一、儀器概述

變壓器繞組變形測(cè)試儀根據(jù)對(duì)變壓器內(nèi)部繞組特征參數(shù)的測(cè)量，采用目前世界發(fā)達(dá)國(guó)家正在開(kāi)發(fā)完善的內(nèi)部故障頻率響應(yīng)分析(FRA)方法，能對(duì)變壓器內(nèi)部故障作出準(zhǔn)確判斷。

變壓器設(shè)計(jì)制造完成后，其線圈和內(nèi)部結(jié)構(gòu)就確定下來(lái)，因此對(duì)一臺(tái)多繞組的變壓器線圈而言，如果電壓等級(jí)相同、繞制方法相同，則每個(gè)線圈對(duì)應(yīng)參數(shù)(Ci、Li)就應(yīng)該是確定的。因此每個(gè)線圈的頻域特征響應(yīng)也隨之確定，對(duì)應(yīng)的三相線圈之間其頻率圖譜具有一定可比性。

變壓器在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生匝間、相間短路，或在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生沖撞，造成線圈相對(duì)位移，以及運(yùn)行過(guò)程中在短路和故障狀態(tài)下因電磁拉力造成線圈變形，就會(huì)使變壓器繞組的分布參數(shù)發(fā)生變化。進(jìn)而影響并改變變壓器原有的頻域特征，即頻率響應(yīng)發(fā)生幅度變化和諧振頻點(diǎn)偏移等。并根據(jù)響應(yīng)分析方法研制開(kāi)發(fā)的變壓器繞組測(cè)試儀，就是這樣一種新穎的變壓器內(nèi)部故障無(wú)損檢測(cè)設(shè)備。它適用于 63kV～500kV 電力變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)故障檢測(cè)。

變壓器繞組變形測(cè)試儀是將變壓器內(nèi)部繞組參數(shù)在不同頻域的響應(yīng)變化經(jīng)量化處理后，根據(jù)其變化量值的大小、頻響變化的幅度、區(qū)域和頻響變化的趨勢(shì)，來(lái)確定變壓器內(nèi)部繞組的變化程度，進(jìn)而可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷變壓器是否已經(jīng)受到嚴(yán)重破壞、是否需要進(jìn)行大修。

對(duì)于運(yùn)行中的變壓器而言，無(wú)論過(guò)去是否保存有頻域特征圖，通過(guò)比較故障變壓器線圈間特征圖譜的差異，也可以對(duì)故障程度進(jìn)行判斷。當(dāng)然，如果保存有一套變壓器原有的繞組特征圖，更易對(duì)變壓器的運(yùn)行狀況、事故后分析和維護(hù)檢修提供更為精確有力的依據(jù)。

國(guó)家電力公司頒發(fā)的[2000] 589 號(hào)文件《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中 15.2 條明確規(guī)定：“110KV 及以上電壓等級(jí)變壓器在出廠和投產(chǎn)前應(yīng)做低電壓短路阻抗測(cè)試或用頻響法測(cè)試?yán)@組變形以保留原始記錄。”15.6 中規(guī)定：“變壓器在遭受近區(qū)突發(fā)短路后，應(yīng)做低電壓短路阻抗測(cè)試或用頻響法測(cè)試?yán)@組變形，并與原始記錄比較，判斷變壓器*后，方可投運(yùn)?！钡碗妷鹤杩箿y(cè)試能準(zhǔn)確反映變壓器在繞組變形前后阻抗值的變化。

2005 年 6 月國(guó)家電網(wǎng)公司在《十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》的 9.2.3 和 9.7.2中再次要求：110kV 及以上電壓等級(jí)變壓器在出廠和投產(chǎn)前，應(yīng)做低電壓短路阻抗測(cè)試，以留原始記錄。110kV 及以上電壓等級(jí)變壓器在遭受出口短路、近區(qū)多次短路后，應(yīng)做低電壓短路阻抗測(cè)試，并與原始記錄進(jìn)行比較，同時(shí)應(yīng)結(jié)合短路事故沖擊后的其他電氣試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行綜合分析。判斷變壓器*后，方可投運(yùn)。正常運(yùn)行的變壓器應(yīng)至少每 6 年測(cè)一次。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB1094.5－2003 電力變壓器 第五部分 承受短路的能力》將短路電抗值作為診斷變壓器是否承受住了短路電流沖擊的規(guī)定項(xiàng)目。并特別強(qiáng)調(diào)：“觀察測(cè)量電抗的變化是特別重要的”。

2008 年 11 月 1 日實(shí)施的《DL/T1093-2008 電力變壓器繞組變形的電抗法檢測(cè)判斷導(dǎo)則》規(guī)定：現(xiàn)場(chǎng)可采用低電壓試驗(yàn)電源實(shí)測(cè)電力變壓器繞組和鐵芯的動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)參數(shù)，用以判斷變壓器繞組有無(wú)變形或位移。確定變壓器繞組及鐵心的動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)。導(dǎo)則對(duì)檢測(cè)時(shí)機(jī) 、檢測(cè)參數(shù)、檢測(cè)方法、測(cè)試儀器、判斷原理、判斷的定量界限都作了規(guī)定或提示。

2008 年 11 月 1 日實(shí)施的《DL/T1093-2008 電力變壓器繞組變形的電抗法檢測(cè)判斷導(dǎo)則》將使得電抗法測(cè)試有法可依，有明確的判據(jù)可用。

變壓器繞組變形測(cè)試儀由筆記本電腦及單片機(jī)構(gòu)成高精度測(cè)量系統(tǒng),結(jié)構(gòu)緊，操作簡(jiǎn)單，具有較完備的測(cè)試分析功能，對(duì)照使用說(shuō)明書(shū)或經(jīng)過(guò)短期培訓(xùn)即可自行操作使用。

二、 頻響法主要技術(shù)特點(diǎn)

1.采集控制采用高速、高集成化微處理器。

2. 筆記本電腦與儀器之間通信 USB 接口。

3. 硬件機(jī)芯采用 DDS 數(shù)字高速掃頻技術(shù)(美國(guó))，通過(guò)測(cè)試可以準(zhǔn)確診斷出繞組發(fā)生扭曲、鼓包、移位、傾斜、匝間短路變形及相間接觸短路等故障。

4. 高速雙通道 16 位 A/D 采樣(現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)改變分接開(kāi)關(guān)，波形曲線有明變化)。

5. 信號(hào)輸出幅度軟件調(diào)節(jié)，大幅度峰值±10V。

6. 計(jì)算機(jī)將檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)分析和生成電子文檔(Word)。

7. 儀器具有線性掃頻測(cè)量和分段掃頻測(cè)量雙測(cè)量系統(tǒng)功能,兼容當(dāng)前國(guó)內(nèi)兩種技術(shù)流派的測(cè)量模式。

8. 幅頻特性符合國(guó)家關(guān)于幅頻特性測(cè)試儀的技術(shù)指標(biāo)。橫坐標(biāo)（頻率）具有線性分度及對(duì)數(shù)分度兩種，因此打印出的曲線可以是線性分度曲線也可以是對(duì)數(shù)分度曲線，用戶可根據(jù)實(shí)際需要選用。

9. 檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析系統(tǒng)橫向比較 A、B 、C 三相之間進(jìn)行繞組相似性比較

其分析結(jié)果為:

①*性很好

②*性較好

③*性較差

④*性很差,

縱向比較 A-A、B-B、C-C 調(diào)取原數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)同相之間進(jìn)行繞組變形比較其分析結(jié)果為:

①正常繞組

②輕度變形

③中度變形

④?chē)?yán)重變形

10. 可自動(dòng)生成 Word 電子文檔，供保存和打印。

11. 該儀器*電力標(biāo)準(zhǔn) DL/T911－2004《電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分５析法》的技術(shù)條件。

三、 三相變壓器繞組變形測(cè)試儀FRZ-1800S頻響法主要技術(shù)參數(shù)

3.1 掃描方式

1.線性掃描分布

掃頻測(cè)量范圍：(10Hz)-(10MHz)40000 掃頻點(diǎn)、分辨率為 0.25kHz、0.5kHz 和1kHz。

2.分段掃頻測(cè)量分布

掃頻測(cè)量范圍：(0.5kHz)-(1MHz)、2000 掃頻點(diǎn)；

(0.5kHz)-(10kHz)

(10kHz)-(100kHz)

(100kHz)-(500kHz)

(500kHz)-(1000kHz)

3.2 其他技術(shù)參數(shù)

1.幅度測(cè)量范圍: (-120dB)至(+20dB)

2. 幅度測(cè)量精度: 0.1dB

3. 掃描頻率精度: 0.01%

4. 信號(hào)輸入阻抗：1MΩ

5. 信號(hào)輸出阻抗：50Ω

6. 信號(hào)輸出幅值：±20V

7. 同相測(cè)試重復(fù)率：99.9%

8. 測(cè)量?jī)x器尺寸(長(zhǎng)寬高)390X320X220(mm)

9. 儀器鋁合金箱尺寸(長(zhǎng)寬高)445X345X360(mm)

10. 總體重量:15Kg

四、 頻響法使用特點(diǎn)

1.變壓器繞組變形測(cè)試儀由測(cè)量部分及分析軟件部分組成，測(cè)量部分是高速單片機(jī)控制，由信號(hào)生成及信號(hào)測(cè)量組成。測(cè)量部分使用 USB 接口與平板電腦或者筆記本電腦連接。

2.在測(cè)試過(guò)程中僅需要拆除變壓器的連接母線，不需要對(duì)變壓器進(jìn)行吊罩、拆裝的情況下就完成所有測(cè)試。

3.儀器具備多種頻率線形掃頻測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量功能，線形掃頻測(cè)量掃描頻率高達(dá)10MHz，頻率掃描間隔可分為 0.25kHz、0.5kHz 和 1kHz,對(duì)變壓器變形情況提供更多的分析。

4.儀器智能化程度高，使用方便，具有自動(dòng)量程調(diào)節(jié)，自動(dòng)采樣頻率調(diào)節(jié)等多種功能。

5.軟件采用 windows 平臺(tái)，兼容 windows98/2000/winXP/Windows7 系統(tǒng)。為使用者提供了更加方便和易于使用的顯示界面。

6.提供歷史曲線對(duì)比分析，可同時(shí)加載多條歷史曲線觀察，能具體選擇任意曲線進(jìn)行橫向和縱向分析。配有專家智能分析診斷系統(tǒng)，可以自動(dòng)診斷變壓器繞組的狀態(tài)，同時(shí)加載 

6.條曲線，各條曲線相關(guān)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算，自動(dòng)診斷繞組的變形情況，給出診斷的參考結(jié)論。

7.軟件管理功能強(qiáng)大，充分考慮現(xiàn)場(chǎng)使用的需要，自動(dòng)保存環(huán)境條件參數(shù)，以便作變壓器繞組變形診斷時(shí)提供依據(jù)。測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)存盤(pán)、具有彩色打印功能，方便用戶出測(cè)試報(bào)告。

8.軟件人性化特點(diǎn)明顯，測(cè)量的各種條件多為選擇項(xiàng)，變壓器詳細(xì)參數(shù)可保存用做診斷參考，并且不用在現(xiàn)場(chǎng)輸入，可以以后再添加修改信息，使用起來(lái)更加方便。

9.軟件智能化程度高，在輸入、輸出信號(hào)連接好之后，設(shè)置好條件參數(shù)，就可以完成所有的測(cè)量工作，并且隨時(shí)能在測(cè)量中打開(kāi)歷史波形曲線進(jìn)行比較觀察和停止測(cè)量。

10.每相測(cè)量所需時(shí)間小于 60 秒,對(duì)一臺(tái)高、中、低繞組的電力變壓器（容量、電壓等級(jí)不限）進(jìn)行繞組變形測(cè)量，總需時(shí)間不超過(guò) 10 分鐘。

11.測(cè)量變壓器時(shí),接線人員可任意布放信號(hào)輸入輸出引線,對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響,接線人員可停留在變壓器油箱上面,不必下來(lái),減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

12.可使用三相全自動(dòng)測(cè)量方式，將三相測(cè)量線一次接好，無(wú)需每次測(cè)量一相后換線，自動(dòng)完成三相測(cè)量，自動(dòng)保存測(cè)量結(jié)果。

阻抗法主要技術(shù)特點(diǎn)

1. 采集控制采用高速、高集成化微處理器。

2. 筆記本電腦與儀器之間通信 USB 接口。

3. 高速雙通道 16 位 A/D 采樣。

4. 采用三相接線單相測(cè)量方式，只需低壓側(cè)短接，高壓側(cè)一次性接好三相，一次性自動(dòng)測(cè)量即可計(jì)算出每相的短路阻抗。

5. 該儀器可同步測(cè)量電壓、電流、頻率，有功功率，無(wú)功功率，短路阻抗，短路電抗、漏電感和介損角。

6. 計(jì)算機(jī)將檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)分析和生成電子文檔(Word)。

7. 檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析系統(tǒng)

a) 橫向比較 A、B 、C 三相之間進(jìn)行短路阻抗、短路電抗抗相似性比較。

b) 縱向比較 A-A、B-B、C-C 調(diào)取原數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)同相之間進(jìn)行短路阻抗、短路電抗比較。

c) 還可以與銘牌上的短路阻抗（阻抗電壓）進(jìn)行比較。

8. 可自動(dòng)生成 Word 電子文檔，供保存和打印。

9. 該儀器*電力標(biāo)準(zhǔn) DL/T1093-2008《電力變壓器繞組變形的電抗法檢測(cè)判斷導(dǎo)則》的技術(shù)條件。

三相變壓器繞組變形測(cè)試儀FRZ-1800S阻抗法主要技術(shù)參數(shù)

1. 測(cè)量精度：電壓：0.1 級(jí) 電流：0.1 級(jí)

功率：0.1 級(jí) 阻抗：0.1%

2. 電壓測(cè)量范圍：AC 5V～30V

3. 電流測(cè)量范圍：AC 0.5A～10A

4. 工作濕度：0～80%

5. 同相測(cè)試重復(fù)率：99.9%

6. 測(cè)量?jī)x器尺寸(長(zhǎng)寬高)300X340X120(mm)

7. 儀器鋁合金箱尺寸(長(zhǎng)寬高)310X400X330(mm)8. 總體重量:10Kg

阻抗法使用特點(diǎn)

1. 變壓器繞組變形測(cè)試儀由測(cè)量部分及分析軟件部分組成，測(cè)量部分是高速單片機(jī)控制，由信號(hào)生成及信號(hào)測(cè)量組成。測(cè)量部分由 USB 接口與筆記本電腦連接，使用方便。

2. 在測(cè)試過(guò)程中僅需要拆除變壓器的連接母線，不需要對(duì)變壓器進(jìn)行吊罩、拆裝的情況下就完成所有測(cè)試。

3. 儀器智能化程度高，使用方便，具有自動(dòng)量程調(diào)節(jié)，自動(dòng)采樣調(diào)節(jié)等多種功能。

4. 軟件采用 windows 平臺(tái)，兼容 windows98/2000/winXP/Windows7 系統(tǒng)。為使用者提供了更加方便和易于使用的顯示界面。

a) 提供歷史數(shù)據(jù)對(duì)比分析，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向和縱向分析。配有專家智能分析診斷系統(tǒng)，可以自動(dòng)診斷變壓器繞組的狀態(tài)，自動(dòng)診斷繞組的變形情況，給出診斷的參考結(jié)論。

b) 軟件管理功能強(qiáng)大，充分考慮現(xiàn)場(chǎng)使用的需要，自動(dòng)保存環(huán)境條件參數(shù)，以便作變壓器繞組變形診斷時(shí)提供依據(jù)。測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)存盤(pán)、具有彩色打印功能，方便用戶出測(cè)試報(bào)告。

c) 軟件人性化特點(diǎn)明顯，測(cè)量的各種條件多為選擇項(xiàng)，變壓器詳細(xì)參數(shù)可保存用做診斷參考，并且不用在現(xiàn)場(chǎng)輸入，可以以后再添加修改信息，使用起來(lái)更加方便。

5. 軟件智能化程度高，在輸入、輸出信號(hào)連接好之后，設(shè)置好條件參數(shù)，就可以完成所有的測(cè)量工作。

6. 每相測(cè)量所需時(shí)間小于 15 秒,對(duì)一臺(tái)電力變壓器（容量、電壓等級(jí)不限）進(jìn)行繞組變形測(cè)量，總需時(shí)間不超過(guò) 1 分鐘。

7. 測(cè)量變壓器時(shí),接線人員可任意布放信號(hào)輸入輸出引線,對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響,接線人員可停留在變壓器油箱上面,不必下來(lái),減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。