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“频率响应法”在变压器绕组变形现场试验中的运用介绍了测量电力变压器绕组变形的基本原理和实现方法，提出频率响应分析技术是当前测量绕组变形最有效工具。
并以变电站多次主变发生绕组变形的诊断实例为依据，说明绕组变形测量在实际应用中的有效性与必要性。
标签：电力变压器；绕组变形；现场试验1.引言电力变压器作为电力系统中重要的设备，其安全运行对保障电力系统安全可靠运行极其重要，其绕组是发生故障较多的部件之一。
国内外的统计数字表明变压器绕组变形是电力系统安全运行的一大隐患。
变压器在运行中不可避免地要遭受出口短路或近区短路故障的冲击，或者在运输安装过程中也可能受到碰撞冲击。
在这些冲击力作用下，变压器绕组就可能发生轴向、径向变形、扭曲变形以及包括断股、匝间短路、引线位移、静电板断线等特殊变形。
为了检查变压器的制造及安装质量，江苏电网对电力变压器入网前均进行绕组变形试验，以防止在运输或安装中出现的绕组变形情况。
2.用频响分析法来检测绕组变形方法变压器绕组在较高频率的电压作用下，每个绕组均可视为一个由线性电阻、电感（互感）、电容等分布参数构成的无源线性双端口网络，其内部特性可通过传递函数H（jω）进行描述，如图2所示。
图2 频率响应分析法的基本检测回路L、K、C分别代表绕组单位长度的分布电感、分布电容及对地分布电容；V1＼V2分别为等效网络的激励端电压和响应端电压；VS为正弦波激励信号源电压；RS为信号源输出阻抗；R为匹配电阻。
在测试时，当在绕组的端部依次输入不同频率的正弦波电压信号时，在绕组的另一端便会有相应的应信号输出，把得到的信号振幅和相位作为频率的函数，就可以绘制出一副反映变压器绕组结构特征频响特性曲线。
当绕组发生变形时，分布参数的电感、电容等会因绕组轴向或幅向尺寸的变化而改变，因此绕组变形部位的固有振荡频率也要随之变化，这样它对扫描输出信号的振荡频率也要发生移位。
这种变化会在绕组频响特性曲线上得到反映。
频响分析法对比于低压脉冲法而言，避免了低压脉冲法使用仪器笨重和测试结果重复性差等缺点。
以下是SX系列变压器绕组变形测试仪（频响法）使用详解：电力行业标准：DL/T911-2016(代替DL/T911-2004)变压器绕组变形测试仪别称：电力变压器绕组变形测试仪、变压器绕组变形检测仪、变压器绕组变形测量仪、变压器绕组变形分析仪一、试验目的：检测变压器绕组是否发生扭曲，鼓包或位移等变形。
绕组变形一般指电力变压器绕组在短路电流冲击或在运输过程中遭受冲撞时，在电动力或机械力作用下发生的轴向或径向尺寸变化。
二、被试品：66kV—500kV电压等级变压器三、接线：1、红色钳的红绿色航插接设备“激励”和“参考”，为操作的“注入”端，2、黄色钳的黄色航插接设备“响应”，为操作的“测量”端；3、黑色钳接变压器地排；4、设备本体接地；5、红色钳接变压器注入，黄色钳接变压器测量；6、红色钳和黄色钳接变压器哪一端在操作时设备有提示。
（详情点击进入官网或来电咨询）四、操作说明：1、接好线后，进入响应测试，新建一次实验用来保存和分析实验数据，进入“新建”后，开始设置实验参数。
（白色框内设置项请依据被试品与现场环境填写）2、“接线套管”设置切换点选右侧按钮，一般根据被试变压器的实际情况来选择，以下图变压器为例,变压器联结组别为YND11,可以看出高压侧有中性点，低压侧没有中性点，接线套管我们选用高压侧“ABCO”，低压侧“abc”来进行测试。
3、“测试频段”默认为1K~1 MHZ_1.0 即测试频段为1KHZ 到1000KHZ 每1KHZ 记录一次，“输出电压”一般选20.0Vpp 输出电压越高，准确度越高。
4、点击确定进入实验操作界面按界面下方第一项接线，红色钳注入，黄色钳测试，点击“测量”,设备开始采集，结束后根据设备提示更换测量绕组继续测量。
5、结束后点击“保存”并返回，进入“数据分析”6、点选“数据组一”或“数据组二”一次最多打开两组保存的数据，然后点击“线性”或“对数”，以不同方式观察测量结果，点击“分析”设备自动分析所测数据是否合格，即变压器绕组三相一致性是否良好，以做出变压器绕组是否变形的结论。
利用频率响应进行变压器绕组变形测试的应用摘要:为消除电网中变压器绕组变形引起的事故隐患,本文根据频率响应法在汕头电网中应用的实际情况,研究得出了应用该方法测试变压器绕组变形的判据。
关键词:变压器绕组变形频率响应分析测试分析目前,应用频率响应分析技术对遭受短路冲击、突发事故和碰撞的变压器进行绕组变形试验已得到广泛应用,并取得了良好效果。
主要体现在以下三方面,通过对遭受过短路冲击的变压器进行变形试验普查,查出了一部分绕组已发生变形的变压器。
并及时进行了停电整修或更换绕组,防止了可能的突发性损坏事故;对发生出口短路的变压器立即进行变形试验,未发生绕组变形的及时投运,由于这种方法不用放油吊罩检查,因而可节省大量人力、物力,缩短停电时间。
对于发生了绕组变形的变压器,由于能及时发现而避免了再次投运可能带来的损坏事故;通过变形试验,能明确变压器哪侧哪相出了问题,这就减少了检修的盲目性1 现场测试过程中的注意事项可靠的测试是变压器绕组变形判断的基础。
尽管频率响应法是一种高灵敏度的绕组变形诊断方法,能够检测出微弱的绕组变形现象,且基本不受外界杂散干扰信号的影响,但由于测试回路中任何电气参数的改变都会灵敏地在频响特性中反映出来,故在测试过程中应注意变压器线端充分放电,对引线、周围接地体和金属悬浮物的要求,对分接位置的要求,对接地的要求,测试接线方式,变压器的油温等几个方面的问题,避免产生判断上的失误,以获得较好的使用效果。
2 绕组变形分析方法和判断依据实际应用中,除需要确定变压器是否发生了绕组变形,更需要确定绕组的变形程度,以便决定变压器是否继续投运。
为此规定了3种状态:正常(或无明显变形)、中度变形和严重变形。
通过频率响应分析法进行分析和判断。
2.1 频率响应分析法论断变压器绕组变形的主要理论,是建立在比较绕组频率响应特性变化基础上的,即相当于比较变压器绕组的结构特征“指纹”图。
如果在变压器遭受突发短路冲击后测得的各个绕组的频率响应特性与原始测试结果(或短路前的测量结果)一致,通过对相关系数及波形图的比较,可以对变压器绕组是否产生变形及变形的严重程度作出判断。
频率响应法、低电压短路阻抗法测试绕组变形的应用摘要：电力变压器在遭受短路电流冲击或运输过程中遭受冲击时，在电动力或机械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、鼓包或位移等特征。
绕组变形是电力变压器安全运行的一大隐患，及时发现和处理有问题的变压器，有针对性地进行吊检，对变压器事故的发生及大面积停电等具有防范作用。
关键词：变压器；绕组变形；测试方法；应用1 引言十八项反措要求：110（66）kV 及以上电压等级变压器在出厂和投产前，应采用频响法和低电压短路阻抗法对绕组进行变形测试，并留存原始记录。
频响法和低电压短路阻抗法都有很多成功的经验，也有不足的地方。
因此，频响法和低电压短路阻抗测试两者应同时开展，以分析得到更为准确的诊断结果。
2 扫频响应分析法扫频响应分析法，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，然后测量绕组两端端口特性参数的方法。
频率响应法的原理指在较高频率的电压作用下，变压器的每个绕组均可视为由线性电阻、电感、电容等分布参数构成的无源线性二端口网络，其内部特性可通过传递函数H（jω）描述。
当变压器结构确定后，各绕组对应的二端口网络参数是一定的，如果绕组发生变形，绕组内部的分布电感、电容等参数必然会改变，从而对应的二端口网络参数改变，导致其传递函数H（jω）发生变化。
变压器绕组的幅频响应特性采用频率扫描方式获得。
连续改变外施正弦波激励源Us的频率f（角频率ω=2πf），测量在不同频率下的响应端电压U2和激励电压U1的信号幅值之比，获得指定激励端和响应端情况下绕组的幅频响应曲线。
测试设备采用一台便携式的装置，用50W同轴测试导线连接到变压器绕组上，试验过程中，对绕组输入幅值为10 Vrms的正弦信号，然后通过采集单元对绕组的输入电压和输出电压进行采集和傅里叶变换处理。
整个试验过程很慢，每相大约用三十分钟才完成试验。
因此，该方法更适合在实验室中采用。
频率响应法的注意事项：（1）杂散电容的影响，变压器套管母线对地杂散电容往往是不固定的，为得出较为精确的诊断结果，测试应在变压器处于完全与电网隔离的状态下进行。
讲解电力变压器绕组变形检测仪技术特点讲解电力变压器绕组变形检测仪技术特点一、电力变压器绕组变形检测频率响应法原理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。
二、电力变压器绕组变形检测频率响应法测量接线及波形比较正常运行的变压器绕组，三相频谱特性相关性好。
若发生事故未造成绕组变形，事故前后的曲线基本重合。
绕组变形后，事故前后的曲线明显偏离且不重合，相关性差。
变形时曲线峰值点会发生平移，或增频，或减频，峰值点对应幅值分贝数也会改变。
三、电力变压器绕组变形检测频率响应法测量参考判据由于变压器绕组变形测试国内开展时间不长，目前尚未达到普及，IEC及国家标准,包括电力设备预防性试验规程都没有明确的规定和可供执行的标准，但一些电力科研机构已作了大量的探索和实践，总结了大量的现场经验，并摸索出一些相当可贵的科学客观规律，以作为目前开展从事变压器绕组变形测试的参考和判据。
(1)110kV及以上大、中型变压器三相频响特性曲线相关性很好，可以作三相之间相互比较;也可以用同一相投运前的频响曲线为基准与运行后某一时期频响曲线作比较，进行绕组变形分析。
(2)应用频响曲线在1500kHz频段的相关系数R，可以分析绕组整体变形状况。
当R大于0.95时，绕组无可见变形;当R接近0.9时有轻微变形;当R大大小于0.9时，有可见的较严重的变形，甚至有匝间、饼间短路故障。
电力变压器绕组变形试验频响法应用
作者：罗玲张东志
来源：《世界家苑·学术》2017年第09期
摘要：本文介绍了检测并判断110kV及以上油浸变压器绕组变形试验方法之一的频率响应分析法原理，同时分析了用频响法判断变压器绕组是否变形受各种因素影响的干扰，总结出测试过程及接线需注意的主要事项及辅助判别方法。
对变压器交接、故障检修试验提供借鉴。
关键词：电力变压器；绕组变形；频率响应比较
地铁主变压器作为供电系统中核心的设备之一，其能否安全运行将直接影响整个系统正常运营。
变压器绕组在多种情况下都有可能产生变形，建设的运输、吊装过程保护措施不到位易受到碰撞，运行期系统短路事故都有可能使变压器绕组产生变形。
以前常规的方法用短路阻抗法是否变形，阻抗法现场应用简单，但多数情况下现场很难获得所需的试验电流，对试验仪器的精度及灵敏度要求也很高。
电力行业标准《电力变压器绕组变形测试导则（频率响应法）》（DL/T911-2004），该导则的出台对频响法检测推广起到了很好的指导作用。
据了解，各省电网公司应用该导则预试发现变压器绕组变形，并都通过吊芯检查得到确认，使隐患变压器得到及时维护检修，避免事故造成损失。
如何应用导则（频率响应法）中的诊断分析方法中的横向比较、纵向比较及相关系数比较，本文通过西安地铁供电系统主变压器更换安装实例对以上方法进行介绍。
1.频率响应法原理
当在高频率段时，可以不考虑变压器铁芯的影响，此时可将其绕组等效成是由电阻、电感、电容等构成的分布参数电路，如图1所示。
其中L、C和K分别代表绕组电感、对地及分布电容。
又可以将这些参数电路看作为一二端口网络，这些特性可用函数H（jw）表达。
函数的极点和零点分布模拟二端网络的代标参数值。
如绕组发生变形，那么其内部电容、电抗必然发生变化，函数参数关系也相应发生变化。
频响法便可直观的看作是对变压器绕组进行x扫描，并绘制频谱曲线，其中，vs为外施扫频信号源，Ki、R0分别为输入输出匹配电阻，vi、vo分别为等效网络的激励电压和响应端电压；。
通过对绕组频谱曲线进行对比分析，可以判断绕组的结构变化。
用对数形式表示频率响应曲线：H（f）=201gV2（f）/V1（f）。
式中，H（f）为频率f时传递函数的摸lH（jw））I；V2（f）/，v1（f）分别为频率为f时相应端和激励端电压的峰值或有效值IV2（jw）I，IVl （jw）I。
为了定律表示曲线的相识程度，引入相关系数R作为量化结果表示比较特性曲线的相识程度，R值越大，表示曲线的相识程度越好。
可按下列公式计算。
设两个长度为N的传递函数幅度序列x（k）和Y（k），k=0，1，…，N_I，且x（k）和Y（k）为实数。
（1）计算两个序列的标准方差：
（2）计算2个序列的协方差：
（3）计算两个序列的归一化协方差系数：
2.频响法现场综合应用与分析
2，1频响法与低压阻抗法优缺点分析
（1）频响法
用频响法检测变压器绕组变形具有很高的灵敏性，抗干扰细节处理得当，能很好地反映变压器绕组变形的累积效应，但很多在实地应用时，诊断结果欠缺准确与直观。
在测试仪器输出的响应频谱图因方法、干扰等因数影响无法对绕组变形做出正确的判断。
（2）低电压短路阻抗法
试验方法简单、所得数据能直观判断，只是目前用于测试的仪器精度较高，而实地用于满足测试的电流较小，加上干扰等问题，这些都造成了现场数据不确定度较高。
2.2综合判断
目前国网变压器检修频响法测试主要以本台变压器三相间图形再与出厂前、交接试验等历史时期图形比较；再与同厂型号进行比较。
频响法测试所用频率波段扫描范围为10kHz～1000kHz，1000个线性排布扫描点会获得较好的效果。
高频段（600kHz以上）虽然能反映变压器变形位移，但受杂散电容影响干扰较大；而中低频段（600kHz以下）频响图形有较丰富的谐振点，这些点能很好地反映变压器的变形位移。
在做判断分析时，应重点关注中低频段图形变化，高频段作为参考。
频响法和低电压短路阻抗法均可反映变压器变形情况。
由于各自缺点都不能得出准确地判断，另外变压器常规电容变化、直阻、绝缘电阻及油气分析试验项目等，均在一定程度能反映变压器的绕组变形，因此实地操作试验以频响法为主，其他方法为辅进行综合判断。
3.频响法试验应注意的几个问题
（1）频响法应是变压器试验的第一个项目，否则绕组中存在的静电荷会对结果造成影响，因此测试前应对绕组进行充分放电。
（2）隔离绕组，解开主变绕组与外部接线，高频作用线，引线存在会影响绕组的频响特性，对地杂散电容存在且不固定。
尽量测试整体绕组，将分接开关置于量高压位置。
（3）做好试验接地和试验线路连接，三相接地点一致，尤其以后做对比测试时，接地点应相同；变压器铁芯、信号检测端、试验仪器外壳必须与变压器外壳可靠接地，否则频响曲线会有尖刺出现影响判断。
（4）采用一致的信号源注入方式和采样方式。
一般变压器短路故障，绕组端部发生变形几率大，对星接绕组，从中性点注入信号，线端取信号；对三角接绕组，可从首端注入，尾端取信号，也可相反。
（5）测试电源不要有外接气焊引起电源电压波动等作业。
（6）现场测试人员与测试点远近或有无接触，容易引起高频段杂散电容变化，从而影响测试结果。
结语
（1）频响法测试变压器绕组变形时，频率范围在1kHz～1000kHz内，这时绕组内的电感和分布电容均发挥作用，频响特性较多的谐振点，能较灵敏的反映绕组变形情况。
（2）频响曲线的尖峰与绕组模型级数有关。
（3）多数情况频谱图稍微发生偏移仅在高频段出现，而测试接地点不同和气焊干扰对测试结果影响较大，发生大幅偏移出现在中频段，实地测试时应重视。
（4）频响法灵敏度高，干扰事项没有排除掉，容易影响判断结果，因此现场测试时，除方法得当外还应结合低电压短路阻抗法等进行综合判断。
