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1、电力试验指导之变压器绕组变形试验1.1变压器绕组变形试验试验目的以及范围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。变压器发生绕组变形后，有的会立即损坏发生事故，更多的是仍能运行一段时间。由于 常规电气试验如电阻测量、变比测量及电容量测量等很难发现绕组的变形，这对电网的安全 运行存在严重威胁。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
2、试验项目进行全面的、历史的、综合的分析比较，以判断变压器的绕 组变形程度。一是由于绝缘距离发生变化或绝缘纸受到损伤，当遇到过电压时，绕组会发生饼间或匝 间击穿，或者在长期工作电压的作用下，绝缘损伤逐渐扩大，最终导致变压器损坏。二是绕组变形后，机械性能下降，再次遭受短路事故后，会承受不住巨大的冲击力的作 用而发生损坏事故。第31届国际大电网会议指出变压器绕组变形是变压器发生损坏事故的重要原因之一。 因此，对承受过机械力及电动力作用的变压器进行绕组变形的试验和诊断是十分必要的。试验仪器、设备介绍1 电力配电变压器铭牌信息如下:型号：S7-500/10标准代号：GB6451.1-86额定容量：500
3、KVA产品代号：1EJ71010111额定电压：100005% / 400V 出厂序号：960320额定频率：50Hz相数：三相联结组标号:Y , yn0冷却方式：0NAN使用条件：户外使用阻抗电压：3.99%器身吊重：1019kg绝缘油重：373kg总重：1760kg济南变压器厂1996.52所需试验仪器介绍汇卓电力之变压器绕组变形测试仪、绕组测试仪专用测量线（红，黑各1根，采用横截面积大于4平方毫米及以上的多股外覆绝缘层的铜质软导线）接地线3根、电源线220V1根、自检线（3个短接线和1个连接器）、线箱1个、笔记本电脑一台。表1变压器参数高压低压开关位置10500试验接线100009500
4、28.9400721.71 : HVABOl.twd 为低压侧开路情况下，高压侧AB接线模式下，所测得的频响曲 线。试验接线如下图1所示；2 : HVAB02.twd 为低压侧短接情况下，高压侧AB接线模式下，所测得的频响曲 线。试验接线如下图2所示；3 : HVAB03.twd 为低压侧短接接地情况下，高压侧AB接线模式下，所测得的频响曲线。试验接线如下图3所示。输入输出输人输出输人输岀測试仪圏1低压侧不短接（接地）测试一测试仪2低压侧短接试验.二试验步骤频率响应法测量绕组频率响应曲线的操作步骤：通过检测变压器各个绕组的幅频响应特性，并对检测结果进行横向和纵向比较,根据幅 频响应特性的差异，
5、判断变压器可能发生的绕组变形。1. 悬挂标识牌，放置温度计，警示灯；2. 检查变压器是否可靠接地，抄写变压器铭牌参数，分接开关调到1档;3. 将变压器绕组变形测试仪水平放置在固定平台，仪器可靠接地；4. 测试顺序为，高压侧绕组AB-BC-CA（低压绕组oa-ob-oc），将信号输入线，接地屏 蔽线接至变压器高压侧ABC（ o ）绕组，信号输出线接至变压器高压侧BCA（ abc） 绕组；5. 接通220V交流电源，接电源前需用万用表验电，两人进行，并保持呼唱；6. 打开仪器电源，设置变压器参数，开始采集数据。试验标准（1 ）试验仪器及实物接线图，如下图4所示。频率响应法测量变压器绕组变形的原理图
6、如图5所示，实验过程中所采用的通讯传输 方式为“无线网络型Rzbx-FR”。Rzbx-FR 缶入LLJ權试套圧器f号抿地Rzbx-FR 型图4绕组变形测试仪的基本组成(2)绕组变形测试的电气等效原理图，如下图5所示。11绕细R佇斯附I f被试变压器绕组变形F图5绕组变形测试的电气等效原理图图5中左下角的被试变压器的分布参数等效电路表示的是带分接开关的变压器绕组。 其中，A为铁心接地；B为变压器箱壳接地；C为变压器箱壳有绝缘漆时的等效接地点，Rs、 Cs则分别表示绝缘漆的接触电阻和等效电容；Cc为铁心对地分布电容；Cmc为主线圈与 铁心间的分布电容；Km为主线圈匝间分布电容；Lm为主线圈分布电感
7、；Cmt为主线圈与 调压线圈间的分布电容；Lt为调压线圈分布电感，当然调压线圈也包含匝间分布电容，没 有画出来；Ct为调压线圈对地分布电容；Rt、CO分别表示分接开关接触不良时的接触电阻 和等效电容。完整的变压器等效电路还应包括线圈直流电阻和对地电导，但它们与分布电感 和电容相比，可以忽略不计。此外，D、E均为测量阻抗的外壳；F为绕组变形仪外壳；R 为匹配电阻，用于匹配测量电缆。由此可见，影响变压器绕组变形测试结果的因素很多，任何一个测试环节不正确均会影 响最后的测试结果，造成测试误差和判断错误。下面分别对各个因素进行阐述。（3）绕组变形的判别方法判别主要原则：以波形观察为主，相关系数判断为辅
8、的原则。表2相关系数与变压器绕组变形程度的关系（DL/T 911-2004附录A）绕组变形程度相关系数R严重变形RLF RLF 0.6 或 RMF RLF 1.0 或 0.6 RMF 2.0 和 RMF 1.0和 RHF 0.6在实际运用中，不能死搬硬套上述标准（特别是对遭受过短路冲击的变压器），上述标准 还有待完善。如果需要确定线圈变形的详细情况和变形的严重程度，则应具体对被测绕组频 率响应特性曲线的变化情况进行分析，找出波形的各种细微变化和发展趋势来慎重分析。1 ）下面推荐几种判断程序，如下所示：1、首先对测试结果进行相间比较，应符合要求;2、如果相间比较不合格，应进行纵向比较;3、如果1
9、、2都不满足，则应检查测试接线，确认后再重测，测得的频响特性曲线，般在+40-80dB之间，如果超出此范围，应检查试验回路是否接触不良或断线;4、如果重测波形与第一次所测波形一致。在正式下结论前，应先了解变压器的基本情 况，经过横向与纵向比较分析后，方可定性为变形；2）不一致情况可能存在的原因如下：1变压器是否是抗短路能力较差的薄绝缘铝线圈、自耦变中压绕组或分裂变压器低压 绕组；2、变压器是否发生出口或近区短路冲击，继电保护是否在规定时间内动作；3运输、吊装中是否撞击过；4、其他试验项目是否正常，外壳是否异常；5、变压器是否是某些小厂或现场检修的变压器，这些变压器可能频响特性一致性较差；6、5
10、00kV变压器其高压侧绕组频响特性的一致性可能较差；7、角接绕组分开试验时由于内部引线不一致，三相频响特性曲线可能不一致。试验注意事项1. 分接开关档位的影响。分接开关档位不同，绕组匝数不同，直接影响被测变压器的 电感、电容量，从而使频谱图不同。2. 信号源输入方向的影响。由于实际测量中，激励端与响应端改变后测得的频响曲线 不完全相同，所以，每次测量时，应遵循相同的试验接线步骤。3. 铁芯接地和油的影响。铁芯接地情况和充油情况，会使绕组电容值不同，故在测试 时，一定要将铁芯接地，并充满绝缘油（并静置一段时间）。4. 出口引出线的长短对测量的影响。套管端子延长对频响曲线影响很大，同时对频带 宽度
11、也有影响，会产生对地电容，因此，测试时不宜延长套管引线。试验周期1交接时、大修后，需进行变压器绕组变形试验；2、电压等级为110kV及以上的变压器每6年进行一次变压器绕组变形试验；3变压器在更换绕组后，出口短路后需进行变压器绕组变形试验。绕组变形实验实例分析表3某变压器高压绕组实测的频率响应变压器名称：2010A110KV10测试依据：电力行业标准DL/T911-2004电力变压器绕组变形的频率响应分析法变压器型号：S7-500/10制造厂家：济南变压器厂出厂序号：960320出厂日期：1996年05月04日图6高压绕组频率响应特征曲线1:HVAB01.twd:环境温度20.0C,变压器油温2
12、0.0C,高压绕组AB相第1分接,预防性 试验,2010年05月04日15时41分测量2:HVAB02.twd:环境温度20.0C,变压器油温20.0C,高压绕组AB相第1分接,预防性 试验,2010年05月04日15时44分测量3:HVAB03.twd:环境温度20.0C,变压器油温20.0C,高压绕组AB相第1分接,预防性 试验,2010年05月04日15时47分测量表4高压绕组相关系数分析结果关系数 (1-100kH)低频段中频段(100-600kHz)高频段(600-1000kHz)全频段(1-1000kHz)BMEK呂、粘出职S舟趺煤曲噩衆映侏职圳衆扫友Oligs 必書暦囂蛊書常ii
13、 如M黑晅轻姗igw盘蚩書常MM 、旺世st映S炖曲启硬曲毎GN爛WW版屈扯蠟匸弐椒喟蛮州映lfBgZHl009ZH4OS)逼M-fl-毬ffiffi期區M汕山。翳冢0砸刪怅逼ttbKwNM粵摩 、1HS、浪叵、sswtfgn、二、藝硬區、-K藝炖 gutf fesssgl snoinsutfg-Ks、#、wslsRg豊如(I)R8 寸s0口寸011!0卅 otloCN-蹂meK-ii寸CXI66 cxlm wwo。卜 906B0OCXIO.T 6mu9CXImHCXI寸CXI. T T80.9 28CXI8.TCXI80.T 2Luozr-Pzllll/VVMMMS汇卓电力振峰频率的分布与短
14、路冲击前的有较大改变例如谐振峰频率左右移动或谐振峰数目减少或 增多，通常可认为绕组发生了局部变形现象。C、当频响特性曲线高频段（600kHz）的谐振峰发生明显变化时，通常预示着绕组的对 地电容改变。因为在高频条件下，绕组的感抗增大，基本被饼间分布电路所旁路故对谐振 峰变化的影响程度相对较低，基本以电容的影响为主。由于绕组饼间电容通常较大，故对地 电容的改变（如绕组整体位移或分接开关引线的对地距离发生变化）是造成该频段内频响特 性曲线变化的主要因素。如果在中频和高频段频谱图发生差异应具体的分析这种差异是否代表线圈引线的结构 差异或分接开关引线长短的差异，这种差异有些是变压器设计制造中固有的。高频段的测 试具有很大的局限性，特别是不同时段测试结果的纵向比较时。（2）横向分析曲线HVABOl.twd表示低压侧绕组开路，曲线HVAB02.twd表示低压测绕组短路。曲 线HVAB03.twd表示低压测绕组短接接地。从图
