中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变压器绕组频率响应测试仪（电科院）

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;

根据绕组在不同频率的电压下，绕组的线性电阻、容抗、感抗发生变化，由此可以根据由容抗、感抗造成的曲线变化得出绕组是否发生变形。仪器严格按照规程，线性扫频分布在(1kHz)～(2MHz)，分段扫频测量为(0.5kHz)～(1000kHz)。

仪器采集控制采用高速、高集成化微处理器，具有高灵敏度，精确有力。我们以10KV变压器，联结组别为Dyn11为例：

变压器绕组变形测试仪接线法式：

首先将橙、蓝、绿三色线与仪器背面三色端对接（橙色为激励端，蓝色为参考端，绿色为响应端），USB连接线连接到以装好运行软件的电脑或笔记本端上，测试线的另一端橙色和绿色线已和为一根线。并连接到黄色钳夹上，蓝色测试线与蓝色钳夹连接。两个钳夹另一尾端串联到变压器接地端并接地。黄色钳夹接低压侧O点，蓝色钳夹接低压侧A点。

变压器绕组变形测试仪仪器操作：

先打开主机电源，在电脑中进入变压器绕组变形测试仪程序，之后进行参数设置，查看变压器高低分接档位并输入，输入当前油温和环温。绕组类别及连接类型已被试变压器铭牌数据为准。我们也能自定义扫描频率，选着“自定义扫描频率”，就可以自定义测量开始频率和结束频率，扫描频率范围可以设为 1KHz-2000KHz。为了满足客户需求，同时生产了1KHz-2000KHz的频率范围。设置完成后，我们就可以点击开始测量了。仪器会自动进行扫描，横坐标和纵坐标分别代表频率和分贝值。屏幕右上角并已数字形式显示。测量完成后仪器会自动保存，测量完A相后，我们可以换线到B相,仪器测量点会自动切换到B相，并直接点击测量，同理我们在测量C相，当3相全部测量完成后仪器会自行分析测试结果。点击屏幕右下方分析测试报告仪器会出现分析结果。到此整个试验完成。

为保证仪器测量准确性我们需注意：

1.当变压器刚退出运行时需要散热，但再试验时需要终止人为散热，避免由于温差造成测量数据的不准确性；

2.仪器在测试是需要预热15分钟，在冬天或环温偏低时需要适当延长预热时间，保证测量准确性；

3.试验前应将变压器套管引线全部拆除；在对造成冲击的各种短路故障中，出口处短路对变压器的危害，会在变压器绕组中引起巨大电流，造成绕组变形，那么如何用变压器绕组变形测试仪测试变压器绕组变形的情况呢，一起来了解下。

变压器绕组变形的测试方法：

1)低压脉冲法。

它是利用等值电路中各个小单元内分布参数Lo、Co、go的微小变化所造成波形上的变化，来反映绕组结构上的变化。当外施脉冲波具有足够陡度，即包含有足够高频分量时，并且使用足够颇宰响应的示波器，就能把这些变化清楚地反映出来。

2)频响分析法。

它是用扫描发生器特一组不同额串的正弦波电压加到变压器绕组的—端，把所选择的变压器其他端子上得到的信号振幅和相位作为频率的函数绘制成曲线。当变压器结构定型后，它的频响特性是一定的，一旦变压器绕组发生变形，则谐振点的位置和数量将有所改变。日前，研究机构已根据此原理研制出变乐器绕组变形测试装置，其主接线如下图所示，其测试过程是：

首先，计算机发出命令，让扫描发生器单元输出一系列频率的正弦波电压，加到被试变压器上;同时让双通道分析单元分析、处理Ui、Uo信号，并传送到计算机存贮起来;待试验数据采集完毕后，计算机判断被试变压器有无绕组变形，并可以屏幕显示或绘制被试变压器频响特性曲线。

3)特性试验法。

有的单位曾采用单相低压空载试验和短路试验检测220kV、120kVA电力变压器绕组变形收到良好效果。例如，短路试验测得高、中之间B、C相短路阻抗比4相明显增大，其中c相增大达8.6%，其余情况下，B、C相比A相均减小，减小最多的是中、低压间C相，达17%。

另外，测量电容量发现，该台变压器高、中压绕组容量增加13.56%。低乐绕组电容量增加10.11%，所以有人认为，变压器受到短路冲击后，电容量变化超过1%很可能是绕组发生了变形。电力变压器绕组变形是指在电动力和机械力的作用下，绕组的尺寸或形状发生不可逆转的变化。化包括轴向和径向尺寸的变经、器身位移、绕组扭曲、鼓包和匝间短路等。变压器绕组变形测试仪是变压器的电路部分，绕组置于铁心柱之外，当铁心柱内的磁通交变时便产生感应电动势。绕组是用具有高强度绝缘纸包的铜线绕成的线圈，配电变压器的绕组多为圆筒形，按同心式方式排列，低压绕组靠近铁心柱，高压绕组套在低压绕组的外面。高、低压绕组之间以及低压绕组与铁心柱之间都用绝缘套筒绝缘。为了便于散热，在绕组之间还留有油道。为了调压，常常在高压组上抽若干个分接头，从线圈生端引出.绕组变形是电力系统安全运行的一大隐患。随着电力系统容量的增长，短路容量也在增大，出口短路造成绕组损坏事故也有上升趋势；