中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变压器绕组变形比较测试仪（中试大厂）

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；

当变压器遭受短路电流冲击或其他冲击后，变形有以下几种：
①绕组整体变形，是由于运输过程中，受到冲击、倾斜、振动等外力影响，造成绕组位移。这种变形绕组尺寸不变，只是对铁芯的相对位移变化。绕组的电感量、饼间电容量不变，对地电容量变化。一般电容量减小。

在等值电路中，谐振峰点向高频方向平移。所以，这种变形后所测频谱图中，和以前比较，各谐振点都仍然存在，不发生变化，只是峰值均向高频方向平移(向右)。
②中试控股详细讲解饼间局部变形，在短路电磁力作用下使部分固定不牢线饼被挤压，另外一些线饼拉长，这样饼间电容被改变。这种变形的后果使等值电路图中一些电感变大，一些变小；

与电感并联的饼间电容也随之改变。测量频谱图时，部分谐振峰点向高频方向移动，而且峰值下降；部分谐振点向低频方向移动，峰点升高。通过谐振峰值变化情况，判断饼间变形面积和变形程度。
③匝间短路，从理论上讲绕组发生匝间短路后，电感值下降，频谱曲线发生明显变化，幅值上升，一些谐振点峰值消失。

但理论是这样的，实际上难以捕捉到这种情况。一旦运行中发生匝间短路，线匝将被烧断，重瓦斯跳闸，压力释放阀动作，这时变压器油色谱分析也会不合格，变压器将吊罩检查的。
④引线位移变形，由于引线长度较大，固定不牢时，运行中产生位移变形。当引线位移时，等值电路中表现为两端口电容变化。

当信号入口端引线位移但引线电容与其他电路并联之，所以它的变化不会对频谱曲线有明显变化；而输出端引线位移，引线电容变化后对频响曲线有明显变化，尤其是曲线中300kHz～1MHz范围内。所以，在实际测试中，采用中性点注入信号源，以防上述的影响。

如果引线对地电容减小，频段内幅值上升，反之，则下降；引线对地电容变大，预示着引线向外壳方向移动，引线对地电容变小，则表示引线向绕组方向移动。
⑤中试控股详细讲解绕组辐向变形，当绕组受辐向力作用时，使内绕组向内收缩，直径变小，电感量变小。这时内外绕组间距离变大，其电容变小，将使频谱图中的谐振峰点向高频方向移动，且幅值有所增大。

⑥绕组轴向扭曲变形，当变压器绕组间隙较大或有部分撑条移位，在电磁力作用下，使绕组在轴向被扭曲为S状。这时部分饼问电容和对地电容减小。测量的频谱图上，有部分谐振峰向高频方向移动，在低频段谐振峰幅值下降，中频段峰值略有上升，高频段不变。
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%

使用绕组变形测试仪在使用过程中的注意事项。
（1）使用前，请先检查测试仪的外观，检查电源开关位置是否在“关”的位置、各接线端子是否正常；
（2） 测试仪的“接地”没有连接正确前，请不要开始绕组变形测试；  
（3） 试验前应将被试变压器线端充分放电；  
（4）中试控股详细讲解绕组变形测试应在解开变压器所有引线(包括架空线、封闭母线和电缆)的前提下进行，并使这些引线尽可能的远离变压器套管(周围接地体和金属悬浮物需离开变压器套20cm以上)，尤其是与封闭母线连接的变压器
（5）测试时必须正确记录分接开关的位置。应尽可能将被试变压器的分接开关放置在第1分接，特别对有载调压变压器，以获取较全面的绕组信息。对于无载调压变压器，应保证每次测量在同一分接位置，便于比较
（6）变压器铁心必须与外壳可靠接地。测试仪外壳、测量阻抗外壳必须与变压器外壳可靠接地；
（7）应保证测量阻抗的接线钳与套管线夹紧密接触。如果套管线夹上有导电膏或锈迹，必须使用砂布或干燥的棉布擦拭干净；
（8）测试仪使用完毕后应放置在干净、温度较低的位置，避免强烈振动，并防止脏污的灰尘进入测试仪内部。

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;

1 范围

中试控股电力本作业指导书适用于电力生产、基建、试验研究等单位和部门。本作业指导书规定了 交接验收、预防性试验、检修过程中的变压器绕组变形试验 ( 频率响应法 ) 的试验项目的 引用标准、仪器设备要求、试验人员资质要求和职责、作业程序、试验结果判断方法和试 验注意事项等。制定本指导书的目的是规范试验操作 , 保证试验结果的准确性 , 为设备运 行、监督、检修提供依据 ; 指导设备管理人员和现场工作人员应用变压器绕组变形测试技 术对电力变压器进行检测和诊断 , 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。

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 备结构、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。本作业指导书提出的判断方法和注意值仅适用于使用差值判断变压器绕组 变形的方法。

 

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本作业指导书的引用而成为本作业指导书的条款。凡是注日期 的引用文件 , 其随后所有的修改单或修订版均不适用于本作业指导书 , 然而 , 鼓励根据本 作业指导书达成协议的各方研究是否可使用这些文件的版本。凡是不注日期的引用文 件 , 其版本适用于本作业指导书。

GBl094.1 电力变压器第一部分   总则

GB1094.2 电力变压器第二部分   温升

GB1094.3 电力变压器第三部分   绝缘水平和绝缘试验

 

3 定义

   本作业指导书采用下列定义。

3.1 变压器绕组变形

变压器在运行中不可避免地要遭受出口短路或近区短路故障冲击 , 在运输安装过程中 也可能受到碰撞冲击。在这些冲击力 ( 包括电动力和机械力 ) 作用下 , 变压器绕组就可能 发生轴向、径向尺寸变化、位移、扭曲、鼓包等变形。

3.2 变形程度正常

   指变压器处于原始状态或不存在明显变形 , 可以继续运行 , 绕组不需要整修。

3.3一般变形

   指变压器存在明显变形需要加强监督 , 应在适当时机安排检修 , 再次短路或其他冲击

将有很大可能造成变压器损坏 , 需要整修或更换绕组。

3.4 严重变形

    指变压器因变形而不能继续运行必须马上处理。

3.5 频率响应法

在一定的频率范围内 , 对变压器某一绕组的一端施加一系列特定频率的信号 , 测量其 两端的响应信号 , 即可得出该变压器绕组频率响应特性。

3.6 两条频率响应特性曲线 (1 和 2) 差值

—两条频响曲线的差值 ( 方均根值 );

—1 条频响曲线 i 点幅值 ,dB;

—2 条频响曲线 i 点幅值 ,dB;

N—离散点总数 ( 高压侧计算频率范围是 10~515 KHZ , 中压、低压侧计算频率范围是 10~700 KHZ。 )

 

4安全措施

负责人制定安全措施 , 作业参加人在负责人的监督下进行试验工作。本试验要注意为 了保护测试仪 , 测量前应对试验前应将被试变压器线端对地放电 , 以防静电或感应电损坏 仪器。

 

5工作程序

5.1 试验人员

本项作业需要 2 人 , 一名工作负责人应为工程师及以上 , 一名作业承担者应为技术员 及以上。

5.2 测量仪器及要求

5.2.1 设备清单

绕组变形测试仪 1 台、用于控制测试仪采集数据的笔记本电脑 1 台、试验专用线 3 根。

5.2.2 测量仪器宜满足下列技术要求

a) 试验频率范围一般应在 1OKHz~1 HZ ;

b) 采样点应大于600点 ;

c) 采样频率应达到 20MHz;

d) 数据文件应以文本文件格式存储以利交流 ;

    e) 应能明确判断变压器绕组是否变形 , 并能判定变形的程度。

5.3 作业程序

5.3.1 变压器绕组变形测试方法

对变压器每一绕组的一端每施加一系列特定频率的信号 , 测量其两端的响应信号 , 即 可得出频率响应特性 F(f=1OkHZ ~1MHz)=20lg() 。对于有中性点引出的绕组依 次测量 OA 、 OB 、 OC 的频率响应特性 , 对于角接的绕组依次测量 AB 、 AC 、 BC 的频率响应特性。

5.3.2 变压器绕组变形测试接线图 测试接线如图 1 所示。

1

图 1 变压器绕组变形测试系统主接线图

 

5.3.3 试验步骤

    a) 通过 3 根专用测试线将被试验变压器的被试绕组引出端与测试仪的 3 个端口

     (GEN 、INPUT1 、INPUT2) 有效连接。

   b) 打开笔记本电脑输入被试变压器铭牌 ; 打开测试仪电源开关 , 用专用串口线将测

     试仪与笔记本电脑连接 , 开始试验。

c) 采集完毕 , 关闭笔记本电脑及测试仪的电源。

5.4 变压器绕组变形的判断方法 5.4.1 变压器绕组变形判据

变压器绕组的频率响应特性中、低频部分 (10~5 00 KHZ划的频响曲线具有较丰富的 谐振点 , 这些谐振点的变化灵敏地反应了变压器绕组断股、鼓包、扭曲、饼间错位等变形 情况 , 相高频部分 (5 00 HZ以上 ) 能反应出变压器绕组的位移。对变压器 110kV 及以上 绕组频响曲线的高频部分 , 由于影响因素较多 , 有时很难保证该部分曲线较好地重合。在 进行判断时 , 应重点注意中、低频部分 , 高频部分作为必要时的参考。

5.4.2  1.6MVA 以上变压器绕组无变形诊断步骤

   a) 如果三相绕组相间差值大于 3.5dB, 应引起注意 , 应将测试结果与该变压器的原

   始测试结果相比较 , 如有明显变大 ( 大于 3.5dB), 则可判定为发生了绕组变形 o

  b) 如果没有原始测试结果 , 则可与同厂同型同期变压器的测试结果进行比较 , 如有

     明显变大 ( 大于 3.5dB), 则可判定为发生了绕组变形。

  c) 如果仍无法比较 , 则需请制造厂说明三相绕组不一致的原因 , 并结合短路和过流

     情况作出判断。

   d) 如果三相绕组相间差值小于 3.5dB, 但与该变压器的原始测试结果相比差值大于

     3.5dB 时 , 则变压器绕组的共用部分发生变形 , 或者发生了三相一致的变形。

5.4.3 变形程度诊断

  变压器绕组发生变形后 , 还需要知道变形程度。变形程度按前述定义划分为正常、中

度变形、严重变形三种。诊断的注意值见表 l。

 

表 1变形程度诊断的注意值

变形程度诊断的注意值

变形程度

正常一般变形

严重变形

差值

3.5

3.5~7.0

>7.O