频响法绕组变形试验
变压器绕组变形测试仪产品技术规范书

产品技术规范书设备名称:电力变压器绕组变形测试仪(频响法)型号:CYDT-20生产厂家:产品编码:品牌:一、概述:电力变压器绕组变形测试仪(频响法)根据对变压器内部绕组特征参数的测量,采用目前世界发达国家正在开发完善的内部故障频率响应分析(FRA)方法,能对变压器内部故障作出准确判断。
变压器设计制造完成后,其线圈和内部结构就确定下来,因此对一台多绕组的变压器线圈而言,如果电压等级相同、绕制方法相同,则每个线圈对应参数(Ci、Li)就应该是确定的。
因此每个线圈的频域特征响应也随之确定,对应的三相线圈之间其频率图谱具有一定可比性。
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。
并根据响应分析方法研制开发的变压器绕组测试仪,就是这样一种新颖的变压器内部故障无损检测设备。
它适用于63kV~500kV电力变压器的内部结构故障检测。
变压器绕组变形测试仪是将变压器内部绕组参数在不同频域的响应变化经量化处理后,根据其变化量值的大小、频响变化的幅度、区域和频响变化的趋势,来确定变压器内部绕组的变化程度,进而可以根据测量结果判断变压器是否已经受到严重破坏、是否需要进行大修。
对于运行中的变压器而言,无论过去是否保存有频域特征图,通过比较故障变压器线圈间特征图谱的差异,也可以对故障程度进行判断。
当然,如果保存有一套变压器原有的绕组特征图,更易对变压器的运行状况、事故后分析和维护检修提供更为精确有力的依据。
变压器绕组变形测试仪由笔记本电脑及单片机构成高精度测量系统,结构紧,操作简单,具有较完备的测试分析功能,对照使用说明书或经过短期培训即可自行操作使用。
二、主要技术特点1、采集控制采用高速、高集成化微处理器。
2、笔记本电脑与仪器之间通信USB接口。
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
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。
绕组变形的检测 频响法

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%;。
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。
频响分析法和短路阻抗法结合的变压器绕组变形测试试验

频响分析法和短路阻抗法结合的变压器绕组变形测试试验摘要:电力变压器在电力系统中起着能量转换与运输的作用,变压器故障直接威胁着整个电力系统的安全稳定运行。
变压器绕组因外部短路等原因造成的变形甚至损坏故障较为多见,对电网的稳定与安全运行影响重大。
本文提出一种频响分析法和短路阻抗法相结合的变压器绕组变形测试方法,并展开相关试验。
关键词:变压器;频响分析法;绕组变形;短路阻抗法一、频响分析法和短路阻抗法相结合的变压器绕组变形模拟测试本试验采用模型变压器对理论分析进行验证,试验设备采用基于扫频短路阻抗法的绕组变形测试系统,接线方式如图1所示,将变压器原边加压副边短接,在加压侧施加≥100W的大功率扫频信号,通过测量装置获得激励和响应信号,从而绘制出扫频短路阻抗法的试验曲线,进行变换不同的坐标系等处理,使数据的特性显示更加明显。
通过试验对比,可以得出以下结论:①在频率大于45k Hz以后,模型变压器在低压二次开路及短路情况下测的的相应曲线基本重合,因此扫频短路阻抗法可以获得在中、高频频段与传统频率响应法一致的频响曲线;②低频段两种方法下获得的曲线差别较大,但二次短路情况下(<1k Hz)获得的曲线表现为线性,与频率成正比,可以认为是集中参数的漏抗,如图3短路阻抗-频率曲线的低频段所示。
通过短路阻抗-频率特征曲线,可以获得50Hz时的短路阻抗值(见表1),与铭牌值进行比较相差不大,短路阻抗值的测量精度满足要求;③扫频短路阻抗法可以将频率响应法和短路阻抗法有机的结合在一起,一次测试能够同时获得频响曲线和短路阻抗-频率曲线,在低频段和中高频段可以分别运用短路阻抗值和频响曲线的差异来判断变压器是否存在绕组变形。
二、频响分析法和短路阻抗法相结合的的判断方法的研究对扫频阻抗法获得的数据进一步处理,还可以获得以下特征曲线:①阻抗/ω-频率(Zk/ω-f)特征曲线;②阻抗-频率(Zk-f)特征曲线;③电阻-频率(R-f)特征曲线;④电抗-频率(X-f)特征曲线。
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定义及危害
定义
核心 关键
径向拉伸 径向压缩 轴向延伸 轴向压缩 轴向套叠 绕组扭曲
定义及危害
壹· 累积效应,不能及时发现,正常 运行局放,绝缘击穿
贰· 过电压作用时有可能发生匝间、 饼间击穿,导致突发性绝缘事故
叁· 绕组机械性能下降,再次遭受短 路事故,承受不住电动力
危害
产生原因
壹
短路故 障电流 冲击
传递函数即用拉普拉斯变换形式表 示的无源双口网络的输出与输入之 比。
原 理
测量方法及分析
1
对变形图谱的分析宏观上通常用纵向比 较法和横向比较法。
2
纵向比较法指同一台变压器、同一绕组、同 一分接开关位置、不同时期的曲线比较。
3
横向比较法指变压器同一电压等级的三 相绕组曲线比较,必要时借鉴同一制造
厂同一时期的同型号变压器曲线。
短路 故障 电流 冲击
产生原因
近几年来, 对全国 110kV 及以上的电力变 压器事故统计分析表明, 因绕组承受短路能 力不够已成为电力变压器事故的首要内部原 因。具体表现: ⑴变压器设计存在缺陷: 没有正确计算短 路冲击过程中各部件受力情况, 所选材料强 度低, 压钉数量少, 撑条少等; ⑵变压器制造工艺差, 存在先天缺陷; ⑶ 1996 年前生产得 110kV 及以上变压器 没有进行突发短路试验, 变压器本身的抗短 路能力较差, 成为一大事故隐患; ⑷除高压侧外, 变压器中压侧绕组再设分接 开关,内部结构复杂,可靠性低。
低频部分的谐振峰频率左右移动。对绝大多数变
压器来说,其三相绕组低频段的响应特性曲线较
为一致。如果发现不一致的情况,一般表明线圈
整体结构出现问题,可能会危及运行,应慎重对
待,根据其它测试手段来重点分析判断。
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 中频段(100kHz~600kHz)的谐振峰发生明显
分析
对变形 图谱的 分析ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 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
分析 变化时,通常预示着绕组发生扭曲和鼓包等局部变
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。
引线无法拆除的可利用套管末屏抽头 作为响应端进行测试。
在最高分接下进行检测,并保证每次
事 项
检测时分接开关位置相同。
测量方法及分析
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
分析 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。
电感量的变化与本身的磁导率、匝数、线圈截 面积以及线圈缠绕的紧密程度等都有关系。
电容量的变化与本身介质的介电常数、板间距 离、板面积等有关系。
分
析
测量方法及分析
分析
在所有直流试验项目之前或者绕组充 分放电之后进行。
注意 拆除所有套管引线,引线应远离变压器套管;
周围接地体和金属悬浮物需远离变压器套管。
绕组动 热稳定 性能差, 抗短路 能力不 够
产生原因
受到意外的冲撞、 颠簸和振动等机械原 因, 导致绕组变形。
在运输、 安装、 吊罩中 受到意 外冲撞
产生原因
继电保护不完善, 保护系统存在死区或动作失灵 都会导致变压器承受稳定短路电流作用的时间长, 也是造成变压器绕组变形故障的重要原因。粗略 统计结果表明, 在遭受外部短路时, 因不能及 时跳闸而发生损坏的变压器约占短路损坏事故的 30% 。
继电保 护不完 善,动 作失灵
测量方法及分析
基
础
变压器绕组发生局部的机械变 形后,其内部的电感、电容分 布参数必然发生相对变化。这 是开展变压器变形测试的依据 和基础。即将变压器绕组视为 无源线性双口网络。
测量方法及分析
在绕组的一端输入扫频电压信号Vs(依次输入不 同频率的正弦波电压信号),通过数字化记录设 备同时检测不同扫描频率下绕组两端的对地电压 信号Vi(n)和Vo(n),并进行相应的处理,最终得 到被测变压器绕组的传递函数H(n): H(n)=20log[Vo(n)/Vi(n)] 并将频率响应根据频率描绘成曲线来判断变压器 绕组变形。
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,动 作失灵
核心肆 关键
绕组动 热稳定 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。