变压器绕组变形试验问题

电力变压器绕组变形的测试方法及比照分析十九冶电装分公司任兆兴内容摘要：本文从变压器绕组变形的测试原理、测试接线方法、变形的判断方法、现场检测要点等几个方面，分别介绍了低压电抗法和频率响应法在变压器绕组变形现场测试中的应用方法，并比照分析了低压电抗法和频率响应法之间的优点与缺乏。

关键词:变压器绕组变形、低压电抗法、频率响应法、现场检测要点、比照分析。

一、前言：电力变压器是电力系统中最重要的设备之一，直接关系着电网的平安运行。

据国家电网公司不完全统计，变压器绕组变形引起的事故占变压器事故的1/4以上。

因此，目前世界各国都在积极开展电力变压器绕组变形诊断测试，国家电网公司在?防止电力生产重大事故的二十五项重点要求?中，已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工程。

变压器绕组变形是指电力变压器绕组在机械力或电动力作用下发生的轴向或径向尺寸变化，通常表现为绕组局部扭曲、鼓包或移位等特征。

变压器在遭受短路电流冲击或在运输过程中遭受冲撞时，均有可能发生绕组变形现象[1]。

变压器绕组发生变形后，其内部的电感、电容分布参数必然发生相对变化。

用常规方法(如测量变比、直阻和电容)判断变压器绕组是否发生变形是很困难的，一般只能通过变压器吊罩检查来验证，但吊罩检查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。

因此能在现场不吊罩检查情况下快速判断变压器绕组有无变形的试验方法和仪器出现后，很快便得到了广泛的运用。

二、变压器绕组变形测试方法介绍：1、短路阻抗法：变压器绕组变形测试最早使用的方法是由前苏联提出的短路阻抗法。

其原理是通过测量变压器绕组在50Hz工频电压下变压器绕组的短路阻抗或漏抗，由阻抗或漏抗值的变化来判断变压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。

短路阻抗法主要用测量变压器绕组的短路阻抗等集中参数的变化来判断绕组是否发生变形。

但对变形不是特别严重的绕组或者缺陷仅在绕组的个别部位，集中参数的变化将不明显，使用一般检测短路阻抗的方法，很难获得必要的检测灵敏度，所以测量效果不是很好。

变压器绕组变形测试原理
变压器绕组变形测试是一种用来检测变压器绕组变形的方法，其原理可以概括如下：
1. 绕组变形：由于变压器绕组的制造、运输、安装等因素，可能会导致绕组的变形，如绕组的弯曲、错位等。

这些变形会导致绕组的电气参数发生变化，影响变压器的性能。

2. 能量传递：在变压器中，能量通过绕组从一侧传递到另一侧，当绕组变形时，能量的传递受到影响。

因此，通过测试绕组的变形程度，可以间接地评估变压器的性能。

3. 变压器绕组变形测试：绕组变形测试主要通过测量变压器绕组的电气参数变化来检测绕组的变形程度。

常用的测试方法包括：
- 绝缘电阻测试：测量不同位置间的绕组绝缘电阻，分析绕
组的变形情况。

- 变比测试：测量变压器绕组的变比，变形会导致变比的变化。

- 绕组电阻测试：测量绕组的直流电阻，变形可能导致绕组
电阻的变化。

- 短路阻抗测试：通过施加短路电压，测量绕组的短路阻抗，变形会影响短路阻抗的数值。

4. 数据分析：通过对测试数据进行分析和比较，可以确定绕组的变形情况。

如果变形超过了允许的范围，可能需要进行修复或更换绕组。

需要注意的是，变压器绕组变形测试通常需要专业的测试设备和技术人员进行操作。

一起变压器绕组变形故障的分析与判断变压器绕组变形故障是变压器在运行过程中常见的故障之一，一旦发生此类故障，不仅会影响变压器的正常运行，还可能造成严重的安全隐患。

因此，及时检测变压器绕组的变形故障并做出判断是非常重要的。

本文将结合理论知识对变压器绕组变形故障进行分析与判断，以期为相关人员提供参考。

一、变压器绕组变形原因分析1.运行过程中受外力影响：变压器在运行过程中受到外部振动或碰撞等外力影响，可能导致绕组变形。

2.设计缺陷或制造缺陷：在变压器的设计、制造过程中出现缺陷，造成绕组结构不稳定或受力不均匀，从而引发绕组变形故障。

3.绕组绝缘老化：长时间运行后，变压器绕组绝缘老化，失去原有的弹性和韧性，容易发生变形。

4.运行时电流过载：长期运行时，绕组承受过大的电流负荷，可能导致绕组变形。

5.温度变化引起的热胀冷缩：变压器温度的周期性变化会引起绕组的热胀冷缩，长期作用下可能导致绕组变形。

二、变压器绕组变形故障的判断方法1.视觉检查法：通过目视检查变压器绕组的外观形态，观察是否存在变形、裂缝、变色等现象，一般能初步判断是否发生绕组变形故障。

2.绕组外观尺寸测量法：通过测量绕组外观尺寸的变化情况，分析和判断绕组是否发生了变形。

3.热像仪检测法：利用热像仪检测变压器绕组的温度分布情况，对比不同位置的温度差异，可以判断绕组是否发生了变形。

4.声波检测法：利用声波检测设备检测变压器绕组发出的声波信号，分析声波频率和振幅的变化，判断绕组是否存在变形故障。

5.阻抗变化监测法：通过监测变压器绕组的电阻、电感和电容等参数变化情况，分析变压器绕组的状态，判断是否存在变形故障。

三、变压器绕组变形故障的处理方法1.及时停机检修：一旦发现变压器绕组存在变形故障，应立即停机检修，找出故障原因并及时处理，避免故障进一步恶化。

2.绕组加固处理：对于轻微的绕组变形故障，可以采取绕组加固处理的方式，以增强绕组的结构稳定性，防止绕组进一步变形。

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。

变压器绕组变形的分析判断和处置发布时间：2022-10-26T03:39:20.002Z 来源：《科学与技术》2022年第6月第12期作者：孙文轩[导读] 发电厂中的主变压器孙文轩安徽龙源风力发电有限公司摘要：发电厂中的主变压器、高压厂用变压器和启备变压器作为输电或配电系统电源变压器，为电网或发电厂厂用电提供电源。

输电网和厂用配电网系统庞大、设备众多，故障发生的频次较高；每一次发生故障，流过变压器的故障电流都会对变压器绕组产生热和力两方面的影响，极有可能造成绕组股线焊点开焊、线包局部或整体变形、铁芯受损等后果；线包的局部或整体变形，会进一步诱发变压器匝间、相间或高低压绕组之间的短路故障，严重威胁变压器的安全运行。

为防止大型变压器因近端短路后绕组变形诱发变压器事故，国家能源局编制的《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中，对变压器近区突发短路后的检查要求做了规定。

关键词：变压器绕组变形；分析判断；处置引言电力变压器是电网的主要电力设备之一，承担着重要的改造任务，其安全可靠的运行状况直接影响到整个电网的电力供应。

鉴于当今世界形势日益复杂，我国国民经济迅速健康发展，现代社会对电力供应的安全和可靠的要求越来越高，作为主要工业的电力安全比以往任何时候都更加重要。

此外，人们对电力的需求日益增加，电力变压器也逐渐转向更高的电压和功率。

1变压器设备工作原理随着我国经济的迅速增长和电力需求的增加，国家电网继续提高发电机的负荷能力和电网规模，同时确保在电网自动化管理方面进行有效的战略部署。

在自动化电网管理过程中，对设备故障的维护和维修提出了更严格的要求。

在电网系统中，某些设备故障可能造成大规模停电的危险，从而对工业生产和社会发展产生不利影响。

为了及时检测变压器故障的危险，提高变压器设备运行的安全性和稳定性，避免故障引起的停电危险，有必要对大型变压器设备绕组变形故障诊断进行深入研究。

电力工业中使用的主要变压器是转换交流电源、替代电路和特性阻抗的电气设备。

变压器绕组变形测试分析摘要：变压器是电力输送过程中重要的输变电设备，其工作状态对整个电力输送有着很大的影响。

在变压器工作中，变压器绕组的变形问题是电力部门最为关注的重点，而相应的测试方法也有很多。

鉴于此，本文主要分析了变压器绕组变形的现场测试原理和方法，探讨了测试过程中应该注意的问题，期望对提高变压器绕组变形测试的准确性有所帮助。

关键词：变压器；绕组变形；测试分析1绕组变形试验目的变压器绕组一般是铜或铝导线，在受到机械力或电动力等较大应力作用时，绕组的尺寸和形状会发生变化。

具体而言，一是变压器在出厂运输或安装过程中受到碰撞冲击会产生断股、移位、扭曲现象；二是变压器在运行中受到短路电流热和电动力的作用时，短时间内会发生绕组变形，严重时可能导致相间短路、烧毁。

变压器绕组变形后一般都能继续投运，但对变压器和电力系统运行都有危害，带病运行对电网也是一种安全隐患。

由于变压器是全封闭的电气设备，从外观上很难看出内部的变形情况，在现场不吊芯检查的情况下，只能通过外部试验来快速了解绕组变形状态。

因此我们必须对变压器绕组变形进行检测，判断变形的严重程度，并根据诊断结果制定相应的防范措施，从而降低故障率，保证电网安全运行。

因此，变压器绕组变形测试意义十分重大。

2变压器绕组变形测试方法2.1频率响应法频率超过1kHz时，变压器每个绕组可看成一个由电容、电感等分布参数构成的无源线性双端网络。

该网络的结构特性由传递函数H(jω)决定，H(jω)随ω变化的曲线就是频率响应特性曲线，是对变压器特性的描述。

如果绕组变形，必定引起分布电感、电容等参数变化，导致传递函数H(jω)的零点和极点发生变化，从而改变网络的频率响应特性，频率响应特性曲线就发生改变，进行横、纵向比较就能判断绕组变形情况。

由于传递函数H(jω)对电感、电容变化反应灵敏，因此，频率响应法不但能灵敏的反应宏观上的绕组扭曲、拉伸、鼓包、崩塌、移位等宏观上的变形问题，还能就匝间短路、断股、分接开关接触不当、铁心接地故障、引线连接不当或移位等细小的局部性问题灵敏反应，因此，频率响应法是目前主要的测试方法。

变压器绕组变形问题通常变压器在遭受短路故障电流冲击后，绕组将发生局部变形，即使没有立即损坏，也有可能留下严重的故障隐患。

例如：首先，绝缘距离将发生改变，固体绝缘受到损伤后将导致局部放电发生。

当遇到雷电过电压作用时便有可能发生匝间、饼间击穿，导致突发性绝缘事故，甚至在正常运行电压下，因局部放电的长期作用也可能引发绝缘击穿事故。

其次，绕组机械性能下降，当再次遭受短路事故时，将承受不住巨大的电动力作用而发生损坏事故。

因此，积极开展变压器绕组变形工作，及时发现哪些有问题的变压器，并有计划地进行吊罩验证和检修，不但可节省大量的人力、物力，对防止变压器事故的发生也有极其重要的作用。

目前，世界各国都在积极开展变压器绕组变形诊断工作，有些国家甚至把该项工作作为变压器预防性试验项目中的首要工作。

下面简要介绍变压器绕组变形的检测方法。

变压器绕组变形检测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会发生相对变化。

较早使用的绕组变形诊断方法是集中参数检测法，它是通过测量绕组的短路阻抗等集中参数的变化来判断变压器是否发生变形。

多年来的使用经验表明，该方法对测试条件要求较高，在现场往往难以获得必要的检测灵敏度，有时仅对那些绕组变形严重的变压器有效。

近年来，国内外大量的研究成果表明，利用网络分析技术，通过测量变压器各个绕组的传递函数H（jω），并对测试结果进行纵向或横向（三相之间）比较，可以灵敏而有效地诊断出绕组的扭曲、鼓包、移位等变形现象。

因为当频率超过1KHz时，变压器的铁芯基本不起作用，每个绕组均可视为一个由电阻、电容、电感等分布参数构成的无源线性二端口网络。

频率响应分析法是目前国际上较为先进的一种变压器绕组变形诊断方法，能够检测到微弱的绕组变形，并且具有较强的抗干扰能力，适合现场使用的要求。

由于LVI法与FRA法都是通过比较波形进行判断的，可快速测出变压器短路阻抗的（0.2%～0.3%）的变化，其灵敏度是较高的，但如何从量值上去判断短路实验结果，并与现行标准测量电抗值的变化统一起来，尚须积累经验。

变压器是电力系统中主要电气设备之一，对电力系统的安全运行起着重大的作用。

在变压器的运行过程中，其绕组难免要承受各种各样的短路电动力的作用，从而引起变压器不同程度的绕组变形。

绕组变形以后的变压器，其抗短路能力急剧下降，可能在再次承受短路冲击甚至在正常运行电流的作用下引起变压器彻底损坏。

为避免变压器缺陷的扩大，按华东电力公司和省电力局的有关变压器类设备的反事故技术措施的要求，对已承受过短路冲击的变压器，必须进行变压器绕组变形测试。

变压器绕组变形测试的方法主要有短路阻抗法、低压脉冲法和频响分析法等3种。

现就短路阻抗法变压器绕组变形测试技术问题作进一步的分析和研究。

2短路阻抗法变压器绕组变形测试的基本原理变压器的短路阻抗是指该变压器的负荷阻抗为零时变压器输入端的等效阻抗。

短路阻抗可分为电阻分量和电抗分量，对于110kV及以上的大型变压器，电阻分量在短路阻抗中所占的比例非常小，短路阻抗值主要是电抗分量的数值。

变压器的短路电抗分量，就是变压器绕组的漏电抗。

变压器的漏电抗可分为纵向漏电抗和横向漏电抗两部分，通常情况下，横向漏电抗所占的比例较小。

变压器的漏电抗值由绕组的几何尺寸所决定的，变压器绕组结构状态的改变势必引起变压器漏电抗的变化，从而引起变压器短路阻抗数值的改变。

3变压器绕组变形测试对试验仪器的基本要求用于现场变压器绕组变形测试的短路阻抗测试仪除必须具备携带方便、操作简单、具有良好的测试精度及测试重复性外，还必须具有良好的抗干扰能力。

现场的干扰主要来自于以下几个方面：(1)试验电源谐波的影响；(2)试验电源电压的不稳定性；(3)试验现场的50Hz同频干扰。

现就以上三方面因素对短路阻抗测试值的影响及消除措施简述如下。

3.1消除试验电源谐波对测试结果的影响试验用的电源，难免有各种各样的谐波存在，而且谐波分量的幅值是不稳定的。

高次谐波对变压器短路阻抗的测试值有较大的影响。

设被试变压器在无谐波情况下的短路阻抗值为Z，当施加具有谐波分量的测试电压u=α1sin(ωt＋ψ)＋α2sin(3ωt＋ψ1)时，流过变压器的电流为：由上式可知，由于测试电源谐波的存在，实测短路阻抗值与无谐波情况下的短路阻抗值之间具有一定的差异。