变压器绕组变形程度检测案例
110kV变压器绕组变形测试实例
正常 。
2 测试情况介绍
事故后 ,运行单位将情况 反映到我所 ,要求进行变压器绕组变形测试 。我们 测试该主变高 、低压侧绕组的频响特性曲线分别如 图 2～3 所示 ,测试所用的仪器是电科院研制的 TDT 型变压器绕组频率响应特性测试仪 。图 2 曲线 1 表 示的是从中性点端输入激励信号 ,从高压 A 端测输 出信号时所得的高压 A 相绕组的频响特性曲线 ,而 图 3 曲线 1 则表示的是从低压 a 端输入激励信号 , 从低压 b 端测输出信号时所得的低压绕组的频响特 性曲线 ,其它数据文件表示的意义依此类推 。由于 低压绕组三相无法分开 ,所以低压侧每次测试时三 相绕组在测试回路中 ,其测试示意图见图 1 。
(10～250kHz) 对判断绕组是 否变形的可靠性比较高 。从 图 2 中可以看出 ,与曲线 2 对应的曲线与另外两条曲线 从形状上看有较大的区别 , 反映出高压 B 相绕组的频响 特性与 A 、C 相有较大差异 ; 而从图 3 中看 ,与曲线 1 对 应的曲线与另外两条曲线从 形状上看有较大的区别 , 分 析此时的测试接线 , 同样可 以反映出低压 b 相绕组的频 响特 性 与 a 、c 相 有 较 大 差 异 ,由此看来 ,该主变绕组变 形的可能性较大 。因此我们
摘要 :介绍了用变压器绕组频率响应特性测试仪测试 110kV 变压器绕组变形的实例 。 关键词 :变压器 ;绕组 ;变形测试 中图分类号 :TM403. 2 文献标识码 :B 文章编号 :1001 - 8425 (2000) 12 - 0042 - 03
最近 ,我省某变电所 1 台 110kV 变压器因 10kV 侧开关柜故障造成变压器近区短路 ,引起主变保护 动作跳闸 。随后 ,我们到现场对该变压器进行了绕 组频率响应特性的测试 。现将这次测试的情况介绍 如下 。
变压器绕组变形分析
变压器绕组变形分析刘江明（浙江省送变电工程公司调试公司高压室）【摘要】应用频率响应法对大型电力变压器进行绕组变形测试和诊断，是对电力变压器一种十分有效的试验方法和检测手段。
通过检测和诊断变压器绕组变形，及时了解和掌握变压器的正常状况，对预防变压器事故发生和保障电网安全稳定运行有重大的意义。
【关键词】变压器绕组变形频率响应法1 前言变压器是电力系统中最重要的设备之一，变压器在运输过程中遭受意外碰撞和冲击，在运行中承受故障状态下的冲击电流均会使变压器的绕组和机械结构受到机械应力的冲击，导致绕组一定程度的变形，运行中造成事故。
由于绕组变形对变压器和电力系统运行的严重危害性，而以往的试验方法又不能有效发现这类缺陷，只能通过吊检来验证，这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；况且在现行的电力系统运行情况下，大型变压器的长时间停电也是很困难的。
因此能在现场不吊罩情况下快速测量绕组内部变形的频率响应法提出后，得到国内外有关部门的重视并积极开展这方面的研究工作。
2 变压器绕组变形试验的基本原理及诊断方法2．1变压器绕组变形的基本原理该试验所采用的方法为频率响应法，其测试原理如图1.1 所示。
在变压器绕组的一端加入扫频信号V S，输出不同频率的正弦波电压，通过数字化记录装置同时检测不同扫描频率下绕组两端的对地电压信号V i(n)和V o(n)，并对数据进行处理，得到变压器的传递函数H(N)=20lg[V o(n)/ V i(n)] ，单位：dBV i (n) V o (n)图1.1 频率响应分析法测试原理频率响应法是利用精确的扫频测量技术，通过测量变压器各个绕组的频率响应特性变化，并对测试结果进行纵向或横向的相关性比较，即相当于比较变压器绕组的结构特性“指纹”图。
如将变压器遭受短路冲击后测得的各个绕组的频率响应特性与原始图谱（或短路前测量的图谱）比较，并综合考虑变压器的运行情况，如是否经受近区短路冲击、短路电流大小等，从而诊断绕组是否存在变形。
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。
变压器绕组变形的分析判断和处置
变压器绕组变形的分析判断和处置摘要：当变压器承受外界短路冲击跳闸时，主要采用的绕组变形判定方法是低电压短路阻抗法；因试验条件、环境等因素的影响，短路阻抗法的试验结果关联性分析不强，需要采用其他试验方法进行验证。
本文对绕组电容量和短路阻抗之间的变化关系进行定性分析，发现了变压器低压、中压绕组发生变形时，电容量和阻抗电压百分数会相应变化。
依据220kV变压器抗短路不足典型案例进行阻抗试验、电容量试验和解体分析，提出变压器绕组变形综合判定方法。
关键词：变压器；绕组变形；判断；位置引言电力系统中变压器是基础设备，它是否安全运行，直接影响了供电系统的安全。
变压器制造完成后，其线圈和内部结构及每个线圈的频率响应特性也就确定了。
变压器无论是运输过程的撞击而导致的变压器线圈相对位移，或是试验出现的匝间、相间短路，又或是运行中的短路和故障产生的电磁拉力而导致的线圈变形等现象，都会改变内部绕组的分布参数，使变压器的谐振频点偏移、频率响应幅度变化。
频率响应测试是一种量化处理，是依据变化量的大小、频率响应变化的幅度、频率响应变化的趋势等测量结果确定变压器的破坏程度。
因此有必要对变压器绕组变形测试仪的校准，而变压器绕组变形测试仪是否符合其技术指标，对变压器甚至对整个电力系统都有重要性。
1绕组变形产生的原因变压器绕组变形可分为:径向拉伸、径向压缩、轴向延伸、轴向压缩、轴向套叠和绕组扭曲。
绕组形变会导致变压器内部绕组发生不同类型的故障，为变压器的安全运行留下隐患。
绕组变形主要有以下几种原因:①变压器在遭受各种短路电流的冲击后，绕组中流过的电流远大于正常运行时的电流，在变压器内部产生较大磁场，强大的电动力引发绕组变形，绕组变形主要是由于短路故障引起。
②变压器在远距离运输或者安装时，意外的碰撞和颠簸有可能导致变压器绕组发生变形。
③变压器绕组的保护系统不完善或者动作失灵，故障时长时间承受故障电流，会加剧变压器绕组形变。
变压器绕组发生变形后，会导致内部绝缘破坏引发匝间短路或导致局部放电，由于绝缘距离发生改变造成场强过高，击穿变压器主体结构，从而降低变压器抗短路能力。
电力变压器绕组变形实测中的影响因素
真 ， 分析 判 断带 来 困难 。对 影 响 因素及 影 响程度 进 行 分析 ， 以典 型的现 场 测试 实例 ， 明 了排 除影 响 给 并 说 因素后 ， 响法在 变压 器绕组 变形检 测 中的有 效性 。 频
关 键 词 ： 压 器 ； 组 变 形 ； 响 法 ； 测 影 响 变 绕 频 检 中 图 分 类 号 ：Ｍ４ Ｔ １ 文 献标 识码 ： Ａ
伸 应力 和 辐 向 扩张 应 力 ． 绕 组端 部 压 关 报 道 ． 压 器 器 身 受 到 大 于 ３ （ 使 变 ｇ ｇ为 分 布参 数 固定 ． 递 函数 特 性 曲线 就 固 传
重 力 加 速 度 ） 力 加 速 的 冲 击 ． 可 能 重 将 位移。 等 、 Ｃ等 使 线 圈整 体 在 辐 向上 向一 个 方 向 明 显 机械 变 形现 象 。 值 网络 中 的 Ｌ ｋ、
１ 压 绕产 变 的 因 Ｌ 萋 器 组 生形 原 ２ 变
１１ 受 电 动 力 影 响 的 变 形 ．
形种 。变 这
组 传递 函数 特性 曲线 （ 响 特性 曲线 ） 频
来 对变 压器 特性进 行描 述 的 传 递 函数
结 构 固定后 ， 其等 值 网络 中的 Ｌ ｋ Ｃ等 、、
或 中 间时 ． 常受 到轴 向 和辐 向压 缩 力 的
在实 际 的使 用 中 ． 过对 比承受 短 通 路 电 流 前后 变 压 器 绕 组 频 响 特 性 曲 线
影 响 ． 绕 组 端 部 紧 固压 钉 松 动 ． 使 垫块
位移； 匝问 垫块 位 移 ， 条 倾斜 。 饼 在 撑 线
辐 向上呈 多边 形扭 曲 如 果 变压器 受短
定 。如 果绕 组 发生 了轴 向 、 向尺 寸等 幅
变压器绕组变形程度检测案例
电力变压器在系统运行中将受到短路冲击，随着电网容量的增大，短路电流也越来越大，因此变压器绕组将会受到很大的电动力，在变压器故障中，因短路冲击导致绕组变形的约占百分之30左右。
下面以变压器绕组变形程度检测案例，结合变压器三相对比频谱图，给大家讲解一下绕组发生变形后一些现象。
实例1 变压器绕组扭曲变形某变电所电缆头故障，开关重合，引起66kV变压器低压侧三绕组短路，轻瓦斯动作。
事后进行了色谱分析，和电气绝缘试验未发现异常。
由于用电紧张，在3天后进行了变压器高压绕组变形试验。
其频响曲线见图1。
由图可知，总体趋势一致性尚好，但三相谐振频率依次发生偏移，谐振幅值电路有变化。
初步判断变压器高压绕组可能出现局部扭曲或器身整体位移。
图1：66KV变压器高压绕组三相对比频谱图经吊芯检查发现：高压绕组B、C相整体扭曲，部分垫块已蹦出且扭斜；B 相一个压钉碗破碎；A、C相中间一匝导线收缩严重变形；器身铁轭中间拱起。
实例2 变压器绕组突起性变形某一次变220kV变压器由于施工不慎造成变压器出口短路，由C相对地短路而发展为三相相间短路。
持续1.2s，短路电流11200A，重瓦斯动作。
然后进行绝缘电阻、变比；直流电阻等试验和色谱分析，未见异常。
过10天后进行了绕组变形试验，试验结果如图1及图2所示。
由图中可知，高压绕组三相一致性较好，基本无明显变形，低压绕组在30kHz以下一致性较好，30kHz以上发生明显差异，说明低压绕组已发生变形。
A、B相较C相谐振点向低频方向移动，谐振幅值升高，并有峰谷反向现象，说明电感量可能减小，对地电容量可能增大，A、c相绕组可能发生辐向变形。
经吊芯检查发现：高压绕组基本无变形，低压绕组A相从第5撑条发生突起性变形，B相从第25层到100层的第5到第9撑条间也发生类似的突起性变形，C相无变形。
图2：220KV变压器高压绕组三相对比频谱图实例3 变压器绕组严重变形某变电所一台有载调压变压器，SFP7 - 180000/220型，180MVA，220kV。
浅析变压器绕组变形的原因及检测方法
2) 轴向电磁力。漏磁场在绕组端部发生畸变，除产生轴向分量外 还产生径向分量。由漏磁场的端部弯曲而呈现出的横向分量与短路电流 相互作用产生轴向力。其作用方向对高、低压绕组均是压缩力，在绕组 的端部具有最大值，使绕组的线匝向竖直方向弯曲并压缩线段间垫快， 作用 在内 绕组 的轴 向内 力约为 外绕 组的 两倍 。
变压器套管。以刚氏杂散电容的影响。2) 绕组的频率响应特性与分接 开关的位置关系较大，测试时应检查并记录分接开关的位置，尽可能把
它放到最高分接，以便能够对整个绕组进行测量和试验结果的标准化管 理。3) 测试引线本身的杂散电容也会影响频响特性的测试结果。；刚试 时应使用专用的测量电缆连接引线。4) 测量引线及检测端子应远离被 测变压器套管，接地线连接良好。5) 测量前，应检查测量阻抗接线端 子是否有松动、破损，以防止信号短路造成检测结果不准确。6) 测试 时，要注意试验引线的联结位置应相同，并防止引线交叉，应让引线与 套管自然垂直，防止引线晃动。7) 分别连接在两阻抗接地端子的地线 应采用良好的导线，并远离套管。测试引线所有联结接点，包括接于套 管的引线钳子必须接触良好，防止激励或响应信号失真。8) 如果被测 变压器刚刚完成直流电阻测试工作，为避免绕组中储存的静电电荷损坏 测试 系统 ，在联 结测 试回路 前对 变压器 进行 。
正 蕾九■ 佑 吁
掣
量事鬻
判断变压器绕组变形的三种方法
Telecom Power Technology
设计应用
判断变压器绕组变形的三种方法
李军
（国电电力大同发电有限责任公司，山西
通过案例证明判断变压器绕组变形的三种方法，即电容量法、频率响应法、低电压短路阻抗法，将这三种方法结合起来能行之有效地正确判断出变压器绕组是否发生变形，可以最大限度地避免误判断。
变压器绕组变形；电容量法；频率响应法；低电压短路阻抗法
Three Methods of Judging Transformer Winding Deformation
LI Jun
GD Power Datong Power Generation Co，Ltd.，
It proves three methods of judging transformer winding deformation through case studies frequency response method and low voltage short circuit impedance method. Combining these three methods can effectively and correctly judge whether transformer winding is deformed or not，and can avoid misjudgment to the greatest extent.
deformation；capacitance method。
- 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)。
电力变压器在系统运行中将受到短路冲击，随着电网容量的增大，短路电流也越来越大，因此变压器绕组将会受到很大的电动力，在变压器故障中，因短路冲击导致绕组变形的约占百分之30左右。
下面以变压器绕组变形程度检测案例，结合变压器三相对比频谱图，给大家讲解一下绕组发生变形后一些现象。
实例1 变压器绕组扭曲变形
某变电所电缆头故障，开关重合，引起66kV变压器低压侧三绕组短路，轻瓦斯动作。
事后进行了色谱分析，和电气绝缘试验未发现异常。
由于用电紧张，在3天后进行了变压器高压绕组变形试验。
其频响曲线见图1。
由图可知，总体趋势一致性尚好，但三相谐振频率依次发生偏移，谐振幅值电路有变化。
初步判断变压器高压绕组可能出现局部扭曲或器身整体位移。
图1：66KV变压器高压绕组三相对比频谱图
经吊芯检查发现：高压绕组B、C相整体扭曲，部分垫块已蹦出且扭斜；B 相一个压钉碗破碎；A、C相中间一匝导线收缩严重变形；器身铁轭中间拱起。
实例2 变压器绕组突起性变形
某一次变220kV变压器由于施工不慎造成变压器出口短路，由C相对地短路而发展为三相相间短路。
持续1.2s，短路电流11200A，重瓦斯动作。
然后进行绝缘电阻、变比；直流电阻等试验和色谱分析，未见异常。
过10天后进行了绕组变形试验，试验结果如图1及图2所示。
由图中可知，高压绕组三相一致性较好，基本无明显变形，低压绕组在30kHz以下一致性较好，30kHz以上发生明显差异，说明低压绕组已发生变形。
A、B相较C相谐振点向低频方向移动，谐振幅值升高，并有峰谷反向现象，说明电感量可能减小，对地电容量可能增大，
A、c相绕组可能发生辐向变形。
经吊芯检查发现：高压绕组基本无变形，低压绕组A相从第5撑条发生突起性变形，B相从第25层到100层的第5到第9撑条间也发生类似的突起性变形，C相无变形。
图2：220KV变压器高压绕组三相对比频谱图实例3 变压器绕组严重变形
某变电所一台有载调压变压器，SFP7 - 180000/220型，180MVA，220kV。
额定电流1574A。
在一次现场施工中，由于起吊钢丝绳悬挂点开焊使避雷针落地，砸在一块角铁上，角铁反弹造成66kV侧单相接地，0.64s发展为三相短路，1.15s主变压器重瓦斯动作。
此时短路电流达到11200A，为7倍额定电流，短路电动力为正常的49倍。
色谱分析和部分高压试验未见明显异常，但乙炔、氢气和乙烯含量有增长，说明内部有放电现象，但CO和C02无明显增大，故未
涉及固体绝缘。
故障后10天内色谱分析稳定，未见异常。
10天后做绕组变形试验。
试验结果如图3及图4所示。
由图可知，高压绕组三相图谱曲线重合较好，仅A相在第3个谐振峰频率略微向高频方向移动，幅值也略有上升，说明该相绕组可能有轻度变形，C相在300~400kHz频段曲线毛刺较多，说明C相分接开关等处可能接触不良。
低压绕组3条曲线在50kHz后出现显著差异，说明绕组已发生明显变形。
且A、B相较C相谐振点向低频方向移动，谐振幅值升高，并有峰谷反向现象。
A、C相可能发生辐向变形。
一个多月后进行现场吊罩检查。
发现：油箱下部有导线外包绝缘纸碎片；高压A相绕组下部有微小扭转变形；c 相分接开关操作杆叉口金属部分可见放电点；B相低压绕组对铁芯绝缘板靠C相侧有S状形变。
图3：220KV变压器低压绕组三相对比频谱图
图4：变压器高压绕组三相对比频谱图
在返厂吊检时发现：三相高压线圈无明显形变，低压侧A相靠近B相侧，在轴向上从首段至末段有100~150mm的Ω状形变，导线有部分绝缘纸脱落，未露铜线；B相靠近C相侧，在轴向上部分线饼有100~150mm的Ω状形变，导线亦有部分绝缘纸脱落，未露铜线；A、B两相地屏在线圈变形部位被挤压成凹状，C相无明显形变。
为此，全换低压三相绕组，保证直流电阻平衡；增加抗短路能力（增加绕组内部8mm硬纸桶和内撑条加1倍，加装外撑条）全换低压绕组对铁芯主绝缘及其他绝缘；全部更换密封胶圈。
由此可见，增强变压器抗短路冲击能力是防止变压器因出口短路而损坏绕组的根本办法，且对受过短路电流冲击的变压器要进行绕组变形试验，已发现严重变形者要吊芯检查。
实例4 绕组压板开裂，垫块松动
某一次变电所2台主变压器，SFP8 - 120000/220kV，某年某月，铝箔纸引起66kV线路三相短接并接地。
短路冲击前后色谱分析无显著变化，局放试验和短路冲击前对应相放电量均小于100pC，没有增长，变形试验结果，2号主变压器无严重变形（有原始图谱）重新投运。
1号主变压器无原始图谱，但特征图谱的一致性虽然很好，仍不排除三相绕组同时变形的可能。
通过综合分析认为绕组存在严重变形的可能性很小，但不排除压钉、垫块松动的可能，返厂检查结果是：三相绕组上压板有不同程度的开裂现象，垫块有所松动。
高、低压绕组均无较严重变形。
看了以上4个变压器绕组变形程度检测案例，相信你对绕组程度问题已有所了解，希望能对大家更好的使用变压器有帮助。
武汉三新电力专业研发生产变压器绕组变形测试仪，三新电力历经十年的沉淀，正快速稳定向前，凝聚了一支踏实肯干、勤奋进取的年轻团队。
公司现有技术研发部、仪表生产车间、高压设备生产车间、市场部、国际贸易部、招标中心等部门及大型样品展室厅与实训基地，期待您的考察。