变压器内部绕组特征参数测试仪-中试控股

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变压器内部绕组特征参数测试仪

时间：2022-11-17

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变压器内部绕组特征参数测试仪

ZSBR-8500电力变压器绕组变形测试仪 | 参考标准：DL/T 911-2016

变压器在试验过程中发生匝间、相间短路，或在运输过程中发生冲撞，造成线圈相对位移，以及运行过程中在短路和故障状态下因电磁拉力造成线圈变形，就会使变压器绕组的分布参数发生变化。进而影响并改变变压器原有的频域特征，即频率响应发生幅度变化和谐振频点偏移等。并根据响应分析方法研制开发的RBX-H变压器绕组频率响应测试仪，就是这样一种新颖的变压器内部故障无损检测设备。它适用于63kV～500kV电力变压器的内部结构故障检测。

检测数据自动分析系统,横向比较A、B 、C三相之间进行绕组相似性比较,其结果为:①一致性很好②一致性较好③一致性较差④一致性很差,纵向比较A-A、B-B、C-C调取原数据与当前数据同相之间进行绕组变形比较，其结果为:①正常绕组②轻度变形③中度变形④严重变形；

中试控股始于1986年 ▪ 30多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商

一、简介
1、ZSBR-8500电力变压器绕组变形测试仪根据对变压器内部绕组特征参数的测量，采用目前世界发达国家正在开发完善的内部故障频率响应分析(FRA)方法，能对变压器内部故障作出准确判断。
2、变压器设计制造完成后，其线圈和内部结构就确定下来，因此对一台多绕组的变压器线圈而言，如果电压等级相同3、绕制方法相同，则每个线圈对应参数(Ci、Li)就应该是确定的。因此每个线圈的频域特征响应也随之确定，对应的三相线圈之间其频率图谱具有一定可比性。
4、变压器在试验过程中发生匝间、相间短路，或在运输过程中发生冲撞，造成线圈相对位移，以及运行过程中在短路和故障状态下因电磁拉力造成线圈变形，就会使变压器绕组的分布参数发生变化。进而影响并改变变压器原有的频域特征，即频率响应发生幅度变化和谐振频点偏移等。并根据响应分析方法研制开发的ZSBR-8500电力变压器绕组变形测试仪，就是这样一种新颖的变压器内部故障无损检测设备。它适用于63kV～500kV电力变压器的内部结构故障检测。
5、ZSBR-8500电力变压器绕组变形测试仪是将变压器内部绕组参数在不同频域的响应变化经量化处理后，根据其变化量值的大小、频响变化的幅度、区域和频响变化的趋势，来确定变压器内部绕组的变化程度，进而可以根据测量结果判断变压器是否已经受到严重破坏、是否需要进行大修。变压器绕组变形频率响应测试仪由笔记本电脑及单片机构成高精度测量系统,结构紧凑，操作简单，具有较完备的测试分析功能，对照使用说明书或经过短期培训即可自行操作使用。
6、变压器设计制造完成后，其内部结构和各项参数基本保持不变，因此每个线圈的频域响应也随之确定，正常绕组的变压器，其三相频域响应曲线耦合程度基本一致；
7、当变压器在试验过程中出现匝间、相间短路，在运行中出现短路或其他故障因电磁拉力造成线圈移位，在运输过程中发送碰撞造成线圈相对移位，这些因素都会使变压器分布参数发生变化，其频域响应也发生变化，根据频域响应曲线即可判断变压器的变形程度；
8、基于以上思想和先进的测量技术，本公司设计了变压器绕组变形测试仪，该仪器能准确绘制各相频域响应曲线，通过测量曲线的横向、纵向对比，可以准确的判断变压器的变形程度。
9、本仪器符合DL/T911 2004《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》标准。

二、特点优势
1、采用先进的DDS扫频技术；
2、采用双电源供电：市电AC220V±10%，内电源6V5AH蓄电池；
3、采用高速，高集成化微处理器设计；
4、输出正弦波幅值可通过软件设置；
5、双通道16位AD采样；
6、8寸彩色触摸屏，亮度可调；
7、最多可以保存120组测量数据，供随时查阅或上传至PC机；
8、有强大的上位机软件，曲线分析、打印和生成word文档；
9、USB2.0接口,支持数据上传和联机测试；

三、技术指标
1、设置6种不同的扫描方式：
线性 1K-1000kHz_1.0步进1kHz 1000点
线性 1K-1000kHz_0.5步进0.5kHz 2000点
线性 1K-2000kHz_1.0步进1kHz 2000点
线性 1K-2000kHz_0.5步进0.5kHz 4000点
分段100HZ - 1000kHz 1440点
分段100HZ - 2000kHz 2440点
2、测量范围：(-100dB） - （+20dB）
3、测量精度：0.1dB；
4、扫描频率精度：0.01%；
5、信号输入阻抗：1MΩ；
6、信号输出阻抗：50Ω；
7、同相测试重复率：99.9%；

中试控股ZSBR-8500电力变压器绕组变形测试仪产品适用性好，实用可靠，效率高，事半功倍 | 是很多企业以及电力工作者信赖的好伙伴。

中试控股践行“精细制造，深耕技术”产出ZSBR-8500电力变压器绕组变形测试仪优质产品能够在市场中赢得用户信赖,树立中试控股新形象打下了坚实的根底。

根据电工学理论，如果绕组发生机械变，即发生了轴向、径向尺寸，势必会改变网络上的L、K、C等分布参数，随着网络参数的改变，从而导致其频率响应特性。因此我们比较不同时期该变压器的频率响应特性是否一致，就可以判断变压器是否发生了变形及变形程度的大小。

3.变压器绕组变形测试系统及其分析方法

该测试系统是采用频响法诊断变压器绕组变形的。其原理显通过计算机管理和控制，由扫频电压发生器依次输出不同频率的正强波电压信号Vs（f）到变压器骁组的一个端子上，然后通过双通道检测单元纪录绕组两端上的电压信号Vi（f）和Vo（f），并作相应的数字化处理，得到其在不同扫描频率下的幅值和相位，然后根据下式求得被测试绕组的幅频响应特性或相频响应特性，再由计算机作输出处理（如图2所示）。

幅频响应特性：

H（f）=20lg（Avo（f）/Avi（f））

相频响应特性：

φ（f）=φvo（f）-φVi（f）

电力变压器绕组的幅频响应特性H（f）主要取决于其内部电感、电容等分布参数，通常具有如下特性：

（1）当频率低于10KHz时，其频率响应特性主要由线圈的电感所决定，谐振点通常较少，对分布电容的变化较不敏感；

（2）当电频率超过1MHz时，绕组的电感又被分布电容所旁路，对电感的变化不敏感；

（3）在10KHz-1MHz的范围内，绕组的分布电感和电容均发挥作用，其频率响应特性具有较多的谐振点能够灵敏地反映出绕组电感，电容的变化情况。因此，在该系统中，选用10KHz-1MHz的扫频测量范围。

频率响应分析法诊断变压器绕组变形是建立在比较绕组频率响应特性变化基础上的，中试控股即变压器遭受突发短路冲击后测得的各个绕组的频率响应特性为原始测试结果一致，则表明该次短路故障没有导致绕组变形，反之，可根据其特性变化的情况判断变形的绕组以及其变形的严重程度。（这种判断的方法，在实际的测试中，我们对两台遭受出口短路的220kV变压器进行检查，得出的频响特性波形与两年前所测试出的波形相当一致，故判断其绕组未受到该次短路冲击的破坏）。在实际的工作中，很多时候会碰上没有原始数据的情况，（即那些已投入运行的变压器，投运前没有做该项测试），就采用比较变压器互相绕组相间特性曲线的差异，对绕组绕组的变形情况作出判断，对于制造工艺良好的变压器，其三相绕组的结构基本是一致的，测得的频响曲线通常具有一定的可比性，但需注意，这种“可比性”仅仅是相对的，受绕组引线长度，其内部位置等影响，特别是三角型接法的绕组，测得的三相频率响应特性往往有较大的差异，这时应与该型号同厂家同一时期的其他变压器作比较。

4.绕组变形测试技术的实际应用

本局开展绕组变形测试主要分为三类：

（1）对全新投运的变压器，主要是检查运输途中是否意外的碰撞或冲击，同时也是作为该变压器频率响应特性曲线的原始资料，用作以后测试的重要对比资料；

（2）对于遭受出口或近区短路的变压器，根据我省执行的《变压器状态检修手则》的有关规定，必须进行绕组变形测试，判断其是否变形，作为能否继续运行的依据之一；

（3）配合日常的预试工作，对已运行的变压器作绕组变形检查，若判断其绕组没有发生变形现象，该次测得频率响应特性曲线也将作为原始资料，是以后作对比的依据。

在目前，我局共进行了四十多台次的绕组变形测试，积累了一定经验，在现场的测试中，应特别注意以下两方面的因素对测试结果的影响：

（1）变电站高压电磁场的干扰。收于该系统的扫频电压发生器仅输出5V左右的正弦波，容易受到高压电磁场的干扰，如：本局所属500kV变压站#2主变低压侧的35kV电抗器开关爆炸，造成相间短路，主变B相有载开关瓦斯的动作，跳开三侧开关。我们在现场作绕组变形测试时，发现其频率响应特性曲线极不稳定，并且三相频率响应特性曲线极不一致，为了防止误判，我们进行了多台次的测试，发现其特性曲线虽不稳定，但有规律性，并且三相之间的规律是一致。我们判断是受到了电磁场的干扰，（在排除了受干扰的特性曲线后，三相频响曲线较为一致）在结合了其它电气试验，油化验的结果认为该次短路冲击对主变的绕组没有造成损害；在测试一台220kV变压器时，也观察到在某些频率段受到干扰而产生尖峰，甚至在110kV场地也有这种现象，因此在判断波形是要注意排除：

（2）要注意绕组的直流电阻或测试线与绕组之间的接触电阻对测试结果的影响：在以上提及的变压器绕组分布参数等值网络图中，是忽略绕组的电阻的，但实际上，绕组的电阻变化，不但对频率响应特性曲线的幅值产生影响，而且还会影响谐振峰点出现的频率，容易产生误判。我们在对一台220KV变压器作绕组测试时，造成与原始曲线相差较大，经多次试验，才发现是测试线与绕组之间的接触不良。因此，在作判断时，除了要检查试验接线，还要结合变压器的直流电阻作判断，看是否由于绕组的内部接触不良，造成对测试的影响。

下面介绍一下变压器绕组变形的测试实例：某站#1主变，型号SFZ7-40000/110由于误操作，10kV母线相间短路，短路电流约8kA。但由于#2主变开关需处理，无法投运，因此只能将#1主变迅速恢复运行。事后，取主变本体油样作检查，未发现有异常情况。#2主变开关经处理投运后，将#1主变停下，作常规电气试验，吸收比、介损值、绕组直流电阻等项目和以往数据比较，均无异常。按以往的做法，已可认为该次短路冲击对#1主变没有造成损害，可以继续投运。但接着进行绕组变形的测试，发现低压侧面绕bc线圈与ab、ca两相线圈的频响特性曲线有相当的差异，经多次测试，均为同一结果（由于该台变压器没有原始数据，只能作三相比较）。为了稳妥起见，我们将#2主变停下，作绕组变形测试（该主变为#1主0变同型号，同期出厂，同时投运，但没有遭受该次短路的冲击），其特性曲线三相间较为一致。据此，我们判断#1主变的低压绕组线圈发生变形，根据频率响曲线应判断为：低压c相单独变形或a、b两相同时变形。决定该主变返厂吊罩检查。吊芯后，发现低压绕组a、b相线圈出现鼓包，并伴随有线圈的扭曲现象。通过绕组变形的测试，可以将变压器隐藏的、但常规预防性试验很难检出的绕组变形故障发现，及时进行处理，避免损坏变压器的事故发生。