中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变压器正常绕组变形测试仪

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪

双通道16位AD采样,8寸彩色触摸屏，亮度可调,USB2.0接口,支持数据上传和联机测试
先进的DDS扫频技术
参考标准：DL/T 911-2016

变压器绕组变形测试仪：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；
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；

针对三相Yn电力变压器测量绕组变形测试，分别列举A、B、C三相的接线方法。
测量Yn型电力变压器绕组变形A相接线
1、测量系统共一点接地，取变压器铁芯接地。
2、黄夹子定义为输入，钳在Yn的‘O’点、绿夹子定义为测量，钳在A相上。
3、地线连接网依次由绿夹子地线孔插入接地线至黄夹子地线孔，再连接一接地线到铁芯接地。
4、以上接线完成对三相Yn形的A相测量接线。

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪技术指标
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%

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。

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪采用先进的DDS扫频技术;

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪采用双电源供电:市电AC220V士10%，内电源6V5AH蓄电池;

中试控股详细讲解实例1  变压器绕组扭曲变形

某变电所电缆头故障，开关重合，引起66kV变压器低压侧三绕组短路，轻瓦斯动作。事后进行了色谱分析，和电气绝缘试验未发现异常。由于用电紧张，在3天后进行了变压器高压绕组变形试验。其频响曲线见图1。由图可知，总体趋势一致性尚好，但三相谐振频率依次发生偏移，谐振幅值电路有变化。初步判断变压器高压绕组可能出现局部扭曲或器身整体位移。

 

变压器绕组变形66KV变压器高压绕组三相对比频谱图

图1：66KV变压器高压绕组三相对比频谱图

 

 经吊芯检查发现：高压绕组B、C相整体扭曲，部分垫块已蹦出且扭斜；B相一个压钉碗破碎；A、C相中间一匝导线收缩严重变形；器身铁轭中间拱起。 

 

实例2  变压器绕组突起性变形

某一次变220kV变压器由于施工不慎造成变压器出口短路，由C相对地短路而发展为三相相间短路。持续1.2s，短路电流11200A，重瓦斯动作。然后进行绝缘电阻、变比；直流电阻等试验和色谱分析，未见异常。过10天后进行了绕组变形试验，试验结果如图1及图2所示。由图中可知，高压绕组三相一致性较好，基本无明显变形，低压绕组在30kHz以下一致性较好，30kHz以上发生明显差异，说明低压绕组已发生变形。A、B相较C相谐振点向低频方向移动，谐振幅值升高，并有峰谷反向现象，说明电感量可能减小，对地电容量可能增大，A、c相绕组可能发生辐向变形。经吊芯检查发现：高压绕组基本无变形，低压绕组A相从第5撑条发生突起性变形，B相从第25层到第100层的第5到第9撑条间也发生类似的突起性变形，C相无变形。

 

 

 

变压器绕组变形220KV变压器高压绕组三相对比频谱图

图2：220KV变压器高压绕组三相对比频谱图

 

中试控股详细讲解实例3  变压器绕组严重变形

某变电所一台有载调压变压器，220，180MVA，220kV。额定电流1574A。在一次现场施工中，由于起吊钢丝绳悬挂点开焊使避雷针落地，砸在一块角铁上，角铁反弹造成66kV侧单相接地，0.64s发展为三相短路，1.15s主变压器重瓦斯动作。此时短路电流达到11200A，为7倍额定电流，短路电动力为正常的49倍。色谱分析和部分高压试验未见明显异常，但乙炔、氢气和乙烯含量有增长，说明内部有放电现象，但CO和C02无明显增大，故未涉及固体绝缘。故障后10天内色谱分析稳定，未见异常。10天后做绕组变形试验。试验结果如图3及图4所示。由图可知，高压绕组三相图谱曲线重合较好，仅A相在第3个谐振峰频率略微向高频方向移动，幅值也略有上升，说明该相绕组可能有轻度变形，C相在300~400kHz频段曲线毛刺较多，说明C相分接开关等处可能接触不良。低压绕组3条曲线在50kHz后出现显著差异，说明绕组已发生明显变形。且A、B相较C相谐振点向低频方向移动，谐振幅值升高，并有峰谷反向现象。A、C相可能发生辐向变形。一个多月后进行现场吊罩检查。发现：油箱下部有导线外包绝缘纸碎片；高压A相绕组下部有微小扭转变形；c相分接开关操作杆叉口金属部分可见放电点；B相低压绕组对铁芯绝缘板靠C相侧有S状形变。

 

 

变压器绕组变形220KV变压器低压绕组三相对比频谱图

图3：220KV变压器低压绕组三相对比频谱图

变压器高压绕组三相对比频谱图

图4：变压器高压绕组三相对比频谱图

 

在返厂吊检时发现：三相高压线圈无明显形变，低压侧A相靠近B相侧，在轴向上从首段至末段有100~150mm的Ω状形变，导线有部分绝缘纸脱落，未露铜线；B相靠近C相侧，在轴向上部分线饼有100~150mm的Ω状形变，导线亦有部分绝缘纸脱落，未露铜线；A、B两相地屏在线圈变形部位被挤压成凹状，C相无明显形变。

 

为此，全换低压三相绕组，保证直流电阻平衡；增加抗短路能力（增加绕组内部8mm硬纸桶和内撑条加1倍，加装外撑条）全换低压绕组对铁芯主绝缘及其他绝缘；全部更换密封胶圈。

 

由此可见，增强变压器抗短路冲击能力是防止变压器因出口短路而损坏绕组的根本办法，且对受过短路电流冲击的变压器要进行绕组变形试验，已发现严重变形者要吊芯检查。  

 

实例4  绕组压板开裂，垫块松动

某一次变电所2台主变压器， 120000/220kV，某年某月，铝箔纸引起66kV线路三相短接并接地。短路冲击前后色谱分析无显著变化，局放试验和短路冲击前对应相放电量均小于100pC，没有增长，变形试验结果，2号主变压器无严重变形（有原始图谱）重新投运。1号主变压器无原始图谱，但特征图谱的一致性虽然很好，仍不排除三相绕组同时变形的可能。通过综合分析认为绕组存在严重变形的可能性很小，但不排除压钉、垫块松动的可能，返厂检查结果是：三相绕组上压板有不同程度的开裂现象，垫块有所松动。高、低压绕组均无较严重变形。国家电力公司颁发【2000】589号文件规定，110KV及以上电压等级变压器在出厂和投产前应对变压器的绕组变形进行测试并保留原始记录。

 

中试控股详细讲解在实际应用中，频响法绕组变形测试仪根据变压器内部的频率响应来判断绕组变形程度，被广泛应用。另一种被广泛应用的绕组变形判断方法则是阻抗法。通过比较变压器受到短路电流的冲击前后测得的短路阻抗值，根据其变化大小，同样可以判断绕组变形的程度。

 

 

 

 变压器低电压阻抗测试仪内部自带可调电源输出，特别适合现场对110kV级及以上主变压器进行低电压短路阻抗测量的仪器。

 

在出厂前，需对设备进行严格的出厂检测，确保设备性能，才能确保其测得的变压器绕组变形程度具有参考意义。具体检测报告填写规范如下：

 

检测报告

产品名称：变压器低电压阻抗测试仪 

 

温    度： 22℃     相对湿度： 60 %

 

1. 外观检查：a. 表面无划伤  ：  良好  b. 四角无折伤  ：   良好

 

c. 机箱外观    ：  良好  d. 螺丝固定严紧：   良好 

 

2．开机检查：   a. 开机显示正常（大液晶背景光正常） ：    正常    

 

b. 按键、开机键盘正常响应：    正常  

 

3.中试控股详细讲解检测器具

 

     标准源：XL-803A三相程控标准功率源

 

     电压标准表：DMM4040  6位半台式万用表

 

     电流标准表：FL8845A  6位半台式万用表

 

变压器绕组变形测试技术是根据测得的变压器各绕组频率响应特性的一致性，结合设备结果、运行情况及其他试验项目进行全面的、历史的、综合的分析比较，以判断变压器绕组变形程度。

 

中试控股详细讲解本作业书包含变压器绕组变形测试的试验方法、接线示意图、试验步骤、判断方法、注意事项及正式报告的要求等内容，为变压器设备运行检修提供依据，提高变压器设备运行的可靠性。