绕组变形的检测 频响法
基于频响法的电厂高厂变绕组变形检测
基于频响法的电厂高厂变绕组变形检测摘要：变压器绕组变形测试方法（频率响应法）：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，即可得出该变压器绕组频率响应特性，根据测得的高厂变各绕组频率响应特性的一致性，结合设备结构、运行情况等进行综合的分析比较，以判断高厂变绕组变形程度。
关键词：高厂变；绕组变形；频响法1 前言变压器在运行中不可避免地要遭受出口短路或近区短路故障的冲击，在运输安装过程中也可能受到碰撞冲击，在这些冲击（包括电动力和机械力）作用下，变压器绕组可能失去稳定性，导致局部扭曲、鼓包或移位等永久变形现象，这样将严重影响变压器的安全运行[1]。
本文根据相关标准及要求，利用频响法对电厂高厂变进行了检测，排查变压器绕组变形隐患对加强电厂设备管理，提高设备的可靠性和安全性具有重要意义。
2 检测原理在较高频率的电压作用下，变压器的每个绕组均可视为一个由线性电阻、电感（互感）、电容等分布参数构成的无源线性双口网络，其内部特性可通过传递函数描述。
如果绕组发生变形，绕组内部的分布电感、电容等参数必然改变，导致其等效网络传递函数的零点和极点发生变化，使网络的频率响应特性发生变化。
用频率响应分析法检测变压器绕组变形，是通过检测变压器各个绕组的幅频响应特性，并对检测结果进行纵向或横向比较，根据幅频响应特性的差异，判断变压器可能发生的绕组变形[2]。
3 检测时变压器的状态和接线方式3.1 检测外部接线本次试验采用频率响应法，外部接线如图1所示结束语通过分析本次高厂变绕组测试结果，高压绕组、低压绕组有轻微变形，不影响变压器运行，试验合格。
参考文献：[1]电力变压器绕组变形的频率响应分析法.DL/T911—2004.[2]储百生，张晓涛，苗彩凤，徐晖.主变压器近区短路绕组变形诊断探究.水电站机电技术，2015年第38卷第6期.。
变压器绕组变形测试仪,频响法,阻抗法
及仪器自身故障而导致误判断问题。
4 测试界面：
圣
2 技术指标：
司
公 输出电压：20Vpp（最大，可调节）；
京 北
限 输出阻抗：50Ω；
有 扫频范围：100Hz～2MHz；
频率精度：0.005%；
术 扫频方式：线性/对数，最大 2000 点，可设置； 技 司 动态范围：-100dB～20dB； 气 公 准 确 度：±0.5 dB； 电 限 选频带宽：测量频率的 0.5%。 时 术有 数据格式：兼容 TDT 系列及国内主流产品的数据。
司 公 限 有测量结果诊断 术 技
司 司 TDT7 型 绕组变形测试仪(频响法抗干扰型)
泰实时电气技术有限公泰实时电气技术有限公电气技 1 应用范围： 圣 圣 时 对 6kV 及以上电压等级电力变压器及其它特殊 北京 北京 泰实 用途的变压器，进行绕组变形测试及诊断。
间不超过 1 分钟； ■ 增强型数字滤波技术，可有效抑制工频及高
5 测量及诊断界面：
京 北
技 3 功能特点： 气 ■ 符合《DL/T911-2004 电力变压器绕组变形的 电 频率响应分析法》行业标准； 时 ■满足国际 IEC60076-18-2012(GB/T 1094.18) 实 电力变压器--第 18 部分:频率响应测量的测试要求； 圣泰■ 操作简单、测量迅速，对单个绕组的测量时 京
频干扰的影响，保证测试数据的重复性； ■ 智能诊断功能，可通过“彩虹条”自动标定
出曲线差异程度并生成诊断结论； ■ 具备测试报告生成、打印、保存及图谱插入
等功能，便于报告的编写和管理； ■ 独特测试的自校验功能，可避免因测试线缆
及仪器自身故障而导致误判断问题。 ■ 独特的抗干扰接线技术和诊断技术，避免了
电力变压器绕组变形频率响应测试与图谱分析
电力变压器绕组变形频率响应测试与图谱分析摘要：频率响应法是通过比较加在变压器绕组上的扫频信号与经过绕组后输出的须率响应信号，同时考虑相间频率响应特性曲线的变化来检测绕组变形情况的方法，由于电力变压器发生故障是少数，标准中相关系数的判断边界还不完善，仅通过标准给出的判据来判断容易发生误判。
本文对图谱频率响应特性曲线的变化对应对变形发生的部位、程度和种类进行仔细的分析和判断，并在实际测试中进行了论证，为以后变压器绕组变形分析判断及维修决策提供依据。
关键词：电力变压器绕组；频率响应法；变形；图谱分析0前言电力变压器是电网中最为重要、昂贵的设备之一，它的安全稳定运行对整个电网的安全意义极其重大。
但是由于受到短路电流冲击等各种因素的影响，变压器绕组可能发生变形，而且不易被发现。
因此，有效和准确地判断变压器绕组变形现象是电力试验的一项重要工作。
茂名供电局从1996年开始开展主变绕组变形试验项目，本局共有两台绕组变形测试仪，厂家与型号为：北京圣泰实时电气技术有限公司TDT6U型。
经过多年的实践，总结出一些图谱分析的规律，在220kV榭平岭站、220kV金山站、110kV石鼓站、35kV云潭站等多个变电测试发现变压器绕组有变形现象中图谱分析能较为准确的判断出变形发生的部位程度及种类，经吊罩检修证实图谱分析为我们判断变形提供重要依据。
1变压器绕组变形产生的原因（1）变压器在运输过程中受到冲击。
（2）在运行过程中，变压器外部发生短路故障，变压器线圈流过很大的短路电流，一般为其额定电流的几倍至几十倍，在强大电动力的冲击下，变压器绕组有可能会失去稳定而导致变形现象的出现，如鼓包、扭曲、移位等，严重的将直接造成变压器损坏。
2频率响应分析法虽然目前绕组变形的频率响应分析法有了专门的电力行业标准DL/T911－2004《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》，它的形成主要来源于对物理现象的直觉分析和现场的经验积累，但是由于电力变压器发生故障是少数，标准中相关系数的判断边界还不完善，一方面需要在长期的实践中积累判断经验，并非所有的变形都会立即危及到变压器的安全运行。
频率响应法、低电压短路阻抗法测试绕组变形的应用
频率响应法、低电压短路阻抗法测试绕组变形的应用摘要：电力变压器在遭受短路电流冲击或运输过程中遭受冲击时，在电动力或机械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、鼓包或位移等特征。
绕组变形是电力变压器安全运行的一大隐患，及时发现和处理有问题的变压器，有针对性地进行吊检，对变压器事故的发生及大面积停电等具有防范作用。
关键词：变压器；绕组变形；测试方法；应用1 引言十八项反措要求：110（66）kV 及以上电压等级变压器在出厂和投产前，应采用频响法和低电压短路阻抗法对绕组进行变形测试，并留存原始记录。
频响法和低电压短路阻抗法都有很多成功的经验，也有不足的地方。
因此，频响法和低电压短路阻抗测试两者应同时开展，以分析得到更为准确的诊断结果。
2 扫频响应分析法扫频响应分析法，是用扫描发生器将一组不同频率的正弦波电压加到变压器绕组的一端，然后测量绕组两端端口特性参数的方法。
频率响应法的原理指在较高频率的电压作用下，变压器的每个绕组均可视为由线性电阻、电感、电容等分布参数构成的无源线性二端口网络，其内部特性可通过传递函数H（jω）描述。
当变压器结构确定后，各绕组对应的二端口网络参数是一定的，如果绕组发生变形，绕组内部的分布电感、电容等参数必然会改变，从而对应的二端口网络参数改变，导致其传递函数H（jω）发生变化。
变压器绕组的幅频响应特性采用频率扫描方式获得。
连续改变外施正弦波激励源Us的频率f（角频率ω=2πf），测量在不同频率下的响应端电压U2和激励电压U1的信号幅值之比，获得指定激励端和响应端情况下绕组的幅频响应曲线。
测试设备采用一台便携式的装置，用50W同轴测试导线连接到变压器绕组上，试验过程中，对绕组输入幅值为10 Vrms的正弦信号，然后通过采集单元对绕组的输入电压和输出电压进行采集和傅里叶变换处理。
整个试验过程很慢，每相大约用三十分钟才完成试验。
因此，该方法更适合在实验室中采用。
频率响应法的注意事项：（1）杂散电容的影响，变压器套管母线对地杂散电容往往是不固定的，为得出较为精确的诊断结果，测试应在变压器处于完全与电网隔离的状态下进行。
浅谈如何应用频响法诊断变压器绕组变形
浅谈如何应用频响法诊断变压器绕组变形【摘要】变压器绕组变形试验已在全国普遍开展，并成功地查出了多台变压器的绕组变形，在各方面发挥了重要作用。
本文主要阐述了变压器绕组变形的定义、判定标准及诊断实例。
【关键词】变压器绕组变形；判定标准；实例1. 引言（1）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。
（2）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。
（3）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。
2. 变压器绕组变形的定义2.1变压器遭受短路冲击时，绕组受到辐向力、轴向力和周向力（或扭矩的作用），因而变压器绕组会发生相应的变形，即辐向位移、轴向位移和扭曲（或绕组转动），以及包括断股、匝间短路、引线位移和静电板引线断开等的特殊变形。
一起使用频响法对新变压器绕组变形测试的分析
振的结果ꎬ谐振是绕组电感和线饼间电容引起ꎮ 因
此初步判断测量错误( ①测试方式错误ꎻ②测试仪
器存在问题) ꎮ
(３)２０２１ 年 １２ 月 ２０ 开展第一次复测(ＴＤＴ６Ｕ － 屏
蔽线接地方式 － 铁芯)
图 ８ 第二次复测高压绕组
低压绕组与第一次复测一致ꎮ
(５)２０２１ 年 １２ 月 ２２ 开展第三次复测(ＴＤＴ６Ｕ － 屏
但是与出厂比较仍存在不同的谐振点ꎮ 低压绕组的
对比分析ꎬ高压绕组从 ０ ~ ４５０ｋＨｚꎬ出厂图谱与
现场交接图谱基本一致ꎬ从 ４５０ ~ ６００ｋＨｚ 谐振点不
一样ꎮ 高压绕组从中频段分析ꎬ相关系数 > １ꎬ正常ꎮ
低压绕组的出厂与交接变形图谱基本一致ꎮ 从这次
测试的接地方式分析ꎬ三相一致性良好ꎮ
ｉｎ ｔｈｅ ｄｕｒｉｎｇ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｗｉｌｌ ｐｒｏｖｅ ｉｔ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｗｈｅｔｈｅ ｔｏ ｂｅ ｃｏｎｆｏｒｍｉｔｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｏｕｔｉｎｅ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:ｆｒｅｑｕｅｎｃｅ ｒｅｓｐｏｕｓｅ ｍｅｔｈｏｄꎻｎｅｗ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒꎻｗｉｎｄｉｎｇ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎꎻｔｅｓｔꎻａｎｓｌｙｓｉｓ
的主要数值判据ꎮ ＴＤＴ５ 型变压器绕组变形测试仪
对相关系数的规定见表 ６ꎬ在实际应用中发现ꎬ其高
频段相关系数受外界影响较大ꎬ其相关系数仅供参
考ꎮ
判断ꎮ
７ 结论
本文通过从不同接地方式和方法进行试验分
表 ６ 绕组变形相关系数注意值表
严重变形
明显变形
轻度变形
正常绕组
此三相测试时统一接地在 Ｂ 相的套管升高座外壳
电动力和机械力的作用下ꎬ绕组的尺寸或形状发生
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。
绕组变形试验频响法接地点的影响
绕组变形试验频响法接地点的影响绕组变形试验是电气工程中常用的一种方法，用于评估变压器等电器设备的可靠性和性能。
而在这个试验中，频响法是一种常用的测试方法。
尤其在确定绕组接地点时，频响法对于准确评估设备的特性非常重要。
首先，让我们来了解一下绕组变形试验的基本原理。
绕组变形试验是通过对设备进行施加正常工作负载，以评估设备的热稳定性和机械稳定性。
在试验过程中，通常会使用频响法来监测设备的响应。
频响法的原理是利用设备的输入和输出信号之间的频率响应关系来判断设备的性能。
通过在设备中施加一系列频率可变的输入信号，可以实时监测设备的响应。
而接地点的选择直接影响了频响法测试的准确性和可靠性。
在频响法中，选择合适的接地点对于获取准确的测试结果至关重要。
如果接地点选择不当，会导致信号的干扰和误差，从而影响测试的准确性。
因此，在进行绕组变形试验时，需要注意以下几点：首先，接地点应尽量距离可能引起干扰的源头。
在实际应用中，设备所处的环境通常存在各种电磁干扰源，如电力线路、变频器等。
如果接地点选择过近，会导致这些干扰信号混入测试信号中，从而产生误差。
其次，接地点应尽量选择绕组相对稳定的区域。
绕组变形试验中，电流和磁场的变化会导致绕组的变形和位移。
因此，接地点应选择在绕组结构相对稳定的位置，避免因绕组变形而引起的接地点位移和变动。
此外，接地点的选择还要考虑到易测性。
接地点的位置应方便测试人员接触和观察，并且要与其他测试点区分开来，以避免干扰。
总之，绕组变形试验是评估电器设备性能的重要手段，而频响法是其中常用的测试方法。
在选择接地点时，应尽量远离干扰源，选择相对稳定的区域，并考虑易测性等因素。
只有这样才能确保测试结果的准确性和可靠性。
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NDBX-Ⅳ变压器绕组变形测试仪（频响法）
产品简介
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。
基于以上思想和先进的测量技术，本公司研发生产了NDBX-Ⅳ变压器绕组变形测试仪，该仪器能准确绘制各相频域响应曲线，通过测量曲线的横向、纵向对比，可以准确的判断变压器的变形程度。
NDBX-Ⅳ变压器绕组变形测试仪符合DL/T911 2004《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》标准。
产品特征
☆、采用先进的DDS扫频技术
☆、采用双电源供电：市电AC220V±10%，内电源6V5AH蓄电池☆、采用高速，高集成化微处理器设计
☆、输出正弦波幅值可通过软件设置
☆、双通道16位AD采样
☆、8寸彩色触摸屏，亮度可调
☆、可以保存120组测量数据，供随时查阅或上传至PC机
☆、有强大的上位机软件，曲线分析、打印和生成word文档☆、USB2.0接口,支持数据上传和联机测试
☆、主机尺寸：35mm x 210mm x 210mm
☆、主机重量：约5kg。
产品参数
☆、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）
☆、测量范围：(-100dB）～（+20dB）
☆、测量精度：0.1dB ;
☆、扫描频率精度：0.01%；
☆、信号输入阻抗：1MΩ；
☆、信号输出阻抗：50Ω；
☆、同相测试重复率：99.5%；。