Ｖｏ１．３６ Ｎｏ３ Ｊｕｎ．２０１２ 湖 北 电 力 箜 鲞笙 塑 ２０１ ２年６月
变压器绕组变形 检测诊断技术的现状及进展
沈 煜 ，阮 羚 ，罗 维 ，曹 蕤 ，罗勇芬 ，李彦明
（１．湖北省电力公司电力试验研究院，湖北武汉４３００７７；
２．西安交通大学电气工程学院，陕西西安 ７１００４９）
［摘 要］ 概述了目前变压器绕组变形测试诊断技术，主要分为离线测试技术和在线测试技术两
大类。离线测试技术主要有低压脉冲法、短路阻抗法和频响分析法等。在线测试技术主要有超声波检
测法、振动法、基于频率响应法或短路阻抗法测量变压器绕组状态等几种方法。并对上述方法的优缺点
进行了比较。
［关键词］ 变压器；绕组变形；检测；诊断
［中图分类号］ＴＭ４０７ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１００６—３９８６（２０１２）０３—０００１ Ｏ４
Ｔｒｅｎｄ ａｎｄ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ
ＴＦａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｗｉｎｄｉｎｇ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ
ＳＨＥＮ Ｙｕ ，ＲＵＡＮ Ｌｉｎｇ ，ＬＵＯ Ｗｅｉ ，ＣＡＯ Ｒｕｉ ，ＬＵＯ Ｙｏｎｇ—ｆｅｎ。，Ｉ．ｉ Ｙａｎ—ｍｉｎｇ
（１．ＥＺ ｔｒｉｃ Ｔｅｓｔｉｎｇ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｕｂｅｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７７，Ｃｈｉｎａ；
２ Ｓ（ｈｏｏｌ ｏＪ、Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。Ｘｉ’ａｎ ７１００４９，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｗｉｎｄｉｎｇ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｒｅ
ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｕｓｕａｌｌｙ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｏｆｆ—ｌｉｎｅ ａｎｄ ｏｎ—ｌｉｎｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｔｗｏ ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ．Ｔｈｅ
频率响应FRA测试中的噪声分析
频率响应FRA是一种检测电力变压器绕组变形的测试方式，与其它现场检测方式相类似，频率响应FRA方式也容易受到现场噪声的影响。噪声会模糊干扰一些重要的测试信息，这将会影响到对频率响应FRA结果的评估。因此，了解噪声的来源、影响和抑制方式是非常必要的。
标签： 变压器 ； FRA测试；噪声
1.频率响应FRA方式
频率响应FRA 方式用于在变压器发生故障之前，检测出变压器绕组的几何变形。需要注意的是，本文讨论的FRA方式是扫频式的FRA，即SFRA方式（Sweep Frequency Response Analysis ），而非过去所用的脉冲式IFRA方式（Impulse Frequency Response Analysis）。这是因为，相较于低压脉冲方式（IFRA），扫频方式（SFRA）在现场具有更好的重复性，因此，目前使用越来越广泛。从图一可以看出，在变压器线圈的一端输入一个变频的正弦电压信号“U”，并从此点测量参考信号“U1”，与此同时，测量线圈的另一端的输出或响应信号“U2”。这样，便可计算出传递函数H（f），表达式为（1）。这意味着H（f）仅取决于频率响应FRA仪器的测量阻抗Rm和变压器阻抗Ztra。图二是常见的频率响应FRA测试波形，对于大多数的测试而言，都是对频率响应的幅值图进行分析与评估。不过，频率响应的相位图也具有一定的参考价值，图二的左下部分为相位图。幅值的计算依据公式（2），相位的计算依据公式（3）。
2.FRA方式中的噪声介绍
噪声定义为有害的干扰信号，它可能被添加在一个想获得的有用信号上。噪声往往会模糊有用信号的信息内容，因此，噪声的检测与降低是很有必要的。与任何其它的电气诊断方式一样，在现场，频率响应FRA的测试结果也会受到噪声的影响。
了解噪声的来源、影响与抑制方式是非常重要的，特别是比较不同厂家制造的频率响应FRA仪器时。本文分析了频率响应FRA仪器的技术规格和噪声抑制能力的关系，并通过在电力变压器上进行的频率响应FRA测试实例来说明。
变压器绕组变形的分析判断和处置
摘要：当变压器承受外界短路冲击跳闸时，主要采用的绕组变形判定方法是低电压短路阻抗法；因试验条件、环境等因素的影响，短路阻抗法的试验结果关联性分析不强，需要采用其他试验方法进行验证。本文对绕组电容量和短路阻抗之间的变化关系进行定性分析，发现了变压器低压、中压绕组发生变形时，电容量和阻抗电压百分数会相应变化。依据220kV变压器抗短路不足典型案例进行阻抗试验、电容量试验和解体分析，提出变压器绕组变形综合判定方法。
关键词：变压器；绕组变形；判断；位置
引言
电力系统中变压器是基础设备，它是否安全运行，直接影响了供电系统的安全。变压器制造完成后，其线圈和内部结构及每个线圈的频率响应特性也就确定了。变压器无论是运输过程的撞击而导致的变压器线圈相对位移，或是试验出现的匝间、相间短路，又或是运行中的短路和故障产生的电磁拉力而导致的线圈变形等现象，都会改变内部绕组的分布参数，使变压器的谐振频点偏移、频率响应幅度变化。频率响应测试是一种量化处理，是依据变化量的大小、频率响应变化的幅度、频率响应变化的趋势等测量结果确定变压器的破坏程度。因此有必要对变压器绕组变形测试仪的校准，而变压器绕组变形测试仪是否符合其技术指标，对变压器甚至对整个电力系统都有重要性。
1绕组变形产生的原因
变压器绕组变形可分为:径向拉伸、径向压缩、轴向延伸、轴向压缩、轴向套叠和绕组扭曲。绕组形变会导致变压器内部绕组发生不同类型的故障，为变压器的安全运行留下隐患。绕组变形主要有以下几种原因:①变压器在遭受各种短路电流的冲击后，绕组中流过的电流远大于正常运行时的电流，在变压器内部产生较大磁场，强大的电动力引发绕组变形，绕组变形主要是由于短路故障引起。②变压器在远距离运输或者安装时，意外的碰撞和颠簸有可能导致变压器绕组发生变形。③变压器绕组的保护系统不完善或者动作失灵，故障时长时间承受故障电流，会加剧变压器绕组形变。变压器绕组发生变形后，会导致内部绝缘破坏引发匝间短路或导致局部放电，由于绝缘距离发生改变造成场强过高，击穿变压器主体结构，从而降低变压器抗短路能力。
技术与市场 技术研发 第ｌ８卷第６￣２ｏｎ年
电力变压器绕组变形故障诊断原理及应用
覃伟斌
（广西电网公司贵港供电局，广西贵港５３７１００）
摘 要：对变压器故障诊断进行了简单的介绍，并以变压器绕组变形故障这一变压器故障为例，对故障的检测方法进行
了分析和讨论。
关键词：电力变压器；故障；排除
ｄｏｉ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０１ １．０６．０４３
０引言
作为电力系统的主要设备，电力变压器在整个系统中占有
重要的地位，其工作状态的好坏不仅影响着系统的正常运行和
可靠性，还会对其它电力设备的运行产生巨大的影响。如果在
变压器使用过程中，出现变压器出口短路故障对变压器的危害
很大，常常造成变压器绕组的各种变形，严重的还会导致变压
器突发性的损坏事故。从变压器运行的实际情况看，变压器承
受短路电流冲击以后，有时用常规的电气试验项目和绝缘油分
析均在预防性规程规定的范围内，但吊罩检查发现绕组已明显
变形。由于这些变形的事故隐患不断累积，会造成事故的突发，
造成电网事故，造成不良社会影响和严重设备损失。因此，使用
切实有效的故障诊断技术，对电力变压器所发生的故障进行及
时的分析和解决，对于保障电力系统的运行和维护无疑具有重
要意义。
１ 变压器绕组变形故障及其损害 变压器中的绕组是处在由其它绕组所形成的磁场环境当
中的，因此，当电流通过的时候，绕组就会受到电动力的作用。
如果通过的是正常工作状态下的电流，那么电动力的值就会变
得非常小，对于绕组的损害也非常轻微。如果发生短路事故，尤
其是近区、低压侧出口位置发生的短路事故就将导致较大的电
流通过绕组，使电动力急剧上升。在运行过程中，变压器难免会
出现各种各样的故障短路，在强大电动力的作用下，变压器绕
组就有可能出现失稳的状况，进而导致松脱、移位、断股或局部
扭曲，严重时甚至会直接导致突发性损坏。在发生变形之后，如
果没有及时进行处理，就会留下严重的故障隐患：
