判断变压器绕组变形的简单方法

判断变压器绕组变形的简单方法
摘要：本文主要针对判断变压器绕组变形的简单方法，明确了具体的方法和内容，对于今后如何更好的做好判断变压器绕组变形的工作非常富有意义，也具有
参考意义。

关键词：变压器，绕组，变形，方法
前言
在判断变压器绕组变形方面，应该要采取更好的方法，与此同时，我们也应
该明确判断变压器绕组变形的简单方法的使用的要求，以及在使用的过程中要更
加的重视效果。

1、变压器绕组变形的原因及危害
变压器是电网中的主要核心设备，其安全状况对整个系统的安全运行具有举
足轻重的地位，而从变压器事故的情况看，很多都伴随有绕组的变形现象，甚至
是由于绕组变形引起的。

仅2000年，广东省内通过绕组变形测试就发现8台运
行中的110kV变压器存在绕组变形，并及时对这些变压器进行了维修和加固改造，消除了事故隐患，取得了显著的效益。

因此，开展变压器绕组变形测试对变压器
的安全运行有着重要的意义，也是我们开展变压器状态检修的必备条件。

变压器在运行中不可避免地要遭受各种短路故障电流的冲击，特别是出口短
路和近区短路对变压器的危害最大，变压器绕组将承受巨大的、不均匀的轴向和
径向电动应力作用。

当绕组内部机械结构存在薄弱环节，必然会产生绕组变形现象。

包括轴向、径向尺寸变化，器身位移，匝间短路及绕组扭曲、鼓包等。

变压
器绕组变形后继续运行可有发生下列情况：
1.1变压器立即损坏。

我局曾有一台110kv变压器在遭受近区短路，重合成功后，二十多秒后瓦斯动作，事后检查绕组变形，返厂重绕；
1.2由于绕组变形，引起变压器的绝缘材料损伤或者绝缘距离发生改变，导致绝缘强度下降，在长期正常电压或过电压作用下，最终可能导致绝缘击穿，此类
情况可以用电气试验和油试验等常规的方法检出其绝缘缺陷；
1.3绕组变形后，绝缘状况没有损坏，但线圈的机械强度下降，当再次遭受短路故障时，将承受不住巨大的电动力而发生损坏，此类情况由于绝缘没有损坏，
常规电气试验及油试反映不出问题，只能通过绕组变形测试的手段才能得出正确
的结论。

同时，这种情况也比较常见，因为许多的变压器并不会只遭受一次短路
就损坏，而运行中的变压器可能已经遭受多次短路冲击，机械强度已下降，甚至
有轻微变形，但由于常规试验无法检出其内部的变形故障，在大修吊检之前是无
法判断其状态的，是严重的事故隐患。

因此，积极开展变压器绕组变形测试工作，及时发现和处理有问题的变压器，有针对性地进行吊检，即可节省大量的人力，物力，对防止变压器事故的发生也
有极其重要的作用。

2、绕组变形的检测方法
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。

目前，变压器绕组变形的检测方法主要有短路阻抗法、低压脉冲法和频率响
应法等，以下对几种方法进行简单的介绍。

2.1短路阻抗法
国际上最早使用的绕组变形检测的方法就是短路阻抗法，变压器的短路阻抗
是当负载阻抗为零时，变压器内部的等效阻抗。

短路阻抗包含电阻分量和电抗分量，对于大型的变压器来说电阻分量在短路阻抗中占的比例比较小，短路阻抗值
主要是电抗分量值，即短路电抗，就是绕组的漏电抗，它由变压器绕组的尺寸所
决定。

对于一台变压器，当绕组变形、尺寸发生变化时，它的短路电抗值会随之
变化。

如果运行中的变压器受到了短路电流的冲击，为了检查其绕组是不是变形，可以将短路前后的短路电抗值进行比较，如果变化比较大，则认为绕组有明显变形。

2.2低压脉冲法
低压脉冲法(LowVoltageImpulse)简称为LVI法，是波兰最早在1966年提出并
使用，后来美国和英国对其进行了改进，该方法主要检测变压器是否通过短路实验。

低压脉冲法中，在变压器的输入端加一比较稳定的标准低压脉冲电压信号
（一般<300V），并利用数字化设备记录输入和输出端的电压波形Ui和Uo，通过处理得到变压器绕组的脉冲响应特性h(t)或传递函数H(jω)，即
h(t)=Uo(t)/Ui(t)
H(jω)=Uo(jω)/Ui(jω)
在时域中的对激励信号和响应信号做比较，可对变压器绕组是否变形进行正
确判断。

低压脉冲法实际上是一种时域脉冲分析技术，所以在现场使用时不可避免的
会收到外界的干扰，灵敏度也就会降低。

2.3频率响应曲线的分析
目前对频率响应的分析方法主要是基于幅频响应曲线的分析，即是对绕组的
幅频响应曲线进行纵、横向比较。

通过曲线上的谐振频率的偏移、消失或产生来
判断绕组变形故障。

纵向比较法是对同一台变压器、同一绕组、同一分接开关位置、不同时期的幅频响应特性进行比较，根据幅频响应特性的变化判断变压器的
绕组变形。

横向比较法是比较变压器同一电压等级的三相绕组幅频响应特性，必
要时借鉴同一制造厂在同一时期制造的同型号变压器的幅频响应特性，判断变压
器绕组是否变形。

在使用三相间频率响应比较时，应注意频率响应曲线的可比性，得出了各类变压器线圈相间相似程度的总体情况：110kV降压变压器，各侧绕组
的相间相关性较好；220kV降压变压器带平衡绕组者，相间相似性差，其低压绕
组最为突出；不带平衡绕组的220kV降压变压器，各侧绕组相间的相似性较好。

（1）幅频响应
通过幅频响应曲线判断绕组变形的关键是认识曲线上波峰波谷的位移、谐振
频率的产生或消失对应绕组的何种变形。

因在不同的频段，绕组等效电路中电感
和电容占的主导作用不同，使绕组的某些变形往往只涉及到频率响应曲线的部分
频段上的变化，所以通常将整个频段分为高、中、低频段分析。

各频段的划分方
法有2种：①用频率的固定值划分各频段，有些学者将100kHz和600kHz作为低中频和中高频的划分频率，有些学者也有将10kHz和600kHz作为低中频和中高
频的划分频率；②考虑到各频段的变化主要是由该段上的极点变化引起，采用了等分极点法，将测试频域按极点数分为3段，使每段包含的极点数相同。

（2）在线方法
短路电抗法是基于变压器短路阻抗中的电感分量与绕组几何尺寸及相对位置
有关，通过在线检测变压器短路电抗来分析绕组的变化状况。

短路电抗与绕组结
构的关系为变压器短路阻抗是当负载阻抗为零及负载电流为额定值时变压器内部
的等效阻抗。

短路阻抗的电抗分量，即短路电抗，也称漏电抗。

变压器绕组的漏
电抗由纵向漏电抗和横向漏电抗2部分组成。

一般横向漏电抗在纵向漏电抗小得多。

横向漏电抗和纵电抗其电抗值都是由绕组的几何尺寸及相互位置所决定的。

即在工作电源频率一定的情况下，变压器的短路电抗是由绕组的结构所决定的。

当一台变压器绕组变形，几何尺寸及位置发生变化时，其短路电抗值也会变化，若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来判断。

若短路后的短路电抗值变化很小，则可认为绕组没有变形；若变化较大，则可认为绕组有显著变形。

依有关标准规定，变压器在进行短路容量耐受试验前后，要求测量每一相的短路电抗，并把试验前后所测量的电抗值加以比较，根据其变化的程度，作为判断变压器绕组是否变形的重要依据。

3、结束语
综上所述，在判断变压器绕组变形方面，我们应该更加清楚判断变压器绕组变形的简单方法，采取更好的方法才能够确保判断变压器绕组变形更加的准确和富有效果。

参考文献：
[2]姚森敬.横向比较法在变压器绕组变形测试中的应用[J].广东电力，2017，13（4）：11214。