变压器绕组变形测试讲义
变压器绕组变形试验精品PPT课件
➢结合测量绕组的直流电阻、绕组对和绕组对地的等 值电容、变压器的空载电流、空载损耗、局部放电， 进行绕组频率响应的分析、等试验综合分析
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
反措要求：变压器采用半硬铜、自粘性换位导线、用 硬绝缘筒绕制线圈以及加密线圈的内外撑条等措施来 提高变压器抗短路能力，都是基于提高抗径向短路能 力考虑的。
绕组变形的原因
在运输、安装或者吊罩大修过程中受到意外冲撞 继电保护不完善，动作失灵 绕组动热稳定性能差，抗短路能力不够
绕组变形危害
绕组变形是电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。
变压器绕组变形试验
绕组变形定义
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，它将直接影响变压器的安全运行。
绕组变形的原因
短路故障电流冲击是变压器绕组变形的最主要外因。
检测时机：
绕组变形试验
欢迎共阅变压器绕组变形试验一、试验目的1、什么是变压器绕组变形变压器绕组变形是指绕组受机械力和电动力的作用，绕组的尺寸和形状发生了不可逆转的变化。
如：轴向和径向尺寸的变化，器身的位移，绕组的扭曲、鼓包和匝相间短路等。
23二、变压器绕组变形诊断方法目前，各国普遍采用的变压器绕组变形诊断方法是短路阻抗法、低压脉冲法和频率响应分析法。
短路阻抗法的特点是测量简单，能较好地再现评估结果。
当参数偏离规定值时，可相当可靠地估计是否存在故障，但是需动用庞大试验设备，灵敏度不高。
低压脉冲法克服了短路阻抗法的缺点，其灵敏度高，能检测出2~3mm 的弯曲变形，但现场应用时抗干扰能力差，重复性差。
频率响应分析法（FRA ）较低压脉冲法有抗干扰能力强、重复性强的优点，具有更高的灵敏度。
但对绕组首端故障不灵敏及绕组变形位置的判定问题有待解决。
我单位所采用的变压器绕组变形诊断方法是频率响应分析法。
1、原理变压器绕组的二端口网络其特性可在频域上用传递函数)(/)()(0jw V jw V jw H i 来描述，而)(jw H 是时域上单位冲击响应)(t h 的傅立叶变换。
FRA 法将一稳定的正弦扫描电压信号施加到被试变KHZ 700~10。
）2、试验设备及接线方式具体试验设备要求及接线方式见《变压器绕组变形试验测试技术应用导则》。
我单位所采用的频率响应仪为英国SOLARTRON 公司的1255、1255B 型高频发生、分析仪（1255B 为1255的简化型，无前液晶面板和内置喇叭）。
其前后面板如下图所示：前面板：后面板：应用软件经多次更新后，现经常使用的分DOS和WINDOWS两种。
使用过程中有相应的中文提示，需要注意的是所保存的响应频率曲线文本的名称应有一定的意义并便于区分且不重复。
3、试验时的注意事项1、应放电，油泵停止工作，防止损坏仪器2、接地必须良好。
3456。
变压器绕组变形讲课
• 二．变压器绕组变形测试原理 • 1.变压器绕组变形试验目前主要采用频率响应法， 其主要优点为不用放油吊罩，不用打开围屏拔出 绕组，大多数情况下不用跟原始数据比较便能诊 断110kV及以上变压器绕组是否发生变形。 • 2.用频率响应分析法检测变压器绕组变形，主要 是通过检测变压器各个绕组的幅频响应特性，并 对检测结果进行纵向或横向比较，根据幅频响应 特性的差异来判断变压器是否发生绕组变形。频 率响应分析法的基本检测回路见图1
• 5.变压器短路故障如果发生在变压器出口附近， 将承受不均匀巨大的轴向和径向电动力的作用， 在短路电流作用下，初始故障的表现形式大多数 表现为内绕组形状改变（尤其是自耦变压器）； 如果绕组内部结构有薄弱环节必然会产生绕组变 形现象。 • 6.线圈发生变形并不表示马上要出事故，但变形 部位在长期工作电压下绝缘会发生损伤，慢慢导 致破坏最后发展为事故；基至在正常运行条件下 因局部放电的长期作用也有可能发生绝缘击穿。
• 3.图1中L代表绕组单位长 度的分布电感、K代表绕 组单位长度的分布电容、 C代表绕组单位长度对地 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。
• 4.在绕组一端加入电压信号Us(可依次输出不同频率的正 弦波信号)通过数字化记录设备同时检测不同扫描频率下 绕组两端对地信号U1（n）和U2（n）并进行相应处理， 得到绕组的传递函数H（n）=20lg(n)/V1(n)；若绕组发生 变形，绕组内部的分布电感、分布电容等参数必然改变， 导致其等效网络传递函数H(jω)的零点和极点发生变化， 使网络的频率响应特性发生变化。 • 5.由于每台变压器都对应有自已的响应特性，所以绕组变 形后其内部参数变化，将导致传递函数的变化。绕组变形 前的频率响应特性是分析和比较的基础。分析和比较变压 器的频率响应特性，就可以发现变压器绕组是否发生了变 形。
变压器绕组变形检测
变压器绕组变形检测什么是绕组变形？电力行业标准DL/T911-2004《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》对绕组变形的定义是：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。
绕组变形的危害？绕组变形是电力变压器安全运行的一大隐患。
多台变压器的实际试验经验表明，绕组变形后，绝缘试验和油的试验都难于发现，表现为潜伏性故障。
近几年来，对全国110KV的电力变压器事帮统计分析表明，因绕组承受短路能力不够已成为电力变压器事故的首要内部原因，严重影响电力变压器的安全、可靠运行。
华天电力生产的HTBX-H变压器绕组变形测试仪根据对变压器内部绕组特征参数的测量，该仪器采用目前发达国家内部故障频率响应分析(FRA)方法，能对变压器内部故障作出准确判断。
它具有一下特点：1.在测试过程中仅需要拆除变压器的连接母线，不需要对变压器进行吊罩、拆装的情况下就完成所有测试。
2.每相测量所需时间小于60 秒,对一台高、中、低绕组的电力变压器（容量、电压等级不限）进行绕组变形测量，总需时间不超过10 分钟。
3. 接线人员可任意布放信号输入输出引线,对测量结果无影响,接线人员可停留在变压器油箱上面,减轻劳动强度。
主要技术性能扫频范围及精度幅度范围及精度信号输入阻抗信号输出阻抗＜0.01％ 0.1dB仪器使用方法三相Yn 形测量接线Yn 形测量A 相接线示意图◇测量系统共一点接地，取变压器铁芯接地。
◇黄夹子定义为输入，钳在Yn 的‘O’点、绿夹子定义为测量，钳在A 相上。
◇地线连接网依次由绿夹子地线孔插入接地线至黄夹子地线孔，再由一根地线转接到铁芯接地。
将黑夹子连接至铁芯接地，钳在低压侧A 相上。
◇接地导线为5 米。
◇仪器的接地由测量线导入。
Yn 形测量B 相接线示意图◇测量系统共一点接地，取变压器铁芯接地。
◇黄夹子为输入，钳在Yn 的‘O’点、绿夹子为测量，钳在B 相上。
◇地线连接网依次由绿夹子地线孔插入接地线至黄夹子地线孔，再由一根地线转接到铁芯接地。
变压器绕组变形试验.PPT共20页
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。——意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
变压器绕组变形试验详解
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。
变压器绕组变形测试讲义
讲义变压器绕组变形测试技术及其应用Transformer Winding Deformation Test Technology & Application临沂供电公司目录1 前言1.1 什么是绕组变形?1.2 绕组变形的原因1.3 绕组变形的危害2 绕组变形的测量方法2.1 阻抗法2.2 低压脉冲法2.3 频率响应法3 频率响应法的原理3.1.1 变压器线圈的等值电路3.1.2 空心电感的电感量计算及变化分析3.2 绕组变形种类以及变形在等值电路中的等效分析3.2.1 整体变形3.2.2 局部变形4 变压器绕组变形测试仪4.1 测试仪组成4.2 主要技术参数4.3 特点5 现场测试过程中的注意事项5.1 对测试环境的要求5.2 对变压器状态的要求5.2.1对引线、周围接地体和金属悬浮物的要求5.2.2 对分接位置的要求5.2.3 对接地的要求5.2 测试接线方式5.2.1 YN接线5.2.2 Y接线5.2.3 对于Δ接线5.2.4 有平衡绕组的变压器5.2.5 套管末屏取信号的问题5.2.6 其它注意事项6 绕组变形波形分析6.1 频率响应图谱的特征6.1.1 差异是绝对的6.1.2 具有相对的一致性6.1.3 低压绕组的一致性较好6.1.4 厂用变压器的一致性较差6.1.5 三相变压器的一致性较好6.2 变形测试的判断6.2.1 低压绕组为主，高、中压绕组为辅6.2.2 横向比较为主，纵向比较为辅6.2.3 低频段为主，中、高频段为辅6.2.4 波形观察为主，相关系数判断为辅6.2.5 综合判断6.3 绕组变形程度的分类6.4 变压器绕组变形判断程序7 绕组变形测试仪的检验8绕组变形测试实例9利用频率响应法辅以阻抗电压法进行变压器绕组变形测试的应用研究1 前言变压器是电力系统中重要的设备之一，它的正常与否直接影响电力系统的安全运行。
近年来变压器短路故障呈现上升趋势，造成变压器绕组损坏的几率增加，严重威胁变压器的正常运行。
绕组变形试验
变压器绕组变形试验一、试验目的1、什么是变压器绕组变形变压器绕组变形是指绕组受机械力和电动力的作用，绕组的尺寸和形状发生了不可逆转的变化。
如：轴向和径向尺寸的变化，器身的位移，绕组的扭曲、鼓包和匝相间短路等。
2、变压器绕组发生变形的原因电力变压器在运行中难以避免的要承受各种短路冲击，其中出口短路对变压器的危害尤其严重。
尽管现代化的断路器能够快速的将短路故障从电路切除，但往往因某种原因自动装置不动作，使得变压器线圈在短路电流热和电动力的作用下，在很短时间内造成线圈变形，严重的甚至会导致相间短路，绕组烧毁；同时，变压器在运输安装过程中也可能受到碰撞冲击。
3、变压器绕组变形试验的目的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。
这种变压器一是由于绝缘距离发生变化或缘结纸受到损伤，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时，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。
二、变压器绕组变形诊断方法目前，各国普遍采用的变压器绕组变形诊断方法是短路阻抗法、低压脉冲法和频率响应分析法。
短路阻抗法的特点是测量简单，能较好地再现评估结果。
当参数偏离规定值时，可相当可靠地估计是否存在故障，但是需动用庞大试验设备，灵敏度不高。
．低压脉冲法克服了短路阻抗法的缺点，其灵敏度高，能检测出2~3mm的弯曲变形，但现场应用时抗干扰能力差，重复性差。
频率响应分析法（FRA）较低压脉冲法有抗干扰能力强、重复性强的优点，具有更高的灵敏度。
但对绕组首端故障不灵敏及绕组变形位置的判定问题有待解决。
变压器绕组变形试验PPT课件
频率响应法：
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绕组变形频率响应法
在绕组的一端输入扫频电压信号Vs(依次输入不同频率的正弦波电 压信号)，通过数字化记录设备同时检测不同扫描频率下绕组两端 的对地电压信号Vi(n)和Vo(n)，得到被测变压器绕组的传递函数
H(n):
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频率响应法接线
YN接线
Y接线
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频率响应法接线
△接线
△外接线
变压器绕组变形试验
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绕组变形定义
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，它将直接影响变压器的安全运行。
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绕组变形的原因
短路故障电流冲击是变压器绕组变形的最主要外因。
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频率响应法的变形程度判断
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频率响应法的变形程度判断
➢从波峰和波谷的频率分布
位置以及分布数量均存在差
异，可判定变压器在遭受突
发性短路电流冲击后绕组变
形。
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频率响应法的形程度判断
a 当频响特性曲线低频段(1kHz～100kHz)的谐振峰发 生明显变化时，通常预示着绕组的电感变化或发生整 体变形现象。
b 当频响特性曲线中频段(50kHz～600kHz)的谐振峰发 生明显变化时，通常预示着绕组发生扭曲和鼓包等局 部变形现象。
c 当频响特性曲线高频段(>600kHz)的谐振峰发生明显 变化时，通常预示着绕组的对地电容改变。
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绕组变形低电压电抗法
低电压电抗法的试验接线与短路试验接线相同。通 常将绕组对中的较低电压侧短路(以下称短接侧)，从 绕组对中的较高电压侧(以下称加压侧)施加额定频率 的交流电压，进行试验。
变压器绕组变形试验培训PPT课件
变形测试周期
※ 110kV以上变压器在出厂时和投运前，应进行
频率响应试验和低电压阻抗测试，以判断变压 器在安装和运输中是否发生绕组变形，同时提 供该变压器今后运行时需要测试绕组变形时比 较用的原始数据。 ※在变压器遭受近区短路后，除有足够的理由确 认变压器无变形外，应进行频率响应试验或低 电压阻抗测试，
低压脉冲测试
改良低压脉冲测试
※从某个绕组的一端对地注入低压脉冲信号，
会传递到绕组的另一端，同时测量两端的时域 信号，并通过计算转换到频域，并计算传递函 数。 ※通过比较同一绕组不同时期，同一变压器同一 电压等级绕组不同相间，同类变压器同类绕组 的频率响应，判断被试绕组是否有变形情况。 因此原理与绕组的频率响应测试是基本相同一 致的。
部分电容法
❖绕组电容与绕组尺寸、相对位置、绝缘介质相
关，绕组的等值电容量直接反映出了各绕组间、 绕组对铁心、绕组对箱体及地的相对位置和绕 组的自身结构等。当绕组发生相对位移时，电 容值改变，从而可判断其是否有结构变化。
❖由于绕组电容值是一个分布参数，对严重的变
形和绕组的整体窜动，灵敏度较高。而对鼓包、 扭曲等故障表现为灵敏度很差，只能作为补充 测试方法。
频响法变压器绕组变形测试结果分析
幅频响应特性曲线低频段:（1kHz~100kHz） 的波峰和波谷发生明显变化，则预示绕 组可能发生整体变形，包括匝间或饼间 短路的情况。频率低时，绕组的对地电 容及饼间电容所形成的容抗较大，而感 抗较小，
频响法变压器绕组变形测试结果分析
幅频响应特性曲线中频段: （100kHz~500kHz）的波峰和波谷 发生明显变化，则通常预示绕组发 生扭曲和鼓包等局部变形现象。
的测量精度内
短路阻抗测试注意事项
解读短路阻抗法变压器绕组变形测试
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。
变压器绕组变形课件
( d B t d) t - y t dn t - y n 0 1 -1 0 2
1 . L a lx 0 2 . L a lx 0
-2 0
• （2）横向比较法
Rs
Cs Cb Cs Cg Cs Cg Cg Cs Cs Cg Cg Cs Cb
Vi
R Vo
Cg为绕组对地电容、Cb为套管对电容、 Ls为线圈电感、Rs为扫频信号输出电阻、 R为匹配电阻
Vi为扫频输入信号，Vo为响应输出信号，它实 际上代表流经Ro的电流，则Vo/Vi的比值就代表了 一种电抗的变化。如果绕组发生了轴向、径向尺 寸变化等变形现象，势必会改变网络的Ls、Cs、 Cg等分布参数，导致其传递函数H(jω )的零点和 极点分布发生变化。因此，变压器绕组的变形是 可以通过比较变压器绕组的频率响应来诊断的。
2、发生绕组变形原因
短路故障电流冲击 变 压 器 绕 组 变 形
在运输、安装或者吊罩大 修过程中受到意外冲撞
多次过流动作
绕组承受短路能力不够
3、测试目的
• 绕组变形会直接影响变压器的绝缘结构，或造成 内部结构松动间接影响到绝缘，危害变压器的正 常运行。 • 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，并有计划地进行吊罩检 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。
2.0 R LF 1.0或0.6 R MF 1.0
R LF 2.0和R MF 1.0和R HF 0.6
注：RLF为曲线在低频段(1kHz ～100KHz)内的相关系数； RMF为曲线在中频段(100KHz ～600KHz)内的相关系数； RHF为曲线在高频段(600KHz ～1000KHz)内的相关系数 。
变压器绕组变形试验
作为绕组变形测试方法，主要有阻抗法、低压脉冲法及
频率响应法三种。
2. 绕组变形测量方法
2.1 阻抗法 其原理是通过测量变压器绕组在50Hzห้องสมุดไป่ตู้的阻抗或漏抗，
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、匝间短路、开路、线圈位移等。 国标和IEC标准都规定了额定电流下阻抗变化的限值， IEC建议超过3%为异常，国标认为根据线圈结构的不同取 2%～4%。
时，变压器的铁心基本不起作用。
3. 频率响应法原理
每个绕组均可视为一个由电阻、电容、电感等分布参数
构成的无源线性双端口网络，并且忽略绕组的电阻（通常 很小），则绕组的等效网络如下页图表示:
2. 绕组变形测量方法
2.3 频率响应法 频率响应法的测试原理如图2.2所示。
频率响应法的测试原理图
在绕组的一端输入扫频电压信号Vs（依次输入不同频率的 正弦波电压信号），通过数字化记录设备同时检测不同扫 描频率下绕组两端的对地电压信号Vi(n)和Vo(n)，并进行 相应的处理，最终得到被测变压器绕组的传递函数H(n): H(n)=20log[Vo(n)/Vi(n)]
3. 频率响应法原理
3.1变压器线圈的等值电路
变压器线圈一般都设计为饼式结构，其目的是为了绝缘 和耐压考虑的，同时各饼之间都有间隙，便于散热，各线
圈饼对地及对其它相、其它电压等级线圈都有一个临近电
容，线圈自然也有电感。另外套管还有对地电容，引线及 接头对地也有电容，所有这些按其所在结构的位置，都有 其所代表的结构参数，所以按其结构，可以构成一个变压 器的线圈在进行测试时的一个等值电路。当频率超过1kHz
压器的安全、可靠运行。
2. 绕组变形测量方法
浅谈变压器绕组变形测量方法
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。
电力试验指导之变压器绕组变形试验
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。
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讲义变压器绕组变形测试技术及其应用Transformer Winding Deformation Test Technology & Application临沂供电公司目录1 前言1.1 什么是绕组变形?1.2 绕组变形的原因1.3 绕组变形的危害2 绕组变形的测量方法2.1 阻抗法2.2 低压脉冲法2.3 频率响应法3 频率响应法的原理3.1.1 变压器线圈的等值电路3.1.2 空心电感的电感量计算及变化分析3.2 绕组变形种类以及变形在等值电路中的等效分析3.2.1 整体变形3.2.2 局部变形4 变压器绕组变形测试仪4.1 测试仪组成4.2 主要技术参数4.3 特点5 现场测试过程中的注意事项5.1 对测试环境的要求5.2 对变压器状态的要求5.2.1对引线、周围接地体和金属悬浮物的要求5.2.2 对分接位置的要求5.2.3 对接地的要求5.2 测试接线方式5.2.1 YN接线5.2.2 Y接线5.2.3 对于Δ接线5.2.4 有平衡绕组的变压器5.2.5 套管末屏取信号的问题5.2.6 其它注意事项6 绕组变形波形分析6.1 频率响应图谱的特征6.1.1 差异是绝对的6.1.2 具有相对的一致性6.1.3 低压绕组的一致性较好6.1.4 厂用变压器的一致性较差6.1.5 三相变压器的一致性较好6.2 变形测试的判断6.2.1 低压绕组为主，高、中压绕组为辅6.2.2 横向比较为主，纵向比较为辅6.2.3 低频段为主，中、高频段为辅6.2.4 波形观察为主，相关系数判断为辅6.2.5 综合判断6.3 绕组变形程度的分类6.4 变压器绕组变形判断程序7 绕组变形测试仪的检验8绕组变形测试实例9利用频率响应法辅以阻抗电压法进行变压器绕组变形测试的应用研究1 前言变压器是电力系统中重要的设备之一，它的正常与否直接影响电力系统的安全运行。
近年来变压器短路故障呈现上升趋势，造成变压器绕组损坏的几率增加，严重威胁变压器的正常运行。
据国家电力公司不完全统计，仅在1990年至1997年间国内110kV及以上电压等级的变压器，因遭受短路故障电流冲击直接导致的损坏事故约为145台次，占同期总事故台次的31%，如表1.1所示。
而对于厂用变压器(包括厂变和备变)，该问题则显得更加突出。
一方面说明，变压器绕组抗短路能力的设计水平不够，有待变压器生产厂家的改进和提高；另一方面，迫切希望有一种方法能快速准确地对变压器绕组是否发生有害变形进行诊断，以便及时应用于变压器绕组故障的判断和决策实践。
这种方法就是变压器绕组变形测试技术。
表1.1 1990～1997年变压器短路损坏事故统计表1.1 什么是绕组变形?电力行业标准DL/T911－2004《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》对绕组变形的定义是：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，它将直接影响变压器的安全运行。
1.2 绕组变形的原因造成绕组变形的主要原因有：1.2.1 短路故障电流冲击电力变压器在运行过程中，不可避免地要遭受各种短路故障电流的冲击，特别是变压器出口或近区短路故障，巨大的短路冲击电流将使变压器绕组受到很大的电动力(是正常运行时的数十倍至数百倍)，并使绕组急剧发热。
在较高的温度下，导线的机械强度变小，电动力更容易使绕组破坏或变形。
短路故障电流冲击是变压器绕组变形的最主要外因。
众所周知，电力变压器线圈是以绝缘垫块隔开的铜或铝线段所构成的。
这种系统的动特性在发生突发短路时是变化的。
因为绝缘垫块的弹性与其压紧程度有关，即与作用力有关。
电动力本身也不是恒定不变的，而是按照复杂的规律变化。
虽然对短路时作用在变压器线圈上的电动力的研究始于四十年代，但是由于动态过程分析的复杂性，到目前为止尚不能用理论计算结果正确反映出变压器承受突发短路电流冲击的能力。
理论分析表明，作用在变压器上的电动力可分为轴向（纵向）和径向（幅向、横向）力两种。
径向力的作用方向取决于线圈相互位置及其电流的方向，对双线圈变压器而言，径向力拉伸外部线圈，压缩内部线圈，为了提高内部线圈对径向力的刚度。
通常是将线圈绕制在由绝缘筒支撑的撑条上。
此时，该线圈不但要承受到压缩力作用，还会同时受到撑条所产生的弯曲力作用。
如果所受到的合应力超过线圈刚度的屈服点，必将导致线圈发生永久变形，出现经常见到的梅花状或鼓包状绕组变形现象。
变压器线圈遭受到的轴向力可使线段和线匝在竖直方向弯曲，压缩线段间的垫块，并部分地传递到铁轭，力求使其离开心柱。
通常，最大的弯曲力产生在位于线圈端部的线段中，而最大的压缩力则出现在位于线圈高度中心的垫块上。
当线圈不等高时（主要由于调压分接头所致）或磁势分布不均匀时，轴向力较之径向力更能引起变压器事故。
由此可见，当变压器在运行过程中遭受突发性短路故障电流冲击时，每个线圈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内绕组出现变形（尤其是对自耦变压器），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。
1.2.2 在运输、安装或者吊罩大修过程中受到意外冲撞电力变压器在长途运输、安装或者吊罩过程中，可能会受到意外的冲撞、颠簸和振动等，导致绕组变形。
1.2.3 保护系统有死区，动作失灵保护系统存在死区或动作失灵都会导致变压器承受稳定短路电流作用的时间长，也是造成变压器绕组变形故障的原因之一。
粗略统计结果表明，在遭受外部短路时，因不能及时跳闸而发生损坏的变压器约占短路损坏事故的30%。
1.2.4 绕组承受短路能力不够当变压器绕组出现短路时，会因其承受不了短路电流冲击力而发生变形。
近几年来，对全国110kV及以上的电力变压器事故统计分析表明，因绕组承受短路能力不够已成为电力变压器事故的首要内部原因，严重影响电力变压器的安全、可靠运行。
1.3 绕组变形的危害绕组变形是电力变压器安全运行的一大隐患。
多台变压器的实际试验经验表明，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。
按照第12届国际大电网会议委员会的评估，变压器绕组的许多绝缘故障均是由于绝缘的最初机械损伤造成的。
变压器在遭受短路故障电流冲击，绕组发生局部变形后，即使没有立即损坏，也有可能留下严重的故障隐患，例如：a. 绝缘距离发生改变，固体绝缘受到损伤，导致局部放电发生，当遇到雷电过电压作用时有可能发生匝间、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而发生绝缘击穿事故。
b. 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。
既然变压器绕组变形不可避免，怎样检测变压器绕组是否发生了变形？变形的程度如何？能否继续运行？如果有严重变形，变形的位置? 怎样处理？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，并有计划地进行吊罩检查和检修，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。
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（如意大利）甚至把该项工作放在变压器预防性试验项目的首要位置。
国家电力公司在国电发[2000]589号文《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项目。
相关部分条款摘录如下：(1)第15.2.5条：对110kV及以上电压等级变压器在出厂和投产前应做低电压短路阻抗或用频响法测试绕组变形，以留原始记录；(2)第15.6条：变压器在遭受近区突发短路后，应做低电压短路阻抗或用频响法测试绕组变形，并与原始记录比较，判断变压器无故障后，方可投运；(3)第20.2.9条：订购变压器时，应要求厂家提供变压器绕组频率响应特性曲线、做过突发短路试验变压器的试验报告和抗短路能力动态计算报告；安装调试应增做频率响应特性试验；运行中发生变压器出口短路故障后应进行频率响应特性试验，绕组变形情况的测试结果，作为变压器能否继续运行的判据之一。
2004年12月14日，国家发改委发布了电力行业标准DL/T911－2004《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》，该标准适用于6kV及以上电压等级电力变压器及其他特殊用途的变压器。
2 绕组变形的测量方法变压器绕组发生局部的机械变形后，其内部的电感、电容分布参数必然发生相对变化。
这是开展变压器变形测试的依据和基础。
常规方法(如测量变比、直阻和电容)诊断变压器绕组是否发生变形是困难的，因其灵敏度太低。
吊罩检查除了需花费大量人力、物力、财力外，对判断内侧绕组有无变形也是困难的。
作为绕组变形测试方法，主要有阻抗法、低压脉冲法及频率响应法三种。
2.1 阻抗法最早使用的绕组变形测试方法是阻抗法。
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。
国标和IEC标准都规定了额定电流下漏抗变化的限值，IEC 建议超过3%为异常，国标认为根据线圈结构的不同取2%～4%。
美国ANSI标准96年版已将短路阻抗测试作为预试项目之一。
多年来的现场使用经验表明该方法由于受条件所限，现场很难达到额定电流(尤其对大型变压器)，且对测试仪表的检测精度要求很高，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。
但阻抗法实施简单，又有标准可循，仍不失为一种互补的手段，尤其是对大量的中、低压等级的变压器。
根据电工原理，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(jω)或H(t)来描述。
变压器绕组是一个分布参数的电路网络，是一个电阻、电感和电容链，对不同频率的信号源有不同的响应，如在低频下呈现为电感特性而在高频下为电容特性。
因此，可将绕组看作一个两端网络，其中的网络参数反映了绕组结构的固有特性，既可通过测试其传输比参量随频率的变化(即频率响应)，也可通过测试其对低压脉冲的时域响应，反映网络参数的变化，反映绕组结构本身特性的变化。
这就是频率响应法（简称FRA-Frequency Respond Analysis）和低压脉冲法（简称LVI-Low Voltage Impulse）的测试原理。
2.2 低压脉冲法低压脉冲法的测试原理如图2.1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)，并进行相应的处理，最终得到该变压器绕组的传递函数h(t)或H(jω)，即：h(t)=Vo(t)/Vi(t)h(jω)=Vo(jω)/Vi(jω)然后根据波形变化来判断变压器绕组变形。