变压器作为电力系统的核心枢纽设备,其绕组的健康状况直接关系到电网运行的稳定性与安全性。绕组变形测试仪频响法,作为一种
高效、精准检测变压器绕组状态的手段,在电力运维领域得到广泛应用。以下为您详细介绍其试验方法。
一、试验前准备
(一)仪器设备检查
确保绕组变形测试仪性能良好,如武汉优利克电力生产的同类测试仪,需检查仪器外观有无破损,各连接端口是否正常。通电后,校
验仪器内部校准参数,保证测量精度在规定范围内,比如幅值精度误差应控制在 ±1dB 以内,相位精度误差在 ±5° 以内。同时,准
备好配套的测试电缆,检查电缆外皮有无破损、导体有无断裂,确保信号传输稳定。
(二)变压器状态确认
对待测变压器进行全面检查,确保其处于停电检修状态,且已完成充分的放电操作,避免残余电荷影响测试结果。详细记录变压器的
铭牌参数,包括额定电压、额定容量、绕组联结组别等,这些信息对于后续测试数据的分析至关重要。例如,不同联结组别的变压
器,其绕组频响特性存在差异,分析时需区别对待。
(三)测试环境评估
选择合适的测试环境,尽量避免在强电磁干扰环境下开展试验。一般要求测试现场的电磁干扰强度不超过 10V/m,可使用电磁干扰
测试仪进行检测。若现场存在大型电机、电焊机等干扰源,应暂停其运行或调整测试位置,防止干扰信号叠加到测试数据中,造成误
判。
二、试验操作流程
(一)接线步骤
设备的激励端和参考端为一组线,接到变压器的高压侧A相, 响应端接到中性点O相,夹子的另一端全部短接起来接到低压侧的a
相,并且接地。如需测B相,高压侧的夹子移到B相,低压侧的夹子移到b相接地。C相操作相同,移动夹子位置即可。
(二)参数设置
扫描频率范围:根据变压器的电压等级和容量设置合适的扫描频率范围。一般对于 10kV 及以下配电变压器,频率范围可设置为
1kHz - 1MHz;对于 35kV 及以上电力变压器,频率范围宜设置为 500Hz - 2MHz。例如,一台 110kV 的变压器,将频率下限设为
500Hz,能更好地捕捉绕组低频段的变形特征,上限设为 2MHz,可覆盖高频段可能出现的局部变形信息。
采样点数:合理设置采样点数,以保证测试数据的分辨率。通常采样点数不少于 1000 个,点数越多,频响曲线越平滑,细节特征越
清晰。如设置 1500 个采样点,能精确呈现绕组在不同频率下的响应特性。
测量方式选择:测试仪一般提供正扫和反扫两种测量方式。正扫是从低频到高频进行扫描,反扫则相反。为提高数据准确性,可采用
正扫和反扫相结合的方式,对比两次测量结果,若差异在允许范围内(如幅值偏差小于 2dB,相位偏差小于 10°),则取平均值作为
最终测试数据。
(三)测试过程
启动测试仪,开始扫描。在扫描过程中,密切观察测试仪的运行状态,确保无异常报警信息。若出现信号中断、数据跳变等情况,应
立即停止测试,检查接线是否松动、仪器是否故障。
对于三相变压器,需分别对 A 相、B 相、C 相进行测试。测试过程中,保持测试条件一致,包括接线方式、参数设置等,以便后续对
三相数据进行对比分析。例如,每次测试时,均使用同一根测试电缆连接对应相绕组,避免因电缆差异引入误差。
完成三相测试后,可对同一相绕组进行多次重复测试,一般重复 3 - 5 次。通过对比多次测试数据的重复性,判断测试结果的可靠
性。若重复性良好,各次测试曲线基本重合,说明测试过程稳定,数据可信。
三、试验结果分析
(一)频响曲线对比
三相绕组间对比:将三相绕组的频响曲线绘制在同一坐标系中,对比其形状和幅值。正常情况下,三相绕组的频响曲线应具有相似的
形状和幅值。若某一相曲线与其他两相存在明显差异,如幅值偏差超过 6dB,或曲线形状出现明显扭曲、平移等,可能表明该相绕组
存在变形。例如,某台变压器 A 相绕组频响曲线在 100kHz - 300kHz 频段内幅值明显低于 B、C 相,经解体检查发现 A 相绕组存在
部分匝间短路导致变形。
与历史数据对比:调取该变压器以往的频响测试数据,与本次测试结果进行对比。若曲线形状或幅值发生显著变化,即使三相之间差
异不明显,也可能预示着绕组状态发生改变。如某台运行多年的变压器,近期测试曲线在 500kHz 处出现新的谐振峰,与历史数据相
比差异明显,进一步检测发现绕组存在局部松动变形。
(二)特征参数分析
谐振频率偏移:计算频响曲线中各谐振峰的频率,并与标准值或历史数据对比。当谐振频率发生明显偏移(如超过 ±5%)时,可能
意味着绕组的电感、电容参数发生变化,是绕组变形的重要征兆。例如,某变压器绕组正常谐振频率为 250kHz,本次测试偏移至
230kHz,经分析是绕组变形导致电感增大所致。
频带宽度变化:分析频响曲线在特定频段内的带宽变化情况。绕组变形可能引起频带展宽或变窄,如在 100kHz - 500kHz 频段内,
正常带宽为 150kHz,若测试结果带宽变为 200kHz 或 100kHz,需警惕绕组变形问题。
相关性分析:采用数学方法计算本次测试曲线与标准曲线或历史曲线的相关性系数。一般相关性系数大于 0.85 时,认为绕组状态正
常;若小于 0.8,则可能存在绕组变形,需进一步排查。如某变压器测试曲线与历史曲线相关性系数仅为 0.7,经详细检查发现绕组
存在轴向位移变形。
通过严谨规范的试验前准备、准确无误的试验操作以及深入细致的结果分析,运用变压器绕组变形测试仪频响法,能够高效、精准地
检测变压器绕组的健康状况,及时发现潜在的绕组变形故障,为电力系统的安全稳定运行提供有力保障。