频响法绕组变形测试(1)

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。

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。

尊敬的用户：感谢您购买本公司GDRB-B电力变压器绕组变形测试仪（频响法）。

在您初次使用该产品前，请您详细地阅读本使用说明书，将可帮助您熟练地使用本仪器。

我们的宗旨是不断地改进和完善公司的产品，如果您有不清楚之处，请与公司售后服务部联络，我们会尽快给您答复。

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、变压器的测量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、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、变压器铁芯必须与外壳可靠接地。

7、应保证测量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、测量线正确使用：放线时应展开不要卷曲、收线时应平直绕成环形存放，测量夹子在测量结束时应与测量线脱开，避免在变压器上挂住，有损测量线。

9、测试使用过程中，不得打开与测试无关的其他软件。

10、测试仪不具有防水功能，不得在雨天露天使用。

11、测试仪及测试配件不用时放入包装箱，包装箱平时至于平放状态。

12、图片仅供参考，请以实物为准。

本手册内容如有更改，恕不通告。

没有国电西高的书面许可，本手册任何部分都不许以任何（电子的或机械的）形式、方法或以任何目的而进行传播。

目录一、仪器概述 (4)二、主要技术特点 (5)三、主要技术参数 (7)四、使用特点 (8)五、仪器使用方法 (9)六、三相Yn形测量接线 (12)七、三相Y形测量接线 (14)八、三相△形测量接线 (16)九、单相X、Y、Z测量接线 (18)十、PC测试软件的安装 (20)十一、PC测试软件的使用界面 (23)十二、PC测试软件使用流程 (29)十三、无线WIFI使用（选配件） (34)十四、无线蓝牙驱动安装（选配件） (38)十五、无线蓝牙测试软件使用（可选） (40)十六、试验程序及注意事项 (41)十七、生命周期 (42)GDRB-B电力变压器绕组变形测试仪（频响法）一、仪器概述变压器绕组变形测试仪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。

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%；。

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。

变压器绕组变形测试报告变压器名称：1号变压器
测试依据：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》
变压器型号：SFZ9-160000/110 制造厂家：成都双星变压器有限公司
出厂序号：出厂日期：
图 1号变压器高压绕组频率响应特征曲线
1、HOHA01：环境温度25℃、高压绕组OA相第1分接、预防性试验、2012-04-12 15:09测量
2、HOHB01：环境温度25℃、高压绕组OB相第1分接、预防性试验、2012-04-12 15:12测量
3、HOHC01：环境温度25℃、高压绕组OC相第1分接、预防性试验、2012-04-12 15:17测量
表 1#主变高压绕组相关系数分析结果
相关参数
低频段
（1-100kHz）
中频段
（100-600kHz）
高频段
（600-1000kHz）
全频段
（1-1000kHz）
R21 0.958 2.098 1.491 1.751 R31 1.128 2.350 1.915 1.992 R32 1.470 2.691 1.615 2.184
测试人员：
试验结论：
报告审核：
报告批准：
打印日期：。

电力变压器绕组变形检测技术（1）
变压器是一个复杂的电阻、电容和电感组成的非线性的分布参数网络，当向某一个线端施加不同频率的电压时，在每个频率下其他线端得到的响应是不相同的。

即使电路是线性的，不同频率下Xl、Xc的变化也有不同响应。

如果在变压器正常时，录制了某些线端的频响曲线，而在发生出口短路后重新录制相应线端的频响曲线，比较这两次曲线的重合程度，就可以知道绕组的变形情况。

因为绕组的变形必然导致分布参数的变化，从而使频响曲线也改变。

绕组变形时，频响特性曲线的变化可以用相关系数来表征。

一台新的无损伤的变压器有一个频响特性，当绕组变形后，频响曲线上各点就可能偏离原来的坐标，于是出现了新的一条频响曲线。

比较两条频谱曲线的相关性就可以分析评估绕组的整体变形状况。

NDBX-III变压器绕组变形测试仪（频响法+阻抗法）武汉诺顿电气有限公司产品简介：变压器绕组变形测试仪具有频率响应法和低电压短路阻抗法两种测试方法，用两种不同的方法对电力变压器绕组进行测量，全面反映变压器的绕组特性，更加准确地分析、诊断绕组变形情况。

频响法和阻抗法两种设备完美合成，节省测试时间，提高工作效率。

产品特征：☆、频响法采用扫频法对变压器绕组特性进行测量，不对变压器吊罩、拆装的情况下，通过检测各绕组的幅频响应特性，对6kV及以上变压器，准确测量绕组的扭曲、鼓包或移位等变形情况。

☆、频响法与阻抗法均为三相自动测试，大大缩短测试时间。

测量速度快，对单个绕组测量时间1-2分钟以内。

☆、频响法频率精度非常高，频率精度高于0.001%。

☆、频响法采用数字化频率合成，频率稳定性更高。

☆、频响法采用5000V电压隔离、充分保护测试电脑安全。

☆、频响法可同时加载9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。

☆、频响法采用分析软件功能强大，软件、硬件指标满足DL/T911-2016标准。

☆、短路阻抗法为三相自动测试。

不用外接调压源，采用市电AC220V低压电源，便可自动对变压器的AB、BC、CA高压绕组施加电压，同步采集数据，自动计算出阻抗误差百分比，测试结果非常直观。

☆、短路阻抗法适用于任意大小容量的变压器的阻抗测试。

☆、短路阻抗法测试过程中显示测试电流、测试电压的波形图谱，方便实时监测测试情况。

☆、短路阻抗法具有测量电感的功能。

☆、短路阻抗法具有测量变压器零序阻抗的功能。

☆、采用windows平台，兼容Window 2000/WindowXP/Windows7/windows8。

☆、采用数据库保存测试数据，对测试数据的管理简洁方便。

☆、软件管理功能强大，充分考虑现场使用的需要，测量数据自动存盘、自动导出生成Word版测试报告（需安装相应的Office软件）或JPG图片报告，方便用户出测试报告。

基于频率响应法的变压器绕组变形试验分析作者：冀亚峰刘忠斌李洪霞来源：《电子技术与软件工程》2015年第06期摘要本文从基于电力的变压器在绕组形变过程后产生的相应层次结构的不同出发，对其试验结果数据进行分析。

【关键词】基于电力的变压器绕组强度控制试验频率响应1 前言绕组变形可以分为两类，纵向和横向。

有整体的位移，部分下陷，甚至是部分突起鼓出，略微扭曲，以及匝间短路等形式。

为了防止这些状态异常无法稳定的变压器造成不必要的损失，在保证不使变压器发生解体的情况下，对其绕组变形进行检测是非常重要的。

不同的试验数据表明，频率响应法对绕组变形较为灵敏，测试较为准确，波形的重复性和稳定性强，能够非常可靠的评估绕组变形。

2 频率响应分析法通过频率响应法进行分析检测，基本手段就是将扫频信号输入后，通过检测另一端的输出响应信号的振幅，相位等相应的频率函数，绘制相关曲线。

由于一定的变压器的层次结构会决定特定的频率特性，因此可以通过对统一绕组变形不同方向的变化程度的分析，判断发生绕组变形的严重程度。

2.1 基本模型假定激励源Us的频率为f，控制变量，将其数值从低加高；观察并记录另一端的响应电压U2和激励端电压U1信号的幅度峰值比例，得到幅度和频率的特征数据。

图1为模型的原理图。

为方便计算，将记录下来的电压的幅度峰值用对数形式进行表示。

可以得到函数H（f）=20log[U2（f）/ U1（2f）]。

2.2 试验步骤在这个绕组变形试验的步骤基本如下：（1）对即将进行测量的变压器的输入端和响应端进行确定，并将该变压器绕组的开关调整至最大的分接位置处。

（2）对于用于输入和用于检测的电缆的接地屏蔽线，需要连接到被测量的变压器的外壳旁，同时要保证该线的长度和无环无缠绕；对于变压器的外壳而言，接触电阻要小于等于1Ω。

（3）对用于输入和用于检测的电缆，要使用线夹将其分别与选中的输入端和响应端的套管端头相连接。

（4）同时使用电缆，对仪器的相应端子进行连接。

变压器绕组变形测试仪频响法和阻抗法HZBX-H变压器绕组变形测试仪根据对变压器内部绕组特征参数的测量，该变压器绕组变形测试仪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。

其中进口变压器绕组变形测试仪是测量和判断变压器故障的主要手段，变压器绕组变形测试仪的原理主要有变压器绕组变形测试仪低电压短路阻抗法和变压器绕组变形测试仪频率响应法。

我们先来介绍一下变压器绕组变形测试仪频率响应法原理频率响应法就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采集绕组两端的端口特性参数，如输人、输出阻抗和电压、电流传输比的频率响应曲线等，通过分析端口参数的频率图谱特性，来判断绕组的结构特征，如果绕组发生变形，就会使分布电容和电感发生变化，反映到端口参数的频率图谱也会发生变化，对于同类型的变压器绕组，由于绕组结构的类似性，其测得的频率响应曲线必然有可比性，所以变压器绕组变形测试仪频率响法是通过故障前后录取频率的响应曲线来判断变压器绕组变形程度，结合这一特征和原理，武汉汇卓电力研制了HZBX-H 变压器绕组变形测试仪。

电力变压器绕组变形测试仪有线性扫描和分段扫描，兼肉国内两种技术。

然后是绕组变形测试仪低电压短路阻抗法测试原理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，如果运行中的变压器受到了短路电流的冲击，为了检查其绕组是否变形，可将短路前后的短路电抗值加以比较，如果变化较大，则可认为绕组有显著变形。

频响法绕组变形测试（1）
绕组频率响应测试法:
采用正弦信号扫频的方法，从某个绕组的一端对地注入扫频信号，在绕组的另一端测量传递过来的信号，计算传递函数。

通常将该传递函数的幅值随频率的变化关系称为幅频响应，其相位随频率的变化关系称为相频响应，统称为该绕组的频率响应。

通过比较同一绕组不同时期，同一变压器同一电压等级绕组不同相间，同类变压器同类绕组的频率响应，判断被试绕组是否有变形情况。

频响法变形测试接线原则:
非测试绕组可悬空或一点接地。

对于同一被测试对象，其方式前后次测量方式应最大程度的保持变压器状态的一致性。

频响法变压器绕组变形测试结果分析:
纵向比较法是对同一台变压器、同一绕组、同一分接开关位置、不同时期的幅频响应特性进行比较，根据其变化判
断变压器绕组的变形。

横向比较法是对变压器同一电压等级的三相绕组幅频响应特性进行比较，如果相似性较好，则说明绕组未发生变形，如相似性较差，则要与同厂家的同型号变压器进行比较，以避免有些变压器三相绕组结构本身可能有些差异使得曲线相似性较差，导致误判。