电力变压器的绕组故障可用扫频响应测试
电力变压器绕组变形的测试
电力变压器绕组变形的测试丰伟;黄问贵【摘要】通过试验手段对受冲击后的变压器内部线圈绕组受损情况进行检测,对于正确引导变压器的检修,有效地减少设备停电时间具有极其重要的现实意义.同时,对于变压器的检测提供可行的变压器测试方法,以及判断变压器是否适合重新投入运行、投入后是否存在事故隐患.【期刊名称】《九江职业技术学院学报》【年(卷),期】2011(000)002【总页数】2页(P15-16)【关键词】绕组变形;频响法;电抗法【作者】丰伟;黄问贵【作者单位】九江职业技术学院,江西九江332007;九江职业技术学院,江西九江332007【正文语种】中文【中图分类】TM403.2一、引言电力变压器是电力系统中最关键的设备之一,其安全运行直接关系到电力系统的安全与稳定。
但由于变压器长期运行,故障和事故不可完全避免,而变压器出口短路故障是其常见故障之一,约占全部事故的50%以上。
当变压器受短路电流冲击时,如果短路电流小,继电保护正确动作,绕组变形将是轻微的;如果短路电流大,继电保护延时动作甚至拒动,变压器绕组变形将会很严重,甚至造成绕组损坏。
对于轻微的变形,在多次短路冲击后,由于累积效应也会使变压器损坏。
因此要及时测试。
二、绕组变形的特点1、受电动力影响变形当变压器出口发生短路故障时,其高、低压绕组可能同时通过额定值数十倍的短路电流,它将产生很大的热量和电动力,使变压器绕组严重发热并受到很大的机械应力,使其绕组绝缘性能下降和绕组线圈发生不同程度的形变。
2、受机械力影响的变形这种变形主要是在运输途中,受到运输车辆的急刹车或运输船舶撞击晃动所致的变压器绕组整体位移变形。
当变压器器身受到大于3g(g为重力加速度)重力加速度的冲击时,将可能使线圈整体在辐向上向一个方向产生明显的位移。
3、受工艺影响的变形变压器在制造或绕组更换过程中,受工艺水平的影响,使变压器在结构上没有达到设计要求而产生的变形。
电力变压器绕组变形是诱发多种故障和事故的直接原因。
频响法检测变压器绕组变形测试系统
在 ２０ ０ ４年 １ 月出现短路事故造成的。根据掉罩检测的 Ｏ 结果认为其可以继续运行，所以我们可以得 出另一个结 论 ：频 响曲线的相关系数在 ０８ ．５时，是属于绕组 尚好， 可以继续运行范围， 并且此相关系数还可以降低至０８ ．左 右 ；同样如果相关系数小于 ０５ ．，则绕组变形较为严重，
【］华田生． 电厂和 变电所 电气设备的运行 ． ４ 发 水利 电力出版社，
１ ８２ ９
剂必须用变色硅胶。为保证呼吸 中硅胶有足够的吸湿能 力，并防止潮解，要及时更换硅胶 。一般有 １５ ／ 变色硅
电 术 Ｉ０ ７Ｉ 期 Ｉ １ 工技 ０ ４ ５ ２
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阻抗
图 １ 频晌法测试仪结构简图
种， 一种是利用真空吸液， 另一种是利用白布带蘸液。 根
胶变成粉红色时， 即需要更换或烘干 。②油杯要经常清 洗，及时换成清洁的油，并保持油面高于挡气圈， 以便 吸进的大气经过 “ 油浴” ，清除气 中灰尘。
据探得的液体情况，判 断隔膜袋的运行情 况是否正常 ： 发现隔膜袋内存油，说 明隔膜袋已破裂；发现隔膜袋内 有水，说明呼吸器吸湿剂失去吸湿性，或者呼吸器管道
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变压 器技 术
囊‘ 糯
频晌法检测变压器绕组变形测试系统
周 伟 ， 刘 保 彬
（ 江苏经 贸学 院， 江苏 南京 ２ ０ ０ ） ｌ ０ ４
［ 摘要］ 在对运 用频响 法测试 变压 器绕组 变形仪 器工作 原理研 究的基础上 ， 通过对 事故后 变压 器测试的频率响应
曲线进行两两 比较 ，判断变压器绕组的变形情况。
其测试结果会受到接线方式、分接开关位置 、测试 仪器地线长度 、接地情 况、信号源施加位置等情况的影 响。 除了这些主观因素外，还有一些客观因素 。 例如， 我 们所测试的场所一般是在变电站或其他具有 大量用电设 备的地方，在一个存在较强电场的环境中测试信号，必 然受到干扰。这些主客观影响因素可以通过加强频响仪 的配置或在测试过程 中加 以注意而得到改善 。
绕组变形综合检测方法探究
绕组变形综合检测方法探究
陈 睿
（ 云南电网公司德宏 供电局 。云南 德宏 ６ ７ ８ ４ ０ ０）
【 摘 要】 绕组 变形是 电力 变压 器正 常运行过程 中常见 的一种 隐患 ，频率响应法和低压 电抗法是诊断 电力变压 器绕组 变形故 障的 有效手段。本文 简要介绍 了绕组 变形各种 测量方法的优 劣 ，并提 出 了一种将∑ （ ｆ ） （ ｆ ）
标准差的计算公式如下 ：
Ｊ 』 ∑ Ⅳ ） 一 （ ｆ ） ］
Ｅ 上 Ｌ 一
其 中， ） 和ｙ （ Ｏ 分别表示两条频率 响应 曲线 的响应幅值 ， Ｎ为频 率点数 。 相 比低压 脉冲法 ，频率 响应法 是从频 域的角度对变 压器 绕组变 形状态进行分析 ，在技术上更 为成 熟，更易于现 场实施，测得的图 谱较稳定 ，重 复性好 ，不 易受试验 接线 、外界干 扰的影响。因此， 频率 响应法 已在 电力行业得到广泛应用 。
时间长。
２ ． ２ 低 压脉 冲 法
其 中，ｕ （ ， ） 为施加在绕组上的激励信 号； ｕ （ ， ） 为在绕组上获得的响应 信号。 相关系数 的计算 公式如下 ：
∑ （ ｆ ） ｙ （ ｆ ）
－ 『 ——一
、
低压脉冲法 的测试原理如 图 ｌ 所示 。在变压器绕组 的一端对地 加入标准脉冲 电压信号 （ １ Ｏ Ｏ Ｖ ） ，利用数字化 记录设备同时测量绕组 两端 的对地 电压信号 Ｖ ｏ （ ｔ ） 和Ｖ ｉ （ ｔ ） ，并进行相应的处理 ，最终得到 该变压器绕组的传递函数 ｈ （ ｔ ） 或 Ｈ（ ｊ ６ ０ ） ， 然后根据波形变化来判断 变压器绕组是否变形 。
日（ ＿ ， ） ＝２ ０ ｌ ｇＵ２ 丽 （ ｆ ）
变压器绕组变形测试技术及其应用讲义
绕组变形测试技术。
表 1.1 1990～1997 年变压器短路损坏事故统计表
年份
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997
事故总台次
34 56 76 69 57 59 58 55
短路事故台次
2
3
18 22 21 29 29 21
短路事故占总事故比例(%)
6
5
24 32 37 49 50 38
2004 年 12 月 14 日，国家发改委发布了电力行业标准 DL/T911－2004《电力变压
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器绕组变形的频率响应分析法》，该标准适用于 6kV 及以上电压等级电力变压器及其他特 殊用途的变压器。 2 绕组变形的测量方法
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。
动力更容易使绕组破坏或变形。
短路故障电流冲击是变压器绕组变形的最主要外因。
众所周知，电力变压器线圈是以绝缘垫块隔开的铜或铝线段所构成的。这种系统的动
特性在发生突发短路时是变化的。因为绝缘垫块的弹性与其压紧程度有关，即与作用力有
３
关。电动力本身也不是恒定不变的，而是按照复杂的规律变化。虽然对短路时作用在变压 器线圈上的电动力的研究始于四十年代，但是由于动态过程分析的复杂性，到目前为止尚 不能用理论计算结果正确反映出变压器承受突发短路电流冲击的能力。
当变压器绕组出现短路时，会因其承受不了短路电流冲击力而发生变形。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，严重影响电力变压器的安全、可靠运行。
５
1.3 绕组变形的危害 绕组变形是电力变压器安全运行的一大隐患。多台变压器的实际试验经验表明，绕组
变压器绕组变形综合测试仪阻抗法接线方式
变压器绕组变形综合测试仪阻抗法接线方式变压器绕组变形综合测试仪阻抗法接线方式HZBX-V 变压器绕组变形综合测试仪采用扫频法及低电压阻抗法对变压器的绕组进行测试，按国家电力行业标DL/T911－2004采用频率响应分析法测量变压器的绕组变形，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变化程度，判断变压器绕组可能发生的变形情况。
按国家电力行业标准DL/T 1093-2008 《电力变压器绕组变形的电抗法检测判断导则》测试仪器内部采用电压、电流高精度同步交流采样及FFT等数字信号处理技术，采用三相自动测量或者单相测量方式，将低压侧可靠短接，输入变压器参数后，仪器便可自动测试、自动计算各相阻抗及阻抗误差百分比，测试过程中显示电压电流波形。
7.1 短路阻抗和负载损耗测试接线方法： 将三相调压器输出端Ua、Ub、Uc分别接入仪器“输入A、B、C”接线端子，将“输出Ia、Ib、Ic”及“输出Ua、Ub、Uc”分别接到变压器的高压侧。
变压器的低压侧要可靠短路，并确保接触电阻可以忽略，以免影响测试数据。
当测试电压、测试电流不超过仪器测试范围时，接线如下图：三相负载接线图当测试电压、测试电流超过仪器测试范围时，需接电压互感器、电流互感器，接线如下图：三相负载加CT、PT接线图7.2变压器单相阻抗（负载）测试接线方法：采用单相电源，依次在AB、BC、CA相加压，现以测量AB相为例说明。
将单相电源的“U”接入仪器的“输入A”接线端子，将“输出Ia、Ua”接到变压器的高压侧A相，单相电源的零相“O”接到变压器的B相及仪器的“N”。
变压器低压侧要可靠短路，并确保接触电阻可以忽略，以免影响测试数据。
变压器的其它接法见附录二。
当测试电压、测试电流不超过仪器测试范围时，接线如下图：单相负载接线图单相负载加CT、PT接线图7.3.变压器三相空载:将三相调压器输出端Ua、Ub、Uc分别接入仪器“输入A、B、C”接线端子，将“输出Ia、Ib、Ic”及“输出Ua、Ub、Uc”分别接到变压器的低压侧，如变压器低压侧有中性点，将中性点接到仪器的“N”接线端子，变压器的高压侧开路。
电气试验中电力变压器绕组错误接线分析
污染率小 ， 不会造成噪音污染， 因此 工厂选择厂址的余地更大。
２ 超 导储 能装 置
超 导储能装 置包括 飞轮储 能、超 导储 能和和太阳能发电技术等 ， 已 经被投入到使用 过程 中去 ， 目前 仍有很大的发展潜 力， 超导储 能技术 的 核心部分 为超导技术 ， 超 导储能技术在我国具有很好 的发展前景 。能够 使 电能在磁场 中进行存储的设备称作 Ｓ ＭＥ Ｓ 。它的工作原理为将交流 电 转化为直流 电， 然后将直 流电输送到螺线管线圈中完成对螺线管线 圈的 充电工作 。线 圈的主要制作材 料为超导材料， 且线圈主要 出在超导状态 下， 这就导致 能量 不会在线 圈中发生很大的流失 ， 在 必要的 时候可 以将 功率由磁 场放 出， 转化为交流功率， 并将之输送给 交流 电网。 超 导储能具备 以下的优点： ①拥有 很高的转化 效率 ， 其效 率甚至可 高达 ９ ７ ～ ９ ８ ％： ②响应速度快 ， 能迅速进 行充电和放 电； ③灵活性高 ， 可以 实现有功功率和 无功功率的调节， 还可 以实现有共和无功 的控制 。超导 储 能装置 既能够有效平衡 电网中的负荷， 同时还能在维持 电力系统稳定 和电网调峰等方面发挥积极作用。 Ｓ ＭＥ Ｓ的组成部分主要包括超 导线圈 、 换流 电路、 控制保护 电路和制 冷 设备 ， 其单桥 系统为纯感性 负载三 相整流逆变桥 ， 可 以通过对 开关器 件的导通状态实现对整流逆变桥的 良好控 制。
电气 试 验 中电力变压 器绕 组错 误接线分 析
钟 海 良
（ 湖 南省送变 电工程公司调试分公司 湖 南 长沙 ４ １ ０ （ ９ ０ ０ ） 摘 要： 变压器是一种传递 交流 电能的静 止电气设备， 它是利用一二次绕组数的不同， 通过电磁感应作用， 改变交流的 电压 ， 电流数 值， 但交流频率不变。变压器的核心 部位是绕组 ， 分析变 电气试验中电力变压器绕组错误接线分析对研究变压器功率损耗有很大帮助 。 关键词 ： 电气试验 ； 电力变压器 ； 绕 组错误接线 ； 分 析 中图分类号 ： Ｔ Ｍ ４ １ 文献标 识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ — ７ ３ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） １ ８ — ０ ０ ５ ８ — ０ ２
电力变压器线圈绕组导线换位技术
电力变压器线圈绕组导线换位技术发表时间：2018-05-16T16:39:50.210Z 来源：《基层建设》2018年第3期作者：黎先泽[导读] 摘要：近年来，电力变压器线圈绕组导线换位问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。
天威保变（合肥）变压器有限公司工艺部安徽合肥 230041摘要：近年来，电力变压器线圈绕组导线换位问题得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。
本文首先对相关内容做了概述，分析了研究变压器抗短路能力的必要性，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就绕组导线对变压器抗短路能力的影响展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。
关键词：电力变压器；线圈；绕组；导线；换位1前言作为一项实际要求较高的实践性工作，电力变压器线圈绕组导线换位的特殊性不言而喻。
该项课题的研究，将会更好地提升对线圈绕组导线换位技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项工作的最终整体效果。
2概述近年来，我国电网系统无论是从技术先进性上还是从规模上都较以往有了显著的提升，这一方面给社会生产和生活带来了巨大的便利，但同时也对电力系统的工作可靠性提出了更高的要求。
然而现实却是我国近年来电力事故频发，甚至还有增长的趋势，这从长远来看已经对电力系统的发展造成了阻碍。
通过对导致电力事故的因素进行综合分析后发现，变压器的抗短路能力不足已经成为了突出短板，急需采取措施加以改进。
现实中，导致变压器抗短路能力不足的因素有很多，既包括设计等内在因素，还包括运行管理维护等外在因素。
本文对变压器设计中，导线的选取对变压器抗短路能力的影响进行了一些探讨，希望对相关工作能够有所借鉴。
3研究变压器抗短路能力的必要性根据国家相关标准和行业规范要求，电力变压器必须具备一定的抗短路能力，具体而言，一是要通过设计计算来保证，二是要通过相关试验来加以验证。
然而现实却是，因为受到各种主、客观因素的影响，变压器厂商对其所生产的每台变压器都进行试验验证是很难实现的，所以在设计阶段对变压器的抗短路能力进行准确计算就显得尤为重要。
变压器绕组变形测试仪校准规范
变压器绕组变形的测试方法主要有低压脉冲分析法、频率响应分析法、阻抗分析法、水波分析法和超声波分析法五种方法，业内人士普遍认为频率响应法和短路阻抗法是测试变压绕组变形较为有效的方法。
频响法绕组变形测试仪是根据国家电力行业标准DL/T911－2004测量变压器的绕组变形的仪器，主要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变化程度，判断变压器可能发生的绕组变形。
阻抗法的应用原理是当变压器短路阻抗是当负载阻抗为零时，变压器内部的等效阻抗、短路阻抗的电抗分量，即短路电抗，就是绕组的漏电抗，漏电抗是由绕组的几何尺寸所决定的，对于一台变压器，当绕组变形、几何尺寸发生变化时，其短路电抗值也要变化。
变压器绕组变形测试仪校准规范如下：信号源：仪器自带一个通道信号输出作为扫频的激励信号;信号输出为标准正弦波，信号输出幅度可以软件调节，幅度±10V，信号输出阻抗为50Ω。
两个采集通道，一个采集激励信号，一个采集响应信号，用于计算传递函数。
激励通道测量为固定量程：±10V;响应通道有多档量程，在测量过程中自动调节量程，输入信号为±25V。
采集通道量化精度：12位。
采集通道静态误差：0.5%。
每通道存储容量：64K样点。
每通道采样率：20Msps。
采集通道输入阻抗：1MΩ。
扫频测量范围：10Hz-10MHz。
扫描方式：采用线形分布或对数分布的扫频测量方式。
扫描频率精度：信号源输出正弦信号的频率精度不大于0.01%。
扫频测量频点：固定模式或用户自定义。
符合国家电力行业标准：DL/T911-2004。
采用windows平台，兼容Window 2000/Window XP/Vista/Win7。
采用access数据库保存测试数据，对测试数据的管理简洁方便。
可以同时加载6条曲线，各条曲线相关参数自动计算，自动诊断绕组的变形情况，给出诊断的参考结论。
软件管理功能强大，充分考虑现场使用的需要，自动保存环境条件参数，以便作变压器绕组变形诊断时提供依据。
大型电力变压器频响法绕组变形状态感知技术_电力技术讲座课件PPT
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1.2 变压器绕组变形典型故障案例
2008年11月2日，220kVX变电站#2主变遭受10kV母线短路电流冲击，一次短路电流达30kA。 频响法绕组变形测试结果显示：低压侧C相绕组严重变形，A、B相绕组有轻度变形。分析故障 原因在于：主变在遭受近区短路后，绕组受到短路电流产生的电动力冲击发生了明显变形现象。
无线通讯
无线低功耗检测电路
Vs V1
V2
上位机
激励端
检测距离最小化
信号连线最短化
A
B
C
响应端
A
B
C
相相 相
绕绕 绕
组组 组
中性点
变压器
功能：目前频响法绕组变形检测均是采用有源供电、长距 离信号连线的方式开展测试。一方面，现场电源质量难以 满足高精度信号测量的要求；另一方面，长距离信号连线 的杂散效应显著降低信号测量精度。本装置基于无线低功 耗板载架构设计，能够与绕组测量端就近连接，避免现场 取电困难、信号长距离传输畸变等不利因素的影响，实现 绕组变形多测点的分布式无线检测，提高检测准确性。
时费力
✓ 频响信号注入和获取 ✓ 强激励信号技术 ✓ 高灵敏度耦合传感器技
术 ✓ 绕组状态评估算法
9
目 录
CONTENTS
01 现状分析 02 离线检测提升 03 在线监测探索
2.1 频响法离线检测现存问题
频率响应法是检测变压器绕组变形的有效方法，目前多是采用有源供电、长距离信号连线的方式 开展测试。测试现场取电困难、电源质量无法满足高精度测试要求的问题时有发生，长距离信号 连线叠加杂散参数降低数据准确度及一致性的问题亟待解决。
技术缺陷 1) 测量精度低，没有明确判据
变压器绕组变形故障分析及建议
重 ， 法继 续 运行 ； 的还 可 暂 时运 行 ， 其 绝 缘 已 无 有 但
损伤， 当再 次 遭受雷 电过 电压 或短 路事 故 时 ， 发生 会 损 坏事故 ¨ 某 供 电局 ＭＹ变 电站 １号变压 器 的绕组 Ｉ 。
变形 事故 就是 一起 比较 典型 的事故 案 例 。
１ 使用频 率响应 法进行事故 分析
广 西 电 力
Ｇ ＵＡＮＧＸＩ ＥＬＥＣＴＲＩ Ｃ Ｐ ０Ｗ ＿ ＥＲ
２１ ０ ０年 １ ２月
ＶＯ ３ ｌ３ Ｎ ｏ． ６
压器 的油色 谱试验 中发 现 乙炔 的含量 为 ０ ，而总烃 含量 为 １ ２ １ Ｉ ， 过 注意 值 （ ５ Ｉ ）Ｃ ８． 儿 超 ２ １０ 儿 ， Ｏ、
保 护快 速动作 切 除故 障 ， 对变 压器 绕组 的影 响不 大 ； 如 果 短路 电 流大 ， 电保 护动 作 时 间长 ， 至 拒 动 ， 继 甚 则 会对变 压器 绕组 造成 严重 影 响 ，甚 至会 造成 变压
器 损坏 。变压 器线 圈绕 组变 形后 ，有 的损 坏程 度严
１ ６０ｋ ｚ 为合 适１ ０ Ｈ 较 ２ １ 。图 １ 变压 器 绕组 变 形 的 是 频响 法在 现场 的接线 图 ，试验 仪器 采用 中 国电力 科 学研究 院生产 的 Ｔ Ｔ ６ 组变 形测 试仪 。 Ｄ一绕
Ｃ Ｏ 的含 量和上次试 验数 据相 比无 明显增 长 。
点 。对 比图见 图 ４ 。
￡ ｛
—
—
变 压器油在 电力变压 器 中主要起绝 缘和 冷却散 热的作用 ， 变压器 内部一旦 发生过 热和放 电故 障时 ， 变 压器油 和其它绝 缘材料就 会发生 化学分 解 ，产 生 特 定 的烃 类气 体 和 Ｈ 、 碳氧 化 物 等 ， 些 气体 的数 这
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扫频响应测试在国内主要应用目的是检测电力变压器的绕组故障。
随着国际上对扫频响应分析方法的进一步研究，测试结果分为低频段、中频段和高频段。
低频段主要反映了铁心及磁路的问题，中频段和高频段反应了变压器绕组及内部连接的故障。
铁心叠片短路
故障变压器为250MVA三相变压器，故障类型为铁心叠片短路，铁心叠片的短路减少了磁路的磁阻，增加了涡流损耗，使扫频响应曲线的低频段较正常产生较大的变化。
绝缘状态变化
故障变压器为400MVA三相自耦变压器，绝缘介质为空气绝缘油。
绝缘油的存在与否改变了电容的大小，从而使中高频段曲线在频率轴上整体偏移。
绕组匝间短路
故障变压器为63MVA三相变压器，故障类型为匝间短路。
匝间短路影响了变压器的磁路参数，因此只会在低频段得到反映，高频段与正常相基本相同。
短路匝很少的情况下，变比测试仪很难检测出短路故障。
这类故障最好的检测手段是扫频响应测试和励磁电流测试。
绕组严重损坏
故障变压器为30MVA三相变压器，故障类型为绕组由于过电流严重损坏。
B相绕组在过电流过程中损坏严重。
扫频响应曲线的低频段偏差能够反应匝间短路问题，高频段偏差反应了绕组对地电感和电容的变化。