电力变压器绕组变形测量与分析
电力变压器绕组变形的测试方法及对比分析
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
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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：
变压器绕组变形短路阻抗测试法及其结果分析
变压器绕组变形短路阻抗测试法及其结果分析摘要：本文介绍了电力变压器绕组变形的基本原理以及短路阻抗的测试和计算方法。
并通过几个实例，介绍了如何利用测得阻抗值分析、判断变压器绕组变形的方法和应用。
关键词：变压器；绕组变形；短路阻抗；结果分析引言作为电力系统中重要的主设备，变压器的安全运行将严重影响电网的安全运行。
近年来，国内许多大型变压器事故都是由于变压器低压侧短路造成的。
变压器的抗短路能力已成为衡量变压器的重要指标，是保障电网中、低压系统安全运行的必要条件。
目前，在电网中运行的变压器有些为老旧变压器，有的运行年限多达几十年，这些变压器抗短路能力差，容易在遭受突发短路时因承受不了过大的电动力而造成设备损坏。
还有的变压器损耗低，有的为节省原材料，但变压器低压绕组未采取足够的抗短路措施，在不大的短路电流下变压器就会损坏。
因此，正确地诊断变压器绕组变形程度，合理检修变压器是提高变压器抗短路能力的一项重要措施。
根据相关规定，发生出口短路要对变压器进行低电压阻抗的测试。
目前国内外对变压器的绕组变形试验方法主要有三种方法：1、阻抗法，2、低压脉冲法，3、频率响应分析法。
因低电压阻抗法其方法简单，所用仪器均是常用仪器，因此一般试验人员均能熟练掌握，是非常广泛使用的一种方法。
一、变压器绕组变形的原理及受力分析变压器遭到突发短路时，如果短路电流小，继电保护快速动作切除故障，对变压器绕组的影响是轻微的；如果短路电流大，继电保护动作时间长，甚至拒动，则对变压器绕组的影响将是严重的，甚至有可能造成变压器损坏。
对于轻微的变形，如果不及时检修，在多次短路冲击后，累积效应也会使变压器损坏。
变压器绕组发生局部机械变形后，其内部的电感、电容等分布参数必然随之发生相对变化。
然而，由于变压器结构、生产厂家的不同，其绕组承受短路电流的能力不同，在承受相同短路电流后，其绕组变形的程度、变形后内部分布参数的相对变化等往往相差较大。
特别是在一个电网中，变压器种类繁多，生产厂家各不相同，如何对遭受出口或近区短路变压器的绕组变形程度作出准确判断，仍有待探讨。
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。
频率响应法、低电压短路阻抗法测试绕组变形的应用
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。
变压器绕组变形的分析判断和处置
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。
频响分析法和短路阻抗法结合的变压器绕组变形测试试验
频响分析法和短路阻抗法结合的变压器绕组变形测试试验摘要：电力变压器在电力系统中起着能量转换与运输的作用，变压器故障直接威胁着整个电力系统的安全稳定运行。
变压器绕组因外部短路等原因造成的变形甚至损坏故障较为多见，对电网的稳定与安全运行影响重大。
本文提出一种频响分析法和短路阻抗法相结合的变压器绕组变形测试方法，并展开相关试验。
关键词：变压器；频响分析法；绕组变形；短路阻抗法一、频响分析法和短路阻抗法相结合的变压器绕组变形模拟测试本试验采用模型变压器对理论分析进行验证，试验设备采用基于扫频短路阻抗法的绕组变形测试系统，接线方式如图1所示，将变压器原边加压副边短接，在加压侧施加≥100W的大功率扫频信号，通过测量装置获得激励和响应信号，从而绘制出扫频短路阻抗法的试验曲线，进行变换不同的坐标系等处理，使数据的特性显示更加明显。
通过试验对比，可以得出以下结论：①在频率大于45k Hz以后，模型变压器在低压二次开路及短路情况下测的的相应曲线基本重合，因此扫频短路阻抗法可以获得在中、高频频段与传统频率响应法一致的频响曲线；②低频段两种方法下获得的曲线差别较大，但二次短路情况下（<1k Hz）获得的曲线表现为线性，与频率成正比，可以认为是集中参数的漏抗，如图3短路阻抗-频率曲线的低频段所示。
通过短路阻抗-频率特征曲线，可以获得50Hz时的短路阻抗值（见表1），与铭牌值进行比较相差不大，短路阻抗值的测量精度满足要求；③扫频短路阻抗法可以将频率响应法和短路阻抗法有机的结合在一起，一次测试能够同时获得频响曲线和短路阻抗-频率曲线，在低频段和中高频段可以分别运用短路阻抗值和频响曲线的差异来判断变压器是否存在绕组变形。
二、频响分析法和短路阻抗法相结合的的判断方法的研究对扫频阻抗法获得的数据进一步处理，还可以获得以下特征曲线：①阻抗/ω-频率（Zk/ω-f）特征曲线；②阻抗-频率（Zk-f）特征曲线；③电阻-频率（R-f）特征曲线；④电抗-频率（X-f）特征曲线。
电力变压器绕组变形的电抗法检测判断导则
电力变压器绕组变形的电抗法检测判断导则引言电力变压器是电力系统中常见的重要设备，用于将高压电能转换为低压电能，以满足不同电压等级的需求。
在运行过程中，由于各种原因，变压器绕组可能发生变形，导致其性能下降甚至故障。
因此，对变压器绕组进行定期的检测和判断是非常重要的。
本文将介绍一种用于检测和判断电力变压器绕组变形的方法——电抗法。
通过测量绕组的等效电感值和损耗因数来判断绕组是否有变形，并提供了一些相关导则供参考。
1. 电抗法原理电抗法利用绕组内部产生的磁场来测量其等效电感值和损耗因数。
当绕组没有发生变形时，其磁场分布均匀且对称，而当发生变形时，磁场分布会发生改变。
通过测量磁场的分布情况以及与之相关的参数，可以推断出绕组是否存在变形。
2. 检测步骤2.1 准备工作在进行电抗法检测之前，需要进行一些准备工作，包括： - 确定检测的变压器绕组和测量点； - 清理绕组表面，确保没有灰尘、油污等影响测量的因素； - 确保测量设备的准确性和可靠性。
2.2 测量等效电感值通过对绕组施加交流电压，测量绕组的电流和电压，并计算出其等效电感值。
具体步骤如下： 1. 将交流电源连接到待测绕组，并设置合适的频率和幅值； 2. 使用合适的传感器或仪器，分别测量绕组的电流和电压； 3. 根据所得数据计算出绕组的等效电感值。
2.3 测量损耗因数通过对绕组施加交流电压，测量绕组的有功功率和无功功率，并计算出其损耗因数。
具体步骤如下： 1. 将交流电源连接到待测绕组，并设置合适的频率和幅值； 2. 使用合适的传感器或仪器，分别测量绕组的有功功率和无功功率； 3. 根据所得数据计算出绕组的损耗因数。
2.4 判断变形通过对测量结果进行分析和比较，判断绕组是否存在变形。
一般来说，以下情况可能表明绕组存在变形： - 等效电感值异常偏离正常范围； - 损耗因数异常偏离正常范围； - 磁场分布不均匀或不对称。
3. 判断导则根据实际经验和相关标准，可以提供一些判断导则用于参考。
变压器绕组变形测试分析
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。
变压器绕组变形试验作业指导书
变压器绕组变形试验作业指导书1范围本作业指导书适用于电力生产、基建、试验研究等单位和部门。
本作业指导书规定了交接验收、预防性试验、检修过程中的变压器绕组变形试验（频率响应法）的试验项目的引用标准、仪器设备要求、试验人员资质要求和职责、作业程序、试验结果判断方法和试验注意事项等。
制定本指导书的目的是规范操作、保证试验结果的准确性，为设备运行、监督、检修提供依据；指导设备管理人员和现场工作人员应用变压器绕组变形测试技术对电力变压器进行检测和诊断，为变压器设备运行检修提供依据，提高变压器设备运行的可靠率。
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、运行情况及其它试验项目进行全面的、历史的、综合的分析比较，以判断变压器绕组变形程度。
本指导书提出的判断方法和注意值仅适用于使用差值判断变压器绕组变形的方法。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本作业指导书的引用而成为本作业指导书的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本作业指导书，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本作业指导书。
GB1094.1 电力变压器第一部分总则GB1094.2 电力变压器第二部分温升GB1094.3 电力变压器第三部分绝缘水平和绝缘试验3定义本作业指导书采用下列定义变压器绕组变形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冲击，在运输安装过程中也可能受到碰撞冲击。
在这些冲击力（包括电动力和机械力）作用下，变压器绕组就可能发生轴向、径向尺寸变化、位移、扭曲、鼓包等变形。
变形程度正常指变压器处于原始状态或不存在明显变形，可以继续运行，绕组不需要整修。
一般变形指变压器存在明显变形需要加强监督，应在适当时机安排检修，再次短路或其它冲击将有很大可能造成变压器损坏，需要整修或更换绕组；严重变形指变压器因变形而不能继续运行必须马上处理；频率响应法在一定的频率范围内，对变压器某一绕组的一端施加一系列特定频率的信号，测量其两端的响应信号，即可得出该变压器绕组频率响应特性。
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。
电力变压器绕组变形原因分析及测试方法
电力变压器绕组变形原因分析及测试方法摘要：电力变压器运行中，出现绕组轴向或径向变形等问题时，会影响运行安全稳定，不能及时解决问题，可能出现恶性放电事故。
基于此，对大型变压器展开绕组变形检查，监测和分析其问题成因，是电力企业重要工作重点之一。
本文拟从电力变压器由于电动力或机械力造成变压器绕组轴向或径向尺寸变化的具体表现、存在动因及检测方法三方面展开电力变压器绕组变形研究分析，以期从根本上解决问题，对电力变压器的运输、安装、运行起到积极借鉴作用。
关键词：电力变压器；绕组变形；测试方法前言电力企业系统运行中，变压器是极为重要的设备。
电力变压器是否安全运行，关系到电网安全能否得以保障。
如果电力企业变压器在生产运行中出现重大安全事故，极易造成大范围停电，影响正常用电供给。
一般，电力企业变压器检修以半年为一个周期，检修期间涉及范围广，检修费用较高。
因此，及时进行变压器故障原因分析，采取对应问题解决办法，能够降低设备故障发生频率，积极保障电力系统正常运行。
1概述电力企业运行系统发展中，电力变压器作用至关重要。
当下，国内电力行业发展稳且快。
最新统计资料显示，到上年年底，我国电力行业整体的发电装机总容量已经高达22亿kW，发电装机总容量稳居世界首位。
而近年来，随着国内电力行业进一步发展，电网容量也呈持续增势，超高压电力系统与特高压电力系统逐渐成熟，大容量系统和区域电网系统等也进一步成成型，电力行业整体电力输送要求提高。
人们的用电需求也随着区域网和国家电网等的建立逐步提升。
随着电网规模扩大，短路容器问题开始频发，电力变压器损害中，短路故障占比有所增加。
电力变压器外部短路原因较容易造成变压器绕组形成，对电力系统正常运行威胁严重，成为电力变压器正常工作中较为常见的故障之一[1]。
2绕组变形原因分析及预防措施2.1绕组变形原因（1）变压器绕组在运行过程中受外力挤压。
随着科学技术不断发展，电力企业先后引入了新型设备，在设备运输，组装过程中，难免会受到外力影响。
变压器绕组变形测试仪频响法和阻抗法
变压器绕组变形测试仪频响法和阻抗法HZBX-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，该变压器绕组变形测试仪采用目前世界发达国家正在开发完善的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。
变压器设计制造完成后，其线圈和内部结构就确定下来，因此对一台多绕组的变压器线圈而言，如果电压等级相同、绕制方法相同，则每个线圈对应参数(Ci、Li)就应该是确定的。
因此每个线圈的频域特征响应也随之确定，对应的三相线圈之间其频率图谱具有一定可比性。
其中进口变压器绕组变形测试仪是测量和判断变压器故障的主要手段，变压器绕组变形测试仪的原理主要有变压器绕组变形测试仪低电压短路阻抗法和变压器绕组变形测试仪频率响应法。
我们先来介绍一下变压器绕组变形测试仪频率响应法原理频率响应法就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采集绕组两端的端口特性参数，如输人、输出阻抗和电压、电流传输比的频率响应曲线等，通过分析端口参数的频率图谱特性，来判断绕组的结构特征，如果绕组发生变形，就会使分布电容和电感发生变化，反映到端口参数的频率图谱也会发生变化，对于同类型的变压器绕组，由于绕组结构的类似性，其测得的频率响应曲线必然有可比性，所以变压器绕组变形测试仪频率响法是通过故障前后录取频率的响应曲线来判断变压器绕组变形程度，结合这一特征和原理，武汉汇卓电力研制了HZBX-H 变压器绕组变形测试仪。
电力变压器绕组变形测试仪有线性扫描和分段扫描，兼肉国内两种技术。
然后是绕组变形测试仪低电压短路阻抗法测试原理变压器短路阻抗是当负载阻抗为零时，变压器内部的等效阻抗、短路阻抗的电抗分量，即短路电抗，就是绕组的漏电抗，漏电抗是由绕组的几何尺寸所决定的，对于一台变压器，当绕组变形、几何尺寸发生变化时，其短路电抗值也要变化，如果运行中的变压器受到了短路电流的冲击，为了检查其绕组是否变形，可将短路前后的短路电抗值加以比较，如果变化较大，则可认为绕组有显著变形。
110kV变压器带有局放测量的感应耐压和绕组变形试验探讨
110kV变压器带有局放测量的感应耐压和绕组变形试验探讨摘要：矿区变电站核心部件是大型油浸式电力变压器，为确保变压器安全有效运行，从验收开始到运行中全生命周期的对其进行监测、维护、检修、试验等。
其中变压器的试验项目较多，除绝缘测试、直流电阻、介质损耗、直流泄漏外，还应进行感应耐压试验、绕组变形试验。
关键词：对比分析、感应耐压、绕组变形、研究前言：依据GB50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》油浸式电力变压器的试验项目中含感应耐压和绕组变形试验。
而其中带局放测量的感应耐压试验是变压器交接试验最为复杂和难度最大的试验，是对变压器纵绝缘考核最为严格的试验。
局放感应耐压试验完毕后对变压器进行频响法绕组变形测试，则是检验变压器绕组线圈在运输中和感应耐压后有无变形最直接的分析判断。
采用无局放变频电源，无局放励磁变压器，无局放补偿电抗器系统在现场进行变压器带有局放测量的感应耐压交接试验，试验所需设备少，接线方式灵活。
尤其对110kV电压等级的变压器，由于入口电容量比较小，所需变频电源的无功容量较小，可使用无局放变频电源和无局放励磁变压器，调节试验频率大于100Hz进行局放感应耐压试验。
或增加无局放补偿电抗器，使用合适的电感量，谐振频率大于100Hz，对被试变压器进行补偿的方式，较小电源负荷，也可进行试验，到达试验目的。
1、概述公司刘庄矿110kV变电所有二台SZ9-40000/110变压器，为检查现场运输及安装的质量，根据GB50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》，由电气试验组现场进行了各项基本项目的试验以及局放感应耐压试验、绕组变形试验。
变压器铭牌如下：型号：SZ9-40000/110 容量：40000kVA额定电压比(kV)：（110±8x1.25%）/10.5连接组别：YNd11绝缘水平：h.v.线路端子 LI/AC 480/200kVh.v.中性点端子 LI/AC 250/95kVI.v.线路端子 LI/AC 75/35kV空载损耗：26.385kW,低压电压10500V,低压电流2199.4A。
电力变压器绕组径向变形的研究
科技风2017年12月电力变压器运行的可靠性对保障电力系统安全稳定运行 具有重要意义[14。
目前，电力变压器绕组变形缺陷的检测主 要依靠离线检测技术，主要有短路阻抗法[3]、低压脉冲法[4]、频 率响应分析法和扫频短路阻抗法[5]等。
径向变形是绕组变形 的常见形式。
目前，将频响法用于绕组变形的诊断时，主要是 对绕组的幅频响应特性进行纵向或横向比较，以相关系数定义 绕组的变形程度[6]，这种判别方法较为笼统。
本文运用有限元法仿真出正常及变形绕组的电感和电容 参数，由多导体理论模型得到绕组的传递函数，并作出幅频响 应特性曲线，以分频率下的欧式距离作为数值指标实现了绕组 径向变形程度的诊断。
1绕组频响曲线的获取和仿真分析在较高频率的电压作用下，变压器绕组可视为一个无源线 性双口网络[6]。
当绕组变形，则绕组的结构变化必然改变网络 内部的分布电感、电容等参数，从而导致传递函数的零点和极 点发生变化，频率响应特性发生变化。
本文运用有限元软件 ANSYS MaxwelR ]，建立正常及各种变形形式绕组的二维模型， 分别得到变压器每匝绕组间单位长度的电容和电感参数，并作 出绕组的幅频响应特性曲线。
本文采用ANSYS Maxwell 软件进行仿真，选取电力变压器 的型号为SF 10 -40000/110,连续式绕组，共540匝。
将绕组从 上到下等分为三部分上部，中部，下部。
对每一种变形部位，定义左移变形量为4mm ，8mm ，12mm ， 16m m 的变形程度分别为I 级，2级，3级，4级。
对于每种变 形部位的每种变形程度等级，按照绕组频响曲线的获取方法所 述，分别计算得到频带范围为1kHz - 1M H z 内的1000个均匀频 率点下的幅频值，并拟合出幅频响应曲线。
2绕组频响曲线的数值指标分析在得到变压器绕组的幅频响应曲线后，即可进一步通过建 立数值指标以实现绕组变形位置及变形程度的诊断。
本文选 取分频率下的欧氏距离作为数值指标。
电气试验中电力变压器绕组变形分析
电气试验中电力变压器绕组变形分析发表时间：2018-01-10T10:54:43.087Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：万子逸雷兴宇[导读] 摘要：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。
（云南电网有限责任公司昆明供电局云南昆明 650011）摘要：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。
在电气试验中，电力变压器绕组的试验接线，应按相关规程的规定进行。
否则，会产生不允许的测量误差，甚至导致电力变压器的绝缘损坏。
基于此，本文就电气试验中电力变压器绕组变形进行了分析。
关键词：变压器；绕组变形；电气试验1电气试验通常情况下电气试验可以分为两大类，即破坏性试验和非破坏性试验。
破坏性试验一般指的是对电气设备的性能和质量会造成一定损坏的电气试验，比较常见的有直流耐压试验和交流耐压试验等。
与非破坏性试验相比，这种试验对工作人员有更高的要求，在具体试验时必须要用高电压进行，这在某种程度上也增加了试验的风险性和危害性，因此在进行这种破坏性试验时工作人员一定要做好安全防护工作，严格保护好试验人员的人身和财产安全。
而非破坏性试验通常都是在低电压的条件下进行，对电气设备的性能等情况不会产生较大危害，而且试验的危险性也较低，难以对试验人员的人身财产产生较大危害。
2 频率响应法原理2.1 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，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（jω）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，Ri、Ro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。
变压器绕组变形的测试与诊断分析
变压器绕组变形的测试与诊断分析发表时间：2017-07-17T16:34:18.867Z 来源：《电力设备》2017年第8期作者：金彦良[导读] 摘要：在电网容量持续增加的背景下，变压器损坏事故率呈现出升高的趋势。
为了扼制变压器绕组变形恶化，要求采取有效的检测手段来进行测试，并据此进行诊断。
据此，笔者结合相关知识，探讨变压器绕组变形的测试与诊断。
（青海黄河上游水电开发有限责任公司大坝管理中心）摘要：在电网容量持续增加的背景下，变压器损坏事故率呈现出升高的趋势。
为了扼制变压器绕组变形恶化，要求采取有效的检测手段来进行测试，并据此进行诊断。
据此，笔者结合相关知识，探讨变压器绕组变形的测试与诊断。
关键词：变压器；绕组变形；测试与诊断引言针对变压器绕组变形的现场测试，常用的检测方法包括低电压短路阻抗法、频率响应法（FRA）、扫频阻抗法及振动带电检测法。
在本案，笔者列举一台10kV变压器，并采用上述4种检测方法测试其绕组变形。
为了保证设备在检测时的状态相当，决定在现场同期进行测试，其中除了振动带电检测法以外，其余3中检测方法都在设备停役后开展。
一、振动带电检测法振动带电检测法是根据检测传至箱体的振动信号来判断变压器绕组的状态，具体以检测绕组机械特性变化的方式来确定其状态变化。
在振动测试时，先按图1所示在变压器高压侧布置测点，然后再对每一测点的测试结果开展频谱分析。
频谱分析结果显示，测点高频（＞1000Hz）成分多；除测点6以外，其余测点的数值都在正常范围以外；振动平稳性与频率复杂度的测试结果类似，测点3、5的数值极不理想，且测试结果在1h内存在较大波动。
据此可知，该变压器存在明显的绕组变形现象。
二、低电压短路阻抗法低电压短路阻抗法最先由前苏联提出，其是通过对变压器绕组在工频低电压下的短路阻抗进行测试，以判断绕组是否存在变形等缺陷。
通常而言，低电压短路阻抗现场测试采取伏安法，即：在测试前，先短接变压器一侧的出线，再施加另一侧的测试电压，然后再测量阻抗上施加的电压与电流，其中短路阻抗=电压基波分量/电流基波分量，注意短接用导线的截面积须足够大，且保证出线端子良好接触。
电力变压器绕组变形检测新技术的应用
电力变压器绕组变形检测新技术的应用摘要：作为电力系统中的重要设备，变压器的安全运行对于电力系统而言具有非常重要的意义。
据统计，变压器绕组是变压器事故损坏的主要部位。
因此，有必要对变压器绕组变形进行测试，降低故障，减少事故的发生。
鉴于此，本文就电力变压器绕组变形检测新技术的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：电力系统；变压器；绕组变形；技术应用电力系统的电气设备中，电力变压器极为重要，电力变压器稳定运行决定着安全、可靠的供电。
目前，由于国内的电力行业发展迅猛，电网容量不断增加，对超高压和特高压电力系统的需求量逐渐提高。
由于建立了容量大、区域大的互联和西电东送等复杂系统，因此对我国电力系统的稳定、安全、可靠运行提出了更高的标准。
1.电力变压器的重要性电力变压器的正常运行，决定了整个电网运行工作的好坏，它是相关电力输送企业在发展过程当中非常重要的一项电气设备，电力变压器，不仅控制着我们生活中必要的用电设备，还在整个电网系统的安全问题，产生了巨大影响，所以相关的专业技术人员要对电力变压器有足够的重视。
在实际生产操作中电力变压器非常容易受到环境中一些细节问题的影响，实际运营中一些微小的参数的改变，都会对电力变压器的正常运行产生巨大影响，所以相关的专业技术人员一定要重视电力变压器的维护工作，对于出现问题的一些电力变压器，一定要用合理的操作来维修和维护其正常的运行，这样才能合理地保证日常人们生活的正常电力输送，才能保证我们生活中用电的最大安全。
2.绕组变形测试原理目前绕组变形测试方法主要有短路阻抗法、低压脉冲法和频率响应法，由于频率响应法具有抗干扰能力强、灵敏度高、测试准确的特性，所以目前绕组变形测试普遍采用频率响应法原理，本文主要讲述的就是频率响应分析法。
变压器绕组变形测试频率响应分析法，就是对变压器内部参数在不同的频率下经过量化处理描绘出变压器绕组的传递函数特性曲线。
简单来说，就是在末端给一频率，在首端接收，判定是否存在较大差异，差异大说明有变形现象，差异小说明一致性好。
变压器绕组变形的测试技术探讨.docx
1前言1.1研究变压器绕组变形检测的重要性变压器是电力系统屮的重要设备-K运行的稳定性对系统安全影响极大，它发生事故往往会给电力部门带來巨大的经济损失和不良的社会影响。
随着经济的不断发展，用电量越来越大，变压器的容量及运行负荷日益增大。
系统间的联系不断加强，系统短路容量也越来越大，系统短路电流对变床器的冲击越来越大，对绕组的危害也随之增大。
当变压器外部发生突发短路吋，变压器线圈很容易发生变形。
如果一台已经发生绕组变形的变压器继续运行下去，就有可能遇到过电床或短路冲击而发生故障，有的甚至在运行中自行烧毁。
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，变压器故障屮，因短路冲击导致变压器故障变形的约占30%。
根据统计，我国因外部短路事故烧毁的110kV变床器，占llOkV变压器事故的20%〜35%。
所以对于新安装的变压器或遭受短路冲击的变床器,判断其绕组是否发生变形、变形程度是否影响变压器的安全运行,是非常重要的。
1.2变压器绕组变形检测在国外的发展H前,卅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H的首耍位置。
为了能及时发现绕组变形较严重但却仍在运行的电力变斥器，H前，国内外先后提出的用于检测变丿玉器绕组变形的方法主要有短路阻抗法、低用脉冲法和频率响应法等。
短路阻抗法最早由苏联提出，是通过测量工频电压下变床器绕组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。
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床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TEC标准都规定了额定电流下漏抗变化的限值，TEC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ANST标准96年版已将短路阻抗测试作为预试项H 之一。
虽然可以检测出较严重的绕组变形，但是灵敏度较低，且需动用沉重的试验设备和大容量的试验电源，试验吋间较长，因此难以推广应用。
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２０ ０６年第 １ 期 １
《 贵州电力技术》
（ 第８ ） 总 ９期
电力变压器绕组变 形测量 与分析
贵州 送变 电工 程公 司 皮定碧 ［５０２ ５０３１ ；
随着我省电力的快速发展 ， 电力输送等级的不
断 提升 ， 来越 多 的变 压 器 投 入 了使 用 运行 。 电 力 越 变压 器 电压 等 级 的提 升 意 味着 变 压 器 绕 组 需 要 更
＝ Ｚａ 单相法进行复测 。 ④ 判断依据 ， 根据电力联合会发布的电力变压
则》讨论搞） （ 中对检测人员及诊断人员 的文凭 ， 工作
变形 ， 其中感量及对地 电容等都会发生改变 ， 均匀性
受到破坏 ， 则谐振频率相应也会改变 ， 故而可以通过 测量谐振点的频率变化以及改变所发生在第几个谐 振峰点 ， 就可以分析出变形面积和变形种类 。
对 于此 种 测 试 方 法 的判 别 ， 目前 国 内 比较普 遍
的看法是 ：
性。
组变形 ， 也成为人们 日益关注 的问题 。以上世纪 ９ ｏ 年代中期开始 ， 大型变压器动稳定破坏事件不断攀 升。各种测试及判断依据也不断涌现 ， 目前常见 的 同内外 比较认可的方法有以下两种 。将此两种方法
（） ３ 低频段（ ～１０ｋ ｚ ， １ ０ Ｈ ）意味着电感变压或发
少， 还没有引起大 部份调试 人员 的关注 ）
此 处 的 电抗 法 实 际 上 是 一 个 广 义 词 ， 内容 除 其
了变压器各绕 组对 的短路 电抗 之外 ， 还包括短
路 阻抗 Ｚ ， Ｋ阻抗 电压 和漏 电感 。实 际上 ， ４ 此
图 １
个参数 中只要知道了一个参数 ， 再加 上当时的测试 温度， 电源频率 ， 有功损耗和绕组的直流电阻就可以
１０ Ｈ 的试验 电源 ， ００ｋ ｚ 可将变压器看作一个 电容 及 电感组 成 的电路 ， 图 １ 如 。
～
ｂ ０ ９ ０ ９ ， 生 明显变 形 ， ． ． ．５ 发 应适 当安排检 修， 或采取措施防止 冲击。 Ｏ 小于 ０９ 应即早退出运行 。 ． ．，
２ 低 电压抗 法 （ 此种 测试 方法在 我 省普及较
对于一台变压器而言 ， 当绕组变形 ， 几何尺寸发 生变化时 ， 其短路 电抗 值也会发生变化 ， 也就是说， 在工作频率一定 的情 况下 ， 变压器 的短路电抗是绕 组的结构所决定 的， 为了检查绕组是否变形 ， 可将短 路前后或运输前后的电抗值加以比较来判断。 ２０ 年 ６ 国家电网公 司在《 ０５ 月 十八项 电网重大 反事故措施》 中的 ９ ２ ３和 ９ ７ ２中再次要求 ：１ ．． ．． ｌ０ ｋ 以上 电压 等 级 变 压 器 在 出厂 投 产 前 。应 做 低 Ｖ及
・
１ ・ ７
维普资讯
２６ ０ 年第 １ 期 ０ １
《 州电力技术》 贵
（ 总第 ８ 期 ） ９
电压短 路阻 抗测 试 ， 留原 好 记 录 。 ｌ０ ｋ 以 ｌ Ｖ及 以上
接线如 图 ２ 。
变压器在遭 受 出 口短 路 ， 区多次 短路 后 ， 近 应做低 电 压 阻抗测试 。正 常运 行 后变压 器 至少 ６年测 一次 。 国标 Ｇ １９５中要 求 电流测 试 的复验 性应 在 ± Ｂ０４
③ 数据计算 ， 于上述接线 方式测试 的数据 ， 对 并不是真实单相参数 ， 仍需通过方程组实现拆解。
２ｅ ％ 以内， 因而一般需用专用测试设备 ， 同时对测试 人员有着很高要求 ， 原甘肃省 电力公司甚至在《 电压 变压器动稳等状态现场检测诊断 （ 低中压电抗法） 导
』
Ｌ
：
介绍给大家 ， 以求指正、 完整 ， 供试验人员参考 。
１ 频率响应法 （ 性分析法 ） 定
是 目前我省普遍采用的方法 ， 主要原因是 因为 它能问接地反映变压器 的绕组变形情况 ， 操作简单 方便 ， 对操作人员素质要求 不高 。其缺点是其分析
生整体变形 ， 而对于高频段 ， 分接开关引线对地 电流 需等都会对其产生影 响 ， 故而 以高频段 为辅。
算 出另外 的 ３个 。
其中 ：。 串联 的饼 问电容 ， Ｃ为 Ｃ 为对地 电容 。
Ｃ 为套 中对地电容，ｓ ｚ 为输出取样电阻。 Ｖ 为扫描 电压 ， 。 ｉ Ｖ 为匹配 电阻上 的电压 ， 实 它 际上也可认为是流控 Ｒ 的电流 ， ０ 测试量 中， ／ ： Ｖ 就 代表一种 电控 的 变化。在变 压 器正 常运 行 时 （０ ５ Ｈ ）线圈上的电压分 布趋于线性分布 ， ｚ， 线圈表现为 电感量 ， 不可能会产生谐振的问题 ， 但当频率逐渐往 上提升时 ， 变压器的各种 参数组合 电路就会产生谐 振点。由于变压器线圈设计时 已经考 虑 了均匀性 ， 当变压器在运输途中或在短路电流冲击下线圈发生
（）波 形 观 察 为 主 ， 关 系 数 为 辅 。（ Ｂ Ｔ ４ 相 以 ＲＣ
一
Ⅱ 型为例 ） ａ 如相差 大 于 ０ ９ ， 认 为无 变形 或轻微 变 ． ．５ 则
形。
比较复杂 ， 曲线 中蕴藏有大量丰富的信息内容 ， 仍等 待人们积累经验 ， 逐步开发潜力 。其主要测试原理 如下所述 （ Ｂ Ｔ 一 Ⅱ型为例） 由于其采用的是 １ 以 ＲＣ ，
大， 更高的体积， 也意味着其 内稳定特性相对更为薄 弱， 而电力变压器作为变压站的心脏部件 ， 其安全运 行是实现整个供 电系统 中的基本保证 ， 因而对变压
器 在承受 短 路 电流 冲去后 或在 运输 途 中是否 造成 绕
（） １ 横向比较为主 ： 纵向 比较 为铺 ， 因为测试条 件， 接线方式 的变化 ， 因而强调三相 问比较为主。 （） ２ 低压绕组 为主 ： 高中压绕组为辅 ， 其中一致