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。

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。