变压器绕组变形试验

变压器绕组变形试验

绕组变形原因：①外部作用力；②出口短路时电磁力的作用；③几十倍短路电流流过绕组会发热，绕组表面绝缘被破坏，绕组机械性能下降；④过电压，包括雷电过电压、操作过电压。

测量方法：采用频响法测量绕组变形，等效示意图如下图所示。其中，s U 为不同频率的正弦电压，0U 为电压输出，L 、s C 、k C 为变压器结构参数，L 为绕组电感，s C 为饼间电容，k C 为绕组对地电容，Z 为输入阻抗。频率响应(w)(w)|H(w)|(w)

o s U H U ϕ==∠。 输入电压频率包括低频、中频、高频三段，低频段为1~100kHz ，中频段为100~600kHz ，高频段为600~1000kHz 。低频段时，s C 较大，L 起主要作用，主要反映绕组情况；中频段时，s C 、L 均起作用，峰谷值比较多，主要反映线圈相对位置变化、饼间电容、电感；高频段时L 值较大，k C 、s C 起主要作用，反映绕组引线对地、引线对绕组情况。大家普遍关注低频段的情况，以低频段结果为主，以高、中频段结果为辅。从相似性角度看，低压绕组一致性较好。绕组变形的另一个判据为低压短路阻抗，低压短路阻抗和幅频响应对应结合判断绕组变形。

U s 0

绕组变形试验规定：

66kV 以上电压等级变压器采用频率响应法，66kV 以下采用低电压短路阻抗法，检修规程中两者都要做；

承受短路电流冲击后，要做绕组变形试验。

短路后，绕组受电动力情况：轴线、径向，低压绕组朝贴心压缩，高压绕组向外扩张。低压绕组整体压缩，高压绕组整体拉伸。

试验设备及接线：

试验采用的设备为Rzbx-FR 型变压器绕组变形综合测试仪，如图所示。设备配套共五根接线，一条输入线，一端为钳夹（红色），另一端分为两个接线端，分别与设备的“信号”、“输入”端相连；一条为输出线，一端为钳夹（黑色），另一端接设备“输出”端；一条为接地线；一条为电源线。接线方式分为四种方式（如下图）：对于有中性点引出的星形接线，O 端输入（红色钳夹）、A 端测量（黑色钳夹），O 端输入（红色钳夹）、B 端测量（黑色钳夹），O 端输入（红色钳夹）、C 端测量（黑色钳夹）；对于无中性点引出的星形接线，A 端输入、

B端测试，B端输入、C端测试，C端输入、A端测试；对于角形接线，a端输入、b端测试，b端输入、c端测试，c端输入、a端测试；对于单项变压器，x端输入、a端测试，y端输入、b端测试，z端输入、c端测试。

值得注意的是：输出线和输入线上输出阻抗端均要接地。

设备及软件的操作：

1.接线无误后，将测试仪前面板上的电源开关按钮切换至“开”位，前面板“电源”和“通

讯”等亮，约10s后，测试仪发出“滴…滴…”两声，然后内部风扇启动。

2.打开“采集分析”程序，进入“频率响应分析法”的程序界面，单击“连接仪器（C）”

菜单项（如下图），如果连接正常，菜单项文字变为“断开连接（C）”。

3.单击“选变压器（T）”，单击“新增单位”按钮（如下图），组合列表被编辑框替代，在

编辑框内输入新增单位名称，单击“确定新增”。

4.单击“新增变压器”按钮，编辑框被激活，在编辑框内输入变压器名称，如“10kV变压

器”，输入完毕，按下“确定新增”变压器按钮，“变压器铭牌数据”部分被激活，按照变压器实际铭牌数据如实输入数据。

10kV变压器参数（如下图）：

型号：S7-500/10；厂家：济南变压器厂；出厂序号：960320；绕组数：双绕组；调压方式：无载调压（无励磁调压）；额定容量（KVA）：高压500，低压500；额定电压（kV）：高压10，低压0.4（图中数据有问题）；短路阻抗（%）：高压-低压3.99；负载损耗（kW）：

0.2（这个数据铭牌上没有，当时老师填上去的）。参数设置好后，按下“保存参数”按

钮，变压器铭牌参数不能空，否则“保存参数”按钮将不能被激活。

5.单击树形列表中“+”号，选择刚才设置的变压器，此时“选择变压器”按钮被激活。

确定右上部状态栏中显示的变压器就是需要的被试变压器（如下图），按下“选择变压器”按钮，“新增或选择被试变压器”对话框关闭，选择变压器完成。

6. 在采集模式栏内，选择测试的电压等级绕组和具体测试绕组（如下图），启动“开始采

集”按钮，仪器进入采集阶段。如果变压器当天是第一次测试，会弹出“测试参数设置”对话框，要求输入当前测试必要参数，包括环境温度、变压器油温和分接头位置等。

7. 开始采集后，屏幕上会画出幅频特性曲线。一相绕组测试完成后，不必对绕组放电或关

闭试验仪器。完成三相的测试后，屏幕上会显示相关系数21R 、31R 、32R ，如下图。

8. 当波形超过1条时，工具栏上“波形复制”按钮和“WPS 文档”按钮被激活，可以对当

当前波形进行复制粘贴，或直接生成Word 文件。

结果分析：

1. 相关系数21R 、31R 、32R （28页，表1-11）

严重变形：0.6LF R <

明显变形：0.6 1.0LF R ≤<或 1.0MF R <

轻度变形：1.0 2.0LF R ≤<或0.6 1.0MF R ≤<

正常绕组： 2.0LF R ≥和 1.0MF R ≥和0.6HF R ≥

2. 幅频特性曲线

绕组整体变形后，峰、谷均向高频移动；

C增大，第一个峰值会升高，并朝低频绕组整体压缩后，电感值L会增大，饼间电容

s

方向移动；

C增大，第一个峰值降低，朝高频移动；绕组整体拉伸后，电感值L会增大，饼间电容

s

中频段波峰或波谷位置发生明显变化，预示可能存在绕组发生局部变形；

低频段波峰或波谷位置发生明显变化，预示可能存在匝间或饼间短路情况；

高频段波峰或波谷位置发生明显变化，预示绕组对地电容变化，可能存在绕组整体位移或引线位移的情况。

注意事项：

接线人：实际现场做变形试验时，变压器上所有引线全部拆除。试验高压接线距离设备外壳20cm以上；接地良好，去除接线处氧化膜；有载分接开关，用1档进行试验，所有绕组均包括在内，无励磁分接开关，在同一档进行试验。