变压器绕组变形测试技术及其应用讲义

电力变压器绕组变形及测试方法分析摘要：电力变压器绕组轴向或径向变形会对其平安稳定运行产生重大影响，严重时会导致恶性放电事故，因此对大型变压器绕组变形原因分析和测试是一个重要课题，文章通过对变压器绕组在机械力或电动力作用下可能发生轴向或径向尺寸变化的表现形式、产生原因及测试办法进行了阐述详细介绍了绕组变形的测试办法，对变压器的运输、安装、运行有借鉴意义。

关键词：电力变压器；绕组变形；测试办法1概述变压器在电力系统中起着至关重要的作用，它利用电磁感应原理，把输入的交流电电压升高或降低为同频率的交流电输出，当电压升高时，有利于电能传输，降低损耗，提高经济性；电压降低时，为用户提供方便可利用的电能，满足用户需求。

大型电力变压器一般为油浸式，主要由器身、油箱、冷却装置、爱护装置、出线装置组成，器身是核心部件，铁芯、绕组、绝缘结构、引线、分接开关集成在器身本体外壳内，外壳内充斥变压器油，起到散热和绝缘的作用。

电力变压器在运输、检修、运行过程中，遭受机械外力、电动力时，可能导致绕组发生变形，变压器绕组发生变形后继续运行属于带隐患运行状态，当发生线路过电压或短路电流冲击时，诱发放电故障，甚至发生短路现象，造成电网事故。

因此，在变压器交接试验和预防性试验时加强绕组变形测试十分必要。

2绕组变形原因分析及预防措施2.1绕组变形原因〔1〕变压器绕组受外力冲击。

新出厂的变压器在运输、就位、安装过程中，不可防止的要受到外力影响，示例，运输、就位时发生碰撞或较大幅度倾斜；安装时内部钻检或吊罩检查，工器具、机械的碰撞等，都将导致绕组发生损坏和变形现象。

〔2〕运行过程中受短路电流冲击。

短路电流冲击是导致变压器绕组变形的主要原因之一，特别是在近变压器本体短路，绕组经过的短路电流数值很大，使其遭受巨大的电动冲击力，由于电流的热效应，导致绕组温度迅速升高，导线的机械强度迅速下降，最终将导致变压器绕组发生变形。

〔3〕爱护系统存在死区或动作失灵。

变压器绕组变形测试系统的应用【摘要】绕组变形是变压器安全运行的一大隐患。

本文介绍了频率响应分析法测试变压器绕组变形的原理，总结了频率响应分析法现场应用中的注意事项，并提供频率响应法测试绕组变形的应用实例。

【关键词】变压器；绕组变形；频率响应分析法；应用变压器是电网中的主要核心设备，其安全状况对整个系统的安全运行具有举足轻重的地位，而从变压器事故的情况看，很多都伴随有绕组的变形现象，甚至是由于绕组变形引起的。

仅2000年，广东省内通过绕组变形测试就发现8台运行中的110kV变压器存在绕组变形，并及时对这些变压器进行了维修和加固改造，消除了事故隐患，取得了显著的效益。

因此，开展变压器绕组变形测试对变压器的安全运行有着重要的意义，也是我们开展变压器状态检修的必备条件。

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。

电力变压器绕组变形检测新技术的应用摘要：作为电力系统中的重要设备，变压器的安全运行对于电力系统而言具有非常重要的意义。

据统计，变压器绕组是变压器事故损坏的主要部位。

因此，有必要对变压器绕组变形进行测试，降低故障，减少事故的发生。

鉴于此，本文就电力变压器绕组变形检测新技术的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：电力系统；变压器；绕组变形；技术应用电力系统的电气设备中，电力变压器极为重要，电力变压器稳定运行决定着安全、可靠的供电。

目前，由于国内的电力行业发展迅猛，电网容量不断增加，对超高压和特高压电力系统的需求量逐渐提高。

由于建立了容量大、区域大的互联和西电东送等复杂系统，因此对我国电力系统的稳定、安全、可靠运行提出了更高的标准。

1.电力变压器的重要性电力变压器的正常运行，决定了整个电网运行工作的好坏，它是相关电力输送企业在发展过程当中非常重要的一项电气设备，电力变压器，不仅控制着我们生活中必要的用电设备，还在整个电网系统的安全问题，产生了巨大影响，所以相关的专业技术人员要对电力变压器有足够的重视。

在实际生产操作中电力变压器非常容易受到环境中一些细节问题的影响，实际运营中一些微小的参数的改变，都会对电力变压器的正常运行产生巨大影响，所以相关的专业技术人员一定要重视电力变压器的维护工作，对于出现问题的一些电力变压器，一定要用合理的操作来维修和维护其正常的运行，这样才能合理地保证日常人们生活的正常电力输送，才能保证我们生活中用电的最大安全。

2.绕组变形测试原理目前绕组变形测试方法主要有短路阻抗法、低压脉冲法和频率响应法，由于频率响应法具有抗干扰能力强、灵敏度高、测试准确的特性，所以目前绕组变形测试普遍采用频率响应法原理，本文主要讲述的就是频率响应分析法。

变压器绕组变形测试频率响应分析法，就是对变压器内部参数在不同的频率下经过量化处理描绘出变压器绕组的传递函数特性曲线。

简单来说，就是在末端给一频率，在首端接收，判定是否存在较大差异，差异大说明有变形现象，差异小说明一致性好。

变压器绕组变形测试技术及其应用摘要：变压器绕组变形是导致变压器发生损坏事故的主要原因之一。

因此，对受短路冲击后的变压器应进行绕组变形测试，以确保变压器的安全稳定运行。

关键词：变压器；绕组变形；测试技术；应用中图分类号：TM4文献标识码：A文章编号：引言：变压器是电力系统中最重要的设备之一，变压器在运输过程中遭受意外碰撞和冲击，在运行中承受故障状态下的冲击电流均会使变压器的绕组和机械结构受到机械应力的冲击，导致绕组一定程度的变形，运行中造成事故。

由于绕组变形对变压器和电力系统运行的严重危害性，而以往的试验方法又不能有效发现这类缺陷，只能通过吊检来验证，这不仅要花费大量的人力物力，而且对变压器本身也有一定的危害性;况且在现行的电力系统运行情况下，大型变压器的长时间停电也是很困难的。

因此能在现场不吊罩情况下快速测量绕组内部变形的频率响应法提出后，得到国内外有关部门的重视并积极开展这方面的研究工作。

1.变压器短路事故后的分析1.1按实际短路电流进行短路应力的计算变压器在制造完成后，其绕组无论在辐向还是轴向都存在一个临界力。

当电动力Fx (辐向)和Fy(轴向)超出其对应的临界力时，绕组就要失稳而发生变形。

当变压器发生出口短路后，从实际电流的大小，可初步判断短路产生的后果，但其准确性不大。

同时可以根据短路电流的大小，计算短路的机械应力和短路热力，看其是否超过临界值，通过计算可大致判断变压器绕组变形情况，但计算短路机械应力和短路热力时相当烦琐，困难很大。

1.2通过变压器解体，观察绕组和其他构件的变形形态变压器短路后，可通过吊罩的方式观察各部件的情况。

内绕组短路损坏后的变形，其典型形状是原来的圆形轮廓变成齿轮形的轮廓。

而且由于轴向磁场沿线圈高度的分布比较均匀，因此绕组的变形往往从上端一直延伸到下端。

外绕组的变形情况与内绕组类似。

内绕组在辐向磁场作用下，产生的轴向力，使一个绕组上窜，另一个绕组下压。

相应线圈的端部、压板、压钉和夹件都不同程度的变动。

变压器绕组变形试验详解哎呀，说到变压器绕组变形试验，这可是一个技术活儿啊！我记得上次在厂里做这个试验的时候，那场面真是热闹非凡。

那天，天气有点阴沉，车间里灯光昏黄，空气中弥漫着一股机油和金属的味道。

我和老张、小李三个人围着那台大变压器，手里拿着各种仪器，心里都有点紧张。

老张是个老电工，经验丰富，他一边检查仪器，一边跟我们说：“这变压器绕组变形试验啊，关键是要细心，不能有半点马虎。

一旦绕组变形了，变压器可就危险了，搞不好会出大事故。

”我点点头，心里暗暗给自己打气。

小李则在一旁忙着调整仪器，嘴里还不停地念叨着：“电压、电流、频率，一个都不能错，一个都不能错……”我们先把变压器的外壳打开，露出里面的绕组。

那绕组密密麻麻的，像一团乱麻，看得我眼花缭乱。

老张指着绕组说：“你们看，这绕组要是变形了，就会影响电流的正常流通，导致变压器发热，甚至烧毁。

”我仔细观察了一下，发现绕组的排列确实很整齐，没有明显的变形迹象。

老张点点头，说：“看来平时维护得不错，不过还是要做试验确认一下。

”接下来，我们开始进行试验。

首先是用电桥测量绕组的电阻值，这个步骤相对简单，我们很快就完成了。

然后是测量绕组的电感值，这个就比较复杂了，需要调整好频率和电压，确保测量结果的准确性。

小李一边调整仪器，一边嘟囔着：“这频率调到多少合适啊？50赫兹？还是60赫兹？”老张笑了笑，说：“别急，慢慢来，咱们先试试50赫兹，不行再调整。

”我站在一旁，心里有点紧张，生怕哪个步骤出错。

老张看出了我的心思，拍拍我的肩膀说：“别担心，咱们一步一步来，肯定没问题的。

”经过一番调整，我们终于测出了绕组的电感值。

老张看了看数据，满意地点点头：“不错，电感值正常，绕组没有变形。

”听到这话，我心里一块石头总算落了地。

小李也松了口气，笑着说：“看来咱们平时维护得不错，这变压器还能再用几年。

”试验结束后，我们把变压器重新装好，车间里又恢复了平静。

老张拍拍我的肩膀，说：“小伙子，干得不错，以后这种试验要多做，经验就是这么积累起来的。

浅谈变压器绕组变形测量方法1、引言变压器是电力工业中最重要、最昂贵的关键设备之一，随着电力系统朝着超高压、大电网、大容量、自动化方向发展，短路故障造成的变压器损坏事故呈上升趋势，严重威胁着系统的安全运行。

当变压器在运行中遭受短路故障电流冲击时，绕组都将受到强大的径向力和轴向力的共同作用。

变压器绕组初始故障的表现形式大多表现为绕组出现机械变形，发生鼓包、扭曲、移位等不可恢复的变形现象；其发展的典型形式是绝缘破坏，随后出现饼间击穿、匝间短路、主绝缘放电或完全击穿。

变压器绕组发生变形后，即使没有立即损坏，也有可能留下严重的故障隐患。

2、变压器绕组变形的定义由于绝缘垫块和夹件是受电动力作用的，其设计应符合运行状况下的要求。

当变压器遭受巨大短路电流冲击时，线圈必然产生很大的电动力，变压器线圈上的电动力，理论上可分为轴向力和径向力。

当径向电动力超过其屈服点时，结果可能导致线圈永久性变形，出现经常见到的梅花状和鼓包状绕组变形现象。

当轴向电动力过大时，结果可能使线段和线匝在竖直方向弯曲，压缩线段间垫块，并传到铁轭。

出现绕组弯曲，垫块松动脱落和压板、夹件损坏等现象，严重的发生铁轭变形。

变压器在运行中产生突发性短路时，变压器绕组初始故障大多表现为内绕组发生各种形式的变形，随后发展为绝缘破坏、匝间短路等。

而一般绕组发生变形时，只是绝缘距离发生改变，固体绝缘受伤，绕组机械性能下降等，并不一定立即出现损坏。

3、变压器绕组变形的检测方法1）离线主要方法（1）阻抗法此方法由苏联首先提出，是通过测量工频电压下变压器的短路阻抗或漏抗来反映绕组的变形和移位及匝间开路和短路等缺陷。

漏抗实质上是散步在变压器绕组与绕组之间、绕组内部及绕组与油箱之间的漏磁通形成的感应磁势的反映，由于一般大型变压器绕组电阻比漏抗小得多，因此阻抗可以反映漏抗的变化，并且测量绕组的阻抗比测量漏抗易于实现。

（2）低压脉冲法低压脉冲法相当于一个小的冲击截波，其峰值电压在70～500V之间，半峰值持续时间为1us，且波形有过零振荡，振荡峰值为标准脉冲值的1/4，频率响应曲线为负指数函数曲线，其灵敏度与脉冲陡度、幅值有关。

电力变压器绕组变形检测技术摘要：变压器绕组变形是由外部短路引起的，是变压器运行中的常见故障，严重威胁着系统的安全运行。

研究变压器绕组变形的原因、诊断方法及预防措施，对于减少变压器事故的发生具有重要的意义。

关键词：电力变压器；绕组变形；检测技术1变压器绕组变形检测的实际意义及检测方法1.1变压器绕组变形检测的实际意义变压器是电力系统中最重要的电气设备之一。

它的安全运行对保证电网安全具有重要意义。

如果大型电力变压器在系统运行中发生事故，可能导致大停电。

变压器的检修期一般要达到半年以上，不但花费大，而且影响面广。

所以，有必要对变压器的故障进行分析，提高故障检测的手段，降低故障率，以保证电网的安全运行。

目前进行变压器绕组变形检测深受国内外关注，已经成为变压器安全运行的重大研究课题，有些国家甚至把该项工作放在变压器预防性试验项目的首要位置，我国国家电力公司在国电发【2010】589号文《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中，也明确把绕组变形试验列入变压器出厂、交接和发生短路事故后的必试项目。

1.2变压器绕组变形的检测方法在新安装和故障后，一般需要检查绕组的变形情况。

目前，我国通常在出厂前进行检查，在现场安装检查后，对运行期进行常规检查和故障后综合检查等。

通过测量和分析相对特征量，可以判断绕组是否有变形、位移等异常现象。

变压器绕组变形后，常出现各种异常现象。

许多特征量，如电参数、物理尺寸、几何形状和温度，与普通的有很大的不同。

在此基础上，形成了各种绕组变形检测方法。

目前，各种绕组变形检测方法不能描述和判断一般缠绕的状态，有量化的绕组变形程度没有一般的指数，是根据其理论基础的测量，相关的经验以及最终的绕组变形程度和变形的判断标准来确定位置。

2变压器结构及绕组变形分析2.1电力变压器结构变压器的工作原理是电磁感应，其结构原理是在一个普通铁芯上覆盖两个或两个以上的绝缘绕组，它们之间存在磁耦合，但电之间没有直接的联系。

电力试验指导之变压器绕组变形试验1.1 变压器绕组变形试验试验目的以及范围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。

变压器发生绕组变形后，有的会立即损坏发生事故，更多的是仍能运行一段时间。

由于常规电气试验如电阻测量、变比测量及电容量测量等很难发现绕组的变形，这对电网的安全运行存在严重威胁。

变压器绕组变形测试技术是根据测得的变压器各绕组频率响应特性的一致性，结合设备结构，运行情况及其他试验项目进行全面的、历史的、综合的分析比较，以判断变压器的绕组变形程度。

一是由于绝缘距离发生变化或绝缘纸受到损伤，当遇到过电压时，绕组会发生饼间或匝间击穿，或者在长期工作电压的作用下，绝缘损伤逐渐扩大，最终导致变压器损坏。

二是绕组变形后，机械性能下降，再次遭受短路事故后，会承受不住巨大的冲击力的作用而发生损坏事故。

第31届国际大电网会议指出，变压器绕组变形是变压器发生损坏事故的重要原因之一。

因此，对承受过机械力及电动力作用的变压器进行绕组变形的试验和诊断是十分必要的。

试验仪器、设备介绍1．电力配电变压器铭牌信息如下：型号：S7-500/10 标准代号：GB6451.1-86额定容量：500KVA 产品代号：1EJ••710•1011•1额定电压：10000±5% / 400V 出厂序号：960320额定频率：50Hz 相数：三相联结组标号：Y，yn0 冷却方式：0NAN使用条件：户外使用阻抗电压：3.99%器身吊重：1019kg 绝缘油重：373kg 总重：1760kg 济南变压器厂1996.52．所需试验仪器介绍汇卓电力之变压器绕组变形测试仪、绕组测试仪专用测量线（红，黑各1根，采用横截面积大于4平方毫米及以上的多股外覆绝缘层的铜质软导线）、接地线3根、电源线220V 1根、自检线（3个短接线和1个连接器）、线箱1个、笔记本电脑一台。

1前言1.1研究变压器绕组变形检测的重要性变压器是电力系统屮的重要设备-K运行的稳定性对系统安全影响极大，它发生事故往往会给电力部门带來巨大的经济损失和不良的社会影响。

随着经济的不断发展，用电量越来越大，变压器的容量及运行负荷日益增大。

系统间的联系不断加强，系统短路容量也越来越大，系统短路电流对变床器的冲击越来越大，对绕组的危害也随之增大。

当变压器外部发生突发短路吋，变压器线圈很容易发生变形。

如果一台已经发生绕组变形的变压器继续运行下去，就有可能遇到过电床或短路冲击而发生故障，有的甚至在运行中自行烧毁。

第31届国际大电网会议指出：变压器绕组变形是变压器发生损坏事故的重要原因之一，变压器故障屮，因短路冲击导致变压器故障变形的约占30%。

根据统计，我国因外部短路事故烧毁的110kV变床器，占llOkV变压器事故的20%〜35%。

所以对于新安装的变压器或遭受短路冲击的变床器,判断其绕组是否发生变形、变形程度是否影响变压器的安全运行,是非常重要的。

1.2变压器绕组变形检测在国外的发展H前,卅界各国都在积极开展变压器绕组变形诊断工作，有些国家（如意大利）甚至把该项工作放在变压器预防性试验项H的首耍位置。

为了能及时发现绕组变形较严重但却仍在运行的电力变斥器，H前，国内外先后提出的用于检测变丿玉器绕组变形的方法主要有短路阻抗法、低用脉冲法和频率响应法等。

短路阻抗法最早由苏联提出，是通过测量工频电压下变床器绕组的短路阻抗或漏抗来反映绕组的变形和移位及匝间开路和短路等缺陷。

其原理是通过测量变压器绕组在50Hz下的阻抗或漏抗，由阻抗或漏抗值的变化来判断变床器绕组是否发生了危及运行的变形，如匝间短路、开路、线圈位移等。

国标和TEC标准都规定了额定电流下漏抗变化的限值，TEC议超过3%为异常，国标认为根据线圈结构的不同取2%〜4%。

美国ANST标准96年版已将短路阻抗测试作为预试项H 之一。

虽然可以检测出较严重的绕组变形，但是灵敏度较低，且需动用沉重的试验设备和大容量的试验电源，试验吋间较长，因此难以推广应用。