞組變形進行檢測,判斷變形的嚴重程度,并根據診斷結果制定相應的防范措施,從而降低故障率,保證電網安全運行。因此,變壓器繞組變形測試意義e分重大。

2繞組變形測試原理

目前繞組變形測試方法主要有短路阻抗法、低壓脈沖法和頻率響應法,由于頻率響應法具有抗干擾能力強、靈敏度高、測試準確的特性,所以目前繞組變形測試普遍采用頻率響應法原理,本文主要講述的就是頻率響應分析法。

變壓器繞組變形測試頻率響應分析法,就是對變壓器內部參數在不同的頻率下經過量化處理描繪出變壓器繞組的傳遞函數特性曲線。簡單來說,就是在末端給一頻率,在首端接收,判定是否存在較大差異,差異大說明有變形現象,差異小說明一致性好。

3繞組變形測試分析判斷

3.1繞組變形測試方法

變壓器繞組測試裝置主要由主控測量單元、分析軟件部分（筆記本電腦）、三根專用測量電纜以及測量夾子和接地線組成。主控測量單元與試品之間采用500高頻同軸電纜連接,一般測試儀有激勵輸出、響應輸入、參考輸入三端口,掃頻信號輸出為正弦波,從末端注入,從首端輸出。掃頻信號經輸出端口（激勵輸出）,通過連接電纜向被試品注入信號;由測量夾子從被試品獲取信號,經電纜傳輸到響應輸入;并獲取同步參考信號,經電纜傳輸到參考輸入。變壓器鐵芯接地,響應信號的接地夾子要先通過連接線與激勵信號接地夾子連接,再由激勵信號的接地線與鐵芯接地。

3.2判斷分析方法

變壓器繞組變形主要判別原則是以波形觀察為主,相關系數判斷為輔。對被測繞組頻率響應特性曲線的變化情況進行分析,找出各種細微變化和發(fā)展趨勢進行分析。具體如下:3(2.1橫向、縱向分析比較

（1）對測試結果進行相間（橫向）比較,看波形的一致性,如果測得頻響特性三相一致性較好,可認為沒有明顯變形,如一致性不好,繼續(xù)進行下面的分析。

（2）如果相間（橫向）比較不一致,應進行縱向比較（和歷年此變壓器的數據或出廠數據進行比較）。

（3）如橫向、縱向比較波形差異較大,可重復測試,幾次測試結果一致性均較差,可定性為變形。

3.2.2低頻、中頻、高頻頻段分析

（1）低頻段（1～100kHz）電感參數對頻率曲線影響較大。頻率較低時,繞組的對地電容容抗大,感抗小,如果繞組的電感發(fā)生變化,會導致其波峰或波谷位置發(fā)生明顯移動。該頻段主要反映繞組可能發(fā)生的扭曲現象。

（2）中頻段（100～600kHz）能靈敏地反映出繞組分布電感、電容的變化,因為在此頻段內,曲線有較多的波峰、波谷。該頻段主要反映繞組可能存在的扭曲和鼓包等局部變形現象。

（3）高頻段（>600kHz）以對地電容的影響為主。頻率較高時,感抗大,容抗小,波峰、波谷位置以對地電容為主。該頻段主要反映可能存在的線圈整體移位或引線移位等情況。

3.2.3相關系數判斷

相關系數可以定量描述出兩條波形曲線之間的相似程度,通?？勺鳛檩o助手段用于分析變壓器的繞組變形情況。相關系數只是參考數字,范圍在0～10之間,數字越大,表示相關性越好,如果是不同相的兩條曲線,根據相關系數的大小會得出"一致性很好""一致性較好""一致性較差""一致性很差"等結果;同相的兩條曲線,根據相關系數的大小會得出"正常繞組""輕微變形""明顯變形""嚴重變形"等結果。

3.3測試注意事項

（1）變壓器有載分接開關檔位一般調到最高分接位置。檔位不同,繞組匝數也不同,電感、電容量也隨之不同,相應的頻譜圖也不同。

（2）嚴格按照接線步驟操作。注意掃頻信號源輸入和響應信號方向。

（3）鐵芯接地良好,地線要按照接地順序依次接地。測量過程中,接地非常重要,高頻電流的流向必須正確,不正確會影響測量結果。

4實際案例分析

變壓器名稱:2號主變。

變壓器型號:sFZ9-12500。

制造廠家:保定天威變壓器廠。

出廠日期:2004年2月。

測試內容:高壓側繞組變形測試。

2號主變高壓側三相測試結果如圖1所示,從圖中可以看出,通過橫向波形及相關系數比較,一致性均較好,說明此變壓器無變形現象,可以正常運行。如圖1中波形出現不一致情況,需具體按照上文測試分析方法一縱向比較、頻段分析、參考相關系數等進一步進行分析,最終定性得出診斷結果。

圖1高壓側繞組變形測試圖

5結語

繞組變形測試可以有效地發(fā)現變壓器由于短路沖擊或機械力造成的繞組變形缺陷,經過現場大量的試驗實踐其已得到廣泛應用,為變壓器的安全運行提供了有力保障。