绕组变形综合检测方法探究

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1、绕组变形综合检测方法探究绕组变形综合检测方法探究【摘要】绕组变形是电力变压器正常运行过程中常见的一种隐患，频率响应法和低压电抗法是诊断电力变压器绕组变形故障的有效手段。本文简要介绍了绕组变形各种测量方法的优劣，并提出了一种将频率响应法和低压电抗法相结合的分析判断方法。【关键词】绕组变形；频率响应法；低压电抗法；综合法呻■、八一^―1刖吞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,以及包括断股、匝间短路、引线位移和断开等的特殊变形。绕组变形是电

2、力变压器安全运行的一大隐患。多台变压器的实际经验表明，绕组变形后，绝缘试验和油的试验都难于发现，所以表现为潜伏性故障,可能造成匝间或饼间绝缘击穿、绕组机械性能下降其至运行中的自行烧毁等危害。因此，积极开展变压器绕组变形诊断工作，及时发现那些有绕组变形的变压器，并有计划地进行检查和检修，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及其重要的作用。2绕组变形的主耍测量方法绕组变形的检测和判断主要rti常规方法和绕组特性参数判断方法来进行。常规方法主要有短路应力计算，吊罩解体检查。绕组特性参数判断方法是根据变

3、压器绕组发生局部的机械变形后，其内部的电阻、电感和电容等绕组参数必然发生相对变化。通过测量这些绕组参数及其变化来判断变压器绕组是否发生变形及变形程度，这是变压器变形测量的基本原理。绕组特性参数的测量判断方法又包括了低压脉冲法、频率响应法、低压电抗法等。2.1常规方法常规方法有通过实际短路电流计算短路应力，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

4、械应力和短路热力吋相当烦琐，困难很大。吊罩解体的方式观察各部件的情况，此种方法虽然直观，但有时会造成误判断。因为变压器发生短路事故时，一般内绕组的损坏情况比外绕组严重，可能会出现变压器内绕组已严重变形损坏，但外绕组还看不出损坏痕迹的现象。同吋，这种方法工作量大，停电吋间长。2.2低压脉冲法低压脉冲法的测试原理如图1所示。在变压器绕组的一端对地加入标准脉冲电压信号(100V),利用数字化记录设备同时测量绕组两端的对地电压信号Vo(t)和Vi(t),并进行和应的处理，最终得到该变压器绕组的传递函数h(t)或H(j3)

5、,然后根据波形变化來判断变压器绕组是否变形。图1低压脉冲法测试原理图实践表明，低压脉冲法由于采用的是时域脉冲分析技术，在现场使用时抗干扰能力差，双屏蔽电缆和接地线排列方式、周围物体等均对测试结果有影响。同时该方法易受灵敏度校正过程的影响，需要使用一个特殊结构和精细调整的测试系统，以消除脉冲传递过程中的折反射问题和脉冲信号源的不稳定性问题，故现场使用往往重复性不好。2.3频率响应法频率响应法的测试原理如图2所示。根据电T原理，一个无源、线性、单端输入、单端输出网络的特性，可以用传递函数H(jw)或II(f)來描述。

6、在高频信号作用下，电力变压器的铁心基本上不起作用，其各相绕组木身可以视为一个由电阻、电感和电容等分布参数构成的无源线性双端网络。当变压器绕组发生变形、位移或匝间短路时，必然会导致相应部分的电感、对地电容、匝间电容或电阻发生变化，而冃也会使该处的漏磁场分布发生较大的改变，这是进行变压器绕组变形频率响应检测的物理基础。频率响应法是在变压器绕组的一端对地注入扫频信号,然后通过测量绕组另一端的响应信号，从而获得变压器绕组传递函数的频率响应特性曲线。当电力变压器内部的结构固定后，其等效无源线性双端网络中的电感、电容参数也就

7、固定下来，传输函数的特性曲线也就越确定。如果变压器绕组在遭受外部机械力或内部电动力的作用后发生了轴向、幅向尺寸等机械变形现象，等效无源线性双端网络中的电感、电容等分布参数也随之发&变化，传递函数的谐振点就会相应地发生改变，从而判断绕组所发生的结构特征变化。图2频率响应法检测原理图频率响应传递函数的计算公式如下：其中，为施加在绕组上的激励信号；为在绕组上获得的响应信号。相关系数的计算公式如下：标准差的计算公式如下：其中，和分别表示两条频率响应曲线的响应幅值，N为频率点数。相比低压脉冲法，频率响应法是从频域的角度对变

8、压器绕组变形状态进行分析，在技术上更为成熟，更易于现场实施，测得的图谱较稳定，重复性好，不易受试验接线、外界干扰的影响。因此，频率响应法已在电力行业得到广泛应用。2.4低压电抗法变压器短路阻抗是当负载阻抗为零吋变压器内部的等效阻抗。短路阻抗的电抗分量，一般可认为即是变压器绕组的漏电抗。绕组的漏电抗包含横向漏电抗和纵向漏电抗两部分，但无论是横向漏电抗还是纵向漏电抗，其电抗值