绕组变形试验
电力变压器绕组变形的测试方法及对比分析
电力变压器绕组变形的测试方法及比照分析十九冶电装分公司任兆兴内容摘要：本文从变压器绕组变形的测试原理、测试接线方法、变形的判断方法、现场检测要点等几个方面，分别介绍了低压电抗法和频率响应法在变压器绕组变形现场测试中的应用方法，并比照分析了低压电抗法和频率响应法之间的优点与缺乏。
关键词:变压器绕组变形、低压电抗法、频率响应法、现场检测要点、比照分析。
一、前言：电力变压器是电力系统中最重要的设备之一，直接关系着电网的平安运行。
据国家电网公司不完全统计，变压器绕组变形引起的事故占变压器事故的1/4以上。
因此，目前世界各国都在积极开展电力变压器绕组变形诊断测试，国家电网公司在?防止电力生产重大事故的二十五项重点要求?中，已明确把绕组变形试验列入变压器出厂、交接和发生短路事故后的必试工程。
变压器绕组变形是指电力变压器绕组在机械力或电动力作用下发生的轴向或径向尺寸变化，通常表现为绕组局部扭曲、鼓包或移位等特征。
变压器在遭受短路电流冲击或在运输过程中遭受冲撞时，均有可能发生绕组变形现象[1]。
变压器绕组发生变形后，其内部的电感、电容分布参数必然发生相对变化。
用常规方法(如测量变比、直阻和电容)判断变压器绕组是否发生变形是很困难的，一般只能通过变压器吊罩检查来验证，但吊罩检查不仅要花费大量的人力物力，而且对变压器本身也有一定的危害性。
因此能在现场不吊罩检查情况下快速判断变压器绕组有无变形的试验方法和仪器出现后，很快便得到了广泛的运用。
二、变压器绕组变形测试方法介绍：1、短路阻抗法：变压器绕组变形测试最早使用的方法是由前苏联提出的短路阻抗法。
其原理是通过测量变压器绕组在50Hz工频电压下变压器绕组的短路阻抗或漏抗，由阻抗或漏抗值的变化来判断变压器绕组是否发生了危及运行的变形，如匝间短路、开路、线圈位移等。
短路阻抗法主要用测量变压器绕组的短路阻抗等集中参数的变化来判断绕组是否发生变形。
但对变形不是特别严重的绕组或者缺陷仅在绕组的个别部位，集中参数的变化将不明显，使用一般检测短路阻抗的方法，很难获得必要的检测灵敏度，所以测量效果不是很好。
变压器绕组变形试验
而 发生 损 坏 。
．
变 压 器 是 全 封 闭 的 电 气 设 备 ， 外 观 上 无 法 看 到其 内部 绕 组 的变 从
形 情况 ， 主变绕 组使用 “ 对 频率 响应 分析法” “ 和 短路 阻抗分析法 ”可 ，
以 通过 外 部 的 试 验 ， 了解 绕 组变 形 的情 况 ， 变 压 器 检 修 提 供 依 据 。 来 给 采 用试 验 的方 法 ， 用 放 油 吊罩 检 查 ， 而 可 节 省 大量 人 力 、 力 ， 不 因 物 缩 图 １ 常 用变 压 器 的几 种 测 量 接 线 方 式
如 果 不 同时 期 的 同 一 绕组 的 幅频 响 应 曲线 基 本 重 合 ， 说 明该 绕 则
组 与 上 一 时 期 的 的 绕 组 相 同 ， 有 发生 变 形 ： 果 两 条 曲 线 出 现 明显 没 如 的 位 移 ， 排 除不 同 时 期 检 测 条 件 及 检 测 方 式 所 造 成 的 影 响 后 ， 判 在 可 定 变 压 器 绕 组 发 生 变形 。
短 停 电时 间 。 “ 率 响 应 分 析 法 ”就 是 在 变 压 器 的 一 侧 绕 组 加 一 个 给 频 ，
定 的频 率 ， 另一 侧 绕 组 接 收 其 响应 频 率 ． 据 所 加 频 率 曲线 与 接 收 ３ 分 析 判 断 方 法 在 根 到 的频 率 曲线 ， 过 一 些 判 断 方 法 ， 认 变 压 器 绕 组 变 形 与 否 及 变 形 通 确 ３１ 纵 向 比较 法 纵 向 比较 法 是 指 对 同 一 台 变 压 器 、 一 绕 组 、 ． 同 同一 程度 。 不 根 目前 ， 用 频 率 响 应 分 析 技 术 对 遭 受 短 路 冲击 、 应 突发 事 故 和 碰 撞 分 接 开关 位 置 、 同 时 期 的 幅频 响 应 特 性 进 行 比 较 ． 据 幅 频 响 应 特
变压器绕组变形短路阻抗测试法及其结果分析
变压器绕组变形短路阻抗测试法及其结果分析摘要：本文介绍了电力变压器绕组变形的基本原理以及短路阻抗的测试和计算方法。
并通过几个实例，介绍了如何利用测得阻抗值分析、判断变压器绕组变形的方法和应用。
关键词：变压器；绕组变形；短路阻抗；结果分析引言作为电力系统中重要的主设备，变压器的安全运行将严重影响电网的安全运行。
近年来，国内许多大型变压器事故都是由于变压器低压侧短路造成的。
变压器的抗短路能力已成为衡量变压器的重要指标，是保障电网中、低压系统安全运行的必要条件。
目前，在电网中运行的变压器有些为老旧变压器，有的运行年限多达几十年，这些变压器抗短路能力差，容易在遭受突发短路时因承受不了过大的电动力而造成设备损坏。
还有的变压器损耗低，有的为节省原材料，但变压器低压绕组未采取足够的抗短路措施，在不大的短路电流下变压器就会损坏。
因此，正确地诊断变压器绕组变形程度，合理检修变压器是提高变压器抗短路能力的一项重要措施。
根据相关规定，发生出口短路要对变压器进行低电压阻抗的测试。
目前国内外对变压器的绕组变形试验方法主要有三种方法：1、阻抗法，2、低压脉冲法，3、频率响应分析法。
因低电压阻抗法其方法简单，所用仪器均是常用仪器，因此一般试验人员均能熟练掌握，是非常广泛使用的一种方法。
一、变压器绕组变形的原理及受力分析变压器遭到突发短路时，如果短路电流小，继电保护快速动作切除故障，对变压器绕组的影响是轻微的；如果短路电流大，继电保护动作时间长，甚至拒动，则对变压器绕组的影响将是严重的，甚至有可能造成变压器损坏。
对于轻微的变形，如果不及时检修，在多次短路冲击后，累积效应也会使变压器损坏。
变压器绕组发生局部机械变形后，其内部的电感、电容等分布参数必然随之发生相对变化。
然而，由于变压器结构、生产厂家的不同，其绕组承受短路电流的能力不同，在承受相同短路电流后，其绕组变形的程度、变形后内部分布参数的相对变化等往往相差较大。
特别是在一个电网中，变压器种类繁多，生产厂家各不相同，如何对遭受出口或近区短路变压器的绕组变形程度作出准确判断，仍有待探讨。
绕组变形试验
欢迎共阅变压器绕组变形试验一、试验目的1、什么是变压器绕组变形变压器绕组变形是指绕组受机械力和电动力的作用，绕组的尺寸和形状发生了不可逆转的变化。
如：轴向和径向尺寸的变化，器身的位移，绕组的扭曲、鼓包和匝相间短路等。
23二、变压器绕组变形诊断方法目前，各国普遍采用的变压器绕组变形诊断方法是短路阻抗法、低压脉冲法和频率响应分析法。
短路阻抗法的特点是测量简单，能较好地再现评估结果。
当参数偏离规定值时，可相当可靠地估计是否存在故障，但是需动用庞大试验设备，灵敏度不高。
低压脉冲法克服了短路阻抗法的缺点，其灵敏度高，能检测出2~3mm 的弯曲变形，但现场应用时抗干扰能力差，重复性差。
频率响应分析法（FRA ）较低压脉冲法有抗干扰能力强、重复性强的优点，具有更高的灵敏度。
但对绕组首端故障不灵敏及绕组变形位置的判定问题有待解决。
我单位所采用的变压器绕组变形诊断方法是频率响应分析法。
1、原理变压器绕组的二端口网络其特性可在频域上用传递函数)(/)()(0jw V jw V jw H i 来描述，而)(jw H 是时域上单位冲击响应)(t h 的傅立叶变换。
FRA 法将一稳定的正弦扫描电压信号施加到被试变KHZ 700~10。
）2、试验设备及接线方式具体试验设备要求及接线方式见《变压器绕组变形试验测试技术应用导则》。
我单位所采用的频率响应仪为英国SOLARTRON 公司的1255、1255B 型高频发生、分析仪（1255B 为1255的简化型，无前液晶面板和内置喇叭）。
其前后面板如下图所示：前面板：后面板：应用软件经多次更新后，现经常使用的分DOS和WINDOWS两种。
使用过程中有相应的中文提示，需要注意的是所保存的响应频率曲线文本的名称应有一定的意义并便于区分且不重复。
3、试验时的注意事项1、应放电，油泵停止工作，防止损坏仪器2、接地必须良好。
3456。
绕组变形试验
绕组变形试验目前，应用频率响应分析技术对遭受短路冲击、突发事故和碰撞的变压器进行绕组变形试验已得到广泛应用，并取得了良好效果。
主要体现在以下三方面，通过对遭受过短路冲击的变压器进行变形试验普查，查出了一部分绕组已发生变形的变压器。
并及时进行了停电整修或更换绕组，防止了可能的突发性损坏事故；对发生出口短路的变压器立即进行变形试验，未发生绕组变形的及时投运，由于这种方法不用放油吊罩检查，因而可节省大量人力、物力，缩短停电时间。
对于发生了绕组变形的变压器，由于能及时发现而避免了再次投运可能带来的损坏事故；通过变形试验，能明确变压器哪侧哪相出了问题，这就减少了检修的盲目性通过对470台110kV及以上变压器进行变形试验发现，其中有28台发生了绕组变形(占6%)。
经吊检或解体得到证实的有23台，其余5台待查。
在变形的23台变压器中，有14台发生了严重变形并更换了绕组(占3%)。
前苏联在1984～1987年间，对75台遭受短路冲击的大型变压器(主要是330kV等级)进行调查发现，22台发生了变形(占29.3%)，其中16台进行了更换。
尽管目前变形试验的重要性已得到普遍承认，电力部预试规程和反事故措施中也明文规定变压器出口短路后需进行变形试验，但如何应用频响法诊断变压器绕组变形，目前尚无统一的方法和标准。
为使这一方法标准化和规范化，笔者进行了多年的分析研究，形成了一套变压器绕组变形判定标准。
这套标准经过对全国470台110kV及以上变压器，尤其是28台绕组发生变形变压器的考核，证明这套判定标准是简单可靠的，完全可以满足变压器运行、检修的需要。
通过对470台110kV及以上变压器进行变形试验发现，其中有28台发生了绕组变形(占6%)。
经吊检或解体得到证实的有23台，其余5台待查。
在变形的23台变压器中，有14台发生了严重变形并更换了绕组(占3%)。
前苏联在1984～1987年间，对75台遭受短路冲击的大型变压器(主要是330kV等级)进行调查发现，22台发生了变形(占29.3%)，其中16台进行了更换。
频响法绕组变形试验
形现象，因为在频率范围内，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峰， 故而根据其各个谐振峰频率的变化情况能够较灵敏 地反映出绕组分布电感、电容的变化情况。对于那 些遭受突发短路电流冲击的变压器，如果其谐振峰 频率的分布与短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。
频响法绕组变形试验
2014年 2月
试验专业【一】
频响法绕组变形试验
壹· 定义及危害 贰· 产生原因 叁· 测量方法及分析 肆· 注意事项
目录
定义及危害
定义
电力变压器绕组在机械力或电动力作 用下发生的轴向或径向尺寸变化，通常表 现为绕组局部扭曲、鼓包或移位等特征。 变压器在遭受短路电流冲击或在运输过程 中遭受冲撞时，均有可能发生绕组变形现 象，它将直接影响变压器的安全运行。
分析
对变形 图谱的 分析微 观上通 常分低、 中、高 三个频 段进行 分析
测量方法及分析
低频段(1kHz～100kHz)的谐振峰发生明显变
化时，通常预示着绕组的电感变化或发生整体变 形现象。因为频率较低时，绕组的对地电容及饼
分析
间电容所形成的容抗较大，而感抗较小，如果绕
组的电感发生变化，势必会导致其频响特性曲线
贰 核心 叁 关键
在运输、 安装、 吊罩中 受到意 外冲撞
继电保 护不完 善，定 性能差， 抗短路 能力不 够
产生原因
作用在变压器上的电动力可分为轴向 和径 向 力两种。径向力的作用方向取决于线圈 相互位置及其电流的方向， 对双线圈变压 器而言， 径向力拉伸外部线圈， 压缩内部 线圈。为了提高内部线圈对径向力的刚度， 通常是将线圈绕制在由绝缘筒支撑的撑条 上。 此时， 该线圈不但要承受到压缩力作 用， 还会同时受到撑条所产生的弯曲力作 用。 如果所受到的合应力超过线圈刚度的 屈服点， 必将导致线圈发生永久变形，出 现经常见到的梅花状或鼓包状绕组变形现 象。
绕组变形试验
变压器绕组变形试验一、试验目的1、什么是变压器绕组变形变压器绕组变形是指绕组受机械力和电动力的作用，绕组的尺寸和形状发生了不可逆转的变化。
如：轴向和径向尺寸的变化，器身的位移，绕组的扭曲、鼓包和匝相间短路等。
2、变压器绕组发生变形的原因电力变压器在运行中难以避免的要承受各种短路冲击，其中出口短路对变压器的危害尤其严重。
尽管现代化的断路器能够快速的将短路故障从电路切除，但往往因某种原因自动装置不动作，使得变压器线圈在短路电流热和电动力的作用下，在很短时间内造成线圈变形，严重的甚至会导致相间短路，绕组烧毁；同时，变压器在运输安装过程中也可能受到碰撞冲击。
3、变压器绕组变形试验的目的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。
这种变压器一是由于绝缘距离发生变化或缘结纸受到损伤，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时，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。
二、变压器绕组变形诊断方法目前，各国普遍采用的变压器绕组变形诊断方法是短路阻抗法、低压脉冲法和频率响应分析法。
短路阻抗法的特点是测量简单，能较好地再现评估结果。
当参数偏离规定值时，可相当可靠地估计是否存在故障，但是需动用庞大试验设备，灵敏度不高。
．低压脉冲法克服了短路阻抗法的缺点，其灵敏度高，能检测出2~3mm的弯曲变形，但现场应用时抗干扰能力差，重复性差。
频率响应分析法（FRA）较低压脉冲法有抗干扰能力强、重复性强的优点，具有更高的灵敏度。
但对绕组首端故障不灵敏及绕组变形位置的判定问题有待解决。
变压器绕组变形测试分析
变压器绕组变形测试分析摘要：变压器是电力输送过程中重要的输变电设备，其工作状态对整个电力输送有着很大的影响。
在变压器工作中，变压器绕组的变形问题是电力部门最为关注的重点，而相应的测试方法也有很多。
鉴于此，本文主要分析了变压器绕组变形的现场测试原理和方法，探讨了测试过程中应该注意的问题，期望对提高变压器绕组变形测试的准确性有所帮助。
关键词：变压器；绕组变形；测试分析1绕组变形试验目的变压器绕组一般是铜或铝导线，在受到机械力或电动力等较大应力作用时，绕组的尺寸和形状会发生变化。
具体而言，一是变压器在出厂运输或安装过程中受到碰撞冲击会产生断股、移位、扭曲现象；二是变压器在运行中受到短路电流热和电动力的作用时，短时间内会发生绕组变形，严重时可能导致相间短路、烧毁。
变压器绕组变形后一般都能继续投运，但对变压器和电力系统运行都有危害，带病运行对电网也是一种安全隐患。
由于变压器是全封闭的电气设备，从外观上很难看出内部的变形情况，在现场不吊芯检查的情况下，只能通过外部试验来快速了解绕组变形状态。
因此我们必须对变压器绕组变形进行检测，判断变形的严重程度，并根据诊断结果制定相应的防范措施，从而降低故障率，保证电网安全运行。
因此，变压器绕组变形测试意义十分重大。
2变压器绕组变形测试方法2.1频率响应法频率超过1kHz时，变压器每个绕组可看成一个由电容、电感等分布参数构成的无源线性双端网络。
该网络的结构特性由传递函数H(jω)决定，H(jω)随ω变化的曲线就是频率响应特性曲线，是对变压器特性的描述。
如果绕组变形，必定引起分布电感、电容等参数变化，导致传递函数H(jω)的零点和极点发生变化，从而改变网络的频率响应特性，频率响应特性曲线就发生改变，进行横、纵向比较就能判断绕组变形情况。
由于传递函数H(jω)对电感、电容变化反应灵敏，因此，频率响应法不但能灵敏的反应宏观上的绕组扭曲、拉伸、鼓包、崩塌、移位等宏观上的变形问题，还能就匝间短路、断股、分接开关接触不当、铁心接地故障、引线连接不当或移位等细小的局部性问题灵敏反应，因此，频率响应法是目前主要的测试方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
变压器绕组变形试验
一、试验目的
1、什么是变压器绕组变形
变压器绕组变形是指绕组受机械力和电动力的作用，绕组的尺寸和形状发生了不可逆转的变化。
如：轴向和径向尺寸的变化，器身的位移，绕组的扭曲、鼓包和匝相间短路等。
2、变压器绕组发生变形的原因
电力变压器在运行中难以避免的要承受各种短路冲击，其中出口短路对变压器的危害尤其严重。
尽管现代化的断路器能够快速的将短路故障从电路切除，但往往因某种原因自动装置不动作，使得变压器线圈在短路电流热和电动力的作用下，在很短时间内造成线圈变形，严重的甚至会导致相间短路，绕组烧毁；同时，变压器在运输安装过程中也可能受到碰撞冲击。
3、变压器绕组变形试验的目的
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。
这种变压器一是由于绝缘距离发生变化或缘结纸受到损伤，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时，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。
二、变压器绕组变形诊断方法
目前，各国普遍采用的变压器绕组变形诊断方法是短路阻抗法、低压脉冲法和频率响应分析法。
短路阻抗法的特点是测量简单，能较好地再现评估结果。
当参数偏离规定值时，可相当可靠地估计是否存在故障，但是需动用庞大试验设备，灵敏度不高。
低压脉冲法克服了短路阻抗法的缺点，其灵敏度高，能检测出2~3mm的弯曲变形，但现场应用时抗
干扰能力差，重复性差。
频率响应分析法（FRA ）较低压脉冲法有抗干扰能力强、重复性强的优点，具有更高的灵敏度。
但对绕组首端故障不灵敏及绕组变形位置的判定问题有待解决。
我单位所采用的变压器绕组变形诊断方法是频率响应分析法。
1、原理
变压器绕组的二端口网络其特性可在频域上用传递函数)(/)()(0jw V jw V jw H i =来描述，而)(jw H 是时域上单位冲击响应)(t h 的傅立叶变换。
FRA 法将一稳定的正弦扫描电压信号施加到被试变压器绕组的一端，同时记录该端和其他端点上的电压幅值及相角，从而得到该被试绕组的一组频响特性，即)(jw H 。
当绕组发生变形时，内部参数的变化将导致传递函数)(jw H 的变化，分析和比较频响特性，从而判断绕组是否发生变形。
我单位所采用的FRA 法是：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，即可得到该变压器绕组响应特性F ：
)lg(20)(2
1V V f F = 其中：f --每一点的试验频率)100~10(KHZ KHZ ；
1V --变压器被试绕组首端信号电压
2V --变压器被试绕组末端信号电压
两条频率响应特性曲线（1和2）差值 N
F F E N i i i ∑=-=122112)( 其中：12E --两条频响曲线的差值（方均根值）
i F 1--第1条频响曲线i 点幅值dB
i F 2--第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KHZ 515~10，中压、低压侧计算频率范围是KHZ 700~10。
）
2、试验设备及接线方式
具体试验设备要求及接线方式见《变压器绕组变形试验测试技术应用导则》。
我单位所采用的频率响应仪为英国SOLARTRON公司的1255、1255B型高频发生、分析仪（1255B为1255的简化型，无前液晶面板和内置喇叭）。
其前后面板如下图所示：
前面板：
后面板：
应用软件经多次更新后，现经常使用的分DOS和WINDOWS两种。
使用过程中有相应的中文提示，需要注意的是所保存的响应频率曲线文本的名称应有一定的意义并便于区分且不重复。
3、试验时的注意事项
1、应放电，油泵停止工作，防止损坏仪器
2、接地必须良好。
3、频响仪对电源要求稳定。
4、测试引线接1Ω电阻接地，减少不带电线圈的二次谐振和杂散电容。
5、差异较大时应复测。
6、试验温度范围：0-50℃。
三、判断标准
具体判断标准及判断实例见《变压器绕组变形试验测试技术应用导则》。
需要注意的是：针对试验结果，不能机械的以差值为绝对标准，还应根据被试变压器的具体情况做出判断。