变压器内部绕组参数测试仪（电科院）

中试控股技术研究院鲁工为您讲解：变压器内部绕组参数测试仪（电科院）

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪

双通道16位AD采样,8寸彩色触摸屏，亮度可调,USB2.0接口,支持数据上传和联机测试

先进的DDS扫频技术

参考标准：DL/T 911-2016

变压器绕组变形测试仪：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；

中试控股始于1986年 ▪ 30多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商

当变压器遭受短路电流冲击或其他冲击后，变形有以下几种：

①绕组整体变形，是由于运输过程中，受到冲击、倾斜、振动等外力影响，造成绕组位移。这种变形绕组尺寸不变，只是对铁芯的相对位移变化。绕组的电感量、饼间电容量不变，对地电容量变化。一般电容量减小。

在等值电路中，谐振峰点向高频方向平移。所以，这种变形后所测频谱图中，和以前比较，各谐振点都仍然存在，不发生变化，只是峰值均向高频方向平移(向右)。

②中试控股详细讲解饼间局部变形，在短路电磁力作用下使部分固定不牢线饼被挤压，另外一些线饼拉长，这样饼间电容被改变。这种变形的后果使等值电路图中一些电感变大，一些变小；

与电感并联的饼间电容也随之改变。测量频谱图时，部分谐振峰点向高频方向移动，而且峰值下降；部分谐振点向低频方向移动，峰点升高。通过谐振峰值变化情况，判断饼间变形面积和变形程度。

③匝间短路，从理论上讲绕组发生匝间短路后，电感值下降，频谱曲线发生明显变化，幅值上升，一些谐振点峰值消失。

但理论是这样的，实际上难以捕捉到这种情况。一旦运行中发生匝间短路，线匝将被烧断，重瓦斯跳闸，压力释放阀动作，这时变压器油色谱分析也会不合格，变压器将吊罩检查的。

④引线位移变形，由于引线长度较大，固定不牢时，运行中产生位移变形。当引线位移时，等值电路中表现为两端口电容变化。

当信号入口端引线位移但引线电容与其他电路并联之，所以它的变化不会对频谱曲线有明显变化；而输出端引线位移，引线电容变化后对频响曲线有明显变化，尤其是曲线中300kHz～1MHz范围内。所以，在实际测试中，采用中性点注入信号源，以防上述的影响。

如果引线对地电容减小，频段内幅值上升，反之，则下降；引线对地电容变大，预示着引线向外壳方向移动，引线对地电容变小，则表示引线向绕组方向移动。

⑤中试控股详细讲解绕组辐向变形，当绕组受辐向力作用时，使内绕组向内收缩，直径变小，电感量变小。这时内外绕组间距离变大，其电容变小，将使频谱图中的谐振峰点向高频方向移动，且幅值有所增大。

⑥绕组轴向扭曲变形，当变压器绕组间隙较大或有部分撑条移位，在电磁力作用下，使绕组在轴向被扭曲为S状。这时部分饼问电容和对地电容减小。测量的频谱图上，有部分谐振峰向高频方向移动，在低频段谐振峰幅值下降，中频段峰值略有上升，高频段不变。

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪技术指标

1. 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

2. 测量范围：(-100dB） - （+20dB）

3. 测量精度：0.1dB；

4. 扫描频率精度：0.01%；

5. 信号输入阻抗：1MΩ；

6. 信号输出阻抗：50Ω；

7. 同相测试重复率：99.9%

使用绕组变形测试仪在使用过程中的注意事项。

（1）使用前，请先检查测试仪的外观，检查电源开关位置是否在“关”的位置、各接线端子是否正常；

（2） 测试仪的“接地”没有连接正确前，请不要开始绕组变形测试；

（3） 试验前应将被试变压器线端充分放电；

（4）中试控股详细讲解绕组变形测试应在解开变压器所有引线(包括架空线、封闭母线和电缆)的前提下进行，并使这些引线尽可能的远离变压器套管(周围接地体和金属悬浮物需离开变压器套20cm以上)，尤其是与封闭母线连接的变压器

（5）测试时必须正确记录分接开关的位置。应尽可能将被试变压器的分接开关放置在第1分接，特别对有载调压变压器，以获取较全面的绕组信息。对于无载调压变压器，应保证每次测量在同一分接位置，便于比较

（6）变压器铁心必须与外壳可靠接地。测试仪外壳、测量阻抗外壳必须与变压器外壳可靠接地；

（7）应保证测量阻抗的接线钳与套管线夹紧密接触。如果套管线夹上有导电膏或锈迹，必须使用砂布或干燥的棉布擦拭干净；

（8）测试仪使用完毕后应放置在干净、温度较低的位置，避免强烈振动，并防止脏污的灰尘进入测试仪内部。

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪采用先进的DDS扫频技术;

ZSBR-8500变压器绕组变形测试仪采用双电源供电:市电AC220V士10%，内电源6V5AH蓄电池;

1.变压器绕组变形的原因及危害变压器在运行中不可避免地要遭受各种短路故障电流的冲击，特别是出口短路和近区短路对变压器的危害最大，变压器绕组将承受巨大的、不均匀的轴向和径向电动应力作用。当绕组内部机械结构存在薄弱环节，必然会产生绕组变形现象。包括轴向、径向尺寸变化，器身位移，匝间短路及绕组扭曲、鼓包等。变压器绕组变形后继续运行可有发生下列情况：

（1）变压器立即损坏。我局曾有一台110kv变压器在遭受近区短路，重合成功后，二十多秒后瓦斯动作，事后检查绕组变形，返厂重绕；

（2）由于绕组变形，引起变压器的绝缘材料损伤或者绝缘距离发生改变，导致绝缘强度下降，在长期正常电压或过电压作用下，最终可能导致绝缘击穿，此类情况可以用电气试验和油试验等常规的方法检出其绝缘缺陷；

（3）绕组变形后，绝缘状况没有损坏，但线圈的机械强度下降，当再次遭受短路故障时，将承受不住巨大的电动力而发生损坏，此类情况由于绝缘没有损坏，常规电气试验及油试反映不出问题，只能通过绕组变形测试的手段才能得出正确的结论。同时，这种情况也比较常见，因为许多的变压器并不会只遭受一次短路就损坏，而运行中的变压器可能已经遭受多次短路冲击，机械强度已下降，甚至有轻微变形，但由于常规试验无法检出其内部的变形故障，在大修吊检之前是无法判断其状态的，是严重的事故隐患。

因此，积极开展变压器绕组变形测试工作，及时发现和处理有问题的变压器，有针对性地进行吊检，即可节省大量的人力，物力，对防止变压器事故的发生也有极其重要的作用。

2.变压器绕组变形测试方法

变压器绕组发生局部的机械变形后，其内部的电感、电容等分布参数必然发生变化，特别是电感值。以往多使用的是集中参数检测法，如常规的测验变比，直流电阻等来诊断变压器绕组是否发生变形，因其灵敏度较低，显得困难；另一种方法是短路阻抗来判断，但也是中绕组变形非常严重时才能发现。同时这种试验需要庞大的试验设备及试验电源容量，在现场很难满足开展该项试验的条件。目前，我局使用TDT-4型绕组变形测试系统采用的是频率响应分析（FRA）的原理。该方法建立在对变压器绕组分布参数网络分析的基础上，变压器绕组可以被看作是电阻、电感、电容构成的无源线性双端口网络，根据电工学原理，其网络特性可以用传递函数H（jw）或n（f）来概述。如图1所示。

根据电工学理论，如果绕组发生机械变，即发生了轴向、径向尺寸，势必会改变网络上的L、K、C等分布参数，随着网络参数的改变，从而导致其频率响应特性。因此我们比较不同时期该变压器的频率响应特性是否一致，就可以判断变压器是否发生了变形及变形程度的大小。

3.TDT型变压器绕组变形测试系统及其分析方法

该测试系统是采用频响法诊断变压器绕组变形的。其原理显通过计算机管理和控制，由扫频电压发生器依次输出不同频率的正强波电压信号Vs（f）到变压器骁组的一个端子上，然后通过双通道检测单元纪录绕组两端上的电压信号Vi（f）和Vo（f），并作相应的数字化处理，得到其在不同扫描频率下的幅值和相位，然后根据下式求得被测试绕组的幅频响应特性或相频响应特性，再由计算机作输出处理（如图2所示）。

幅频响应特性：

H（f）=20lg（Avo（f）/Avi（f））

相频响应特性：

φ（f）=φvo（f）-φVi（f）