變壓器繞組變形的檢測

曹維國　韓旭

摘要：當繞組變形后，頻響曲線上各點就可能偏離原來的位置，分析繞組頻響曲線對查找故障點要一點意義，頻響曲線相關性會變壞。

關鍵詞：頻響曲線；變形和故障

目前，繞組變形檢測一般是采用頻率響應法的試驗方法來進行。

1）頻率響應法的原理

變壓器是一個復雜的電阻、電容和電感組成的非線性的分布參數網絡，當向某一個線端施加不同頻率的電壓時，在每個頻率下其他線端得到的響應是不相同的。如果在變壓器正常時，錄制了某些線端的頻率響應曲線，而在發生出口短路后重新錄制相應線端的頻率響應曲線，比較這兩次曲線的重合程度，就可以知道繞組的變形情況，因為繞組的變形必然導致分布參數的變化，從而使頻響曲線也改變。

繞組變形時，頻響特性曲線的變化可以用相關系數來表征。一臺新的無損傷的變壓器有一頻響特性，當繞組變形后，頻響曲線上各點就可能偏離原來的位置，于是出現了一條新的頻響曲線。比較兩條頻譜曲線就可以分析評估繞組的整 體變形狀況。

2）頻率響應法測量接線及波形比較

正常運行的變壓器繞組，三相頻譜特性相關性好。若發生事故未造成繞組變形，事故前后的曲線基本重合。繞組變形后，事故前后的曲線不重合，相關性差。

變形時在較低頻段0.5～200kHz的曲線峰值點會發生平移，或增頻，或減頻，峰值點對應幅值分貝數也會改變，峰值點數目一般會減少。

測量時，注入某一頻率的脈沖信號，當XL = XC，即ωL = 1 /ωC，電路處于諧振狀態，ω=1/√LC，f = 1/2π，√LC是叫路的諧振頻率，這個頻率對應頻響曲線的峰值點或谷值點。當發生串聯諧振時是峰值點，發生并聯諧振時是谷值點。在某一線頻率的頻響曲線，可能有若干個諧振點。同時還有一個臨界點，超過臨界點頻率曲線變得比較平緩，臨界點對應頻率應略有差異，但一般都在10～200kHz之間。

3）變壓器繞組頻響特性測量方法

⑴ Yn或Yno接，35kV，110kV，或220kV三相繞組分相測量，測量方法如下表：

4）頻率響應法測量參考判據

⑴ 110 kV及以上大，中型變壓器三相頻特性曲線相關性很好，可以作三相之間相互比較；也可以用同一相投運前的頻響曲線為基準與運行后某一時期頻響曲線作比較，進行繞組變形分析。

⑵ 應用頻響曲線在0.3～500Hz頻段的相關系數R，可以分析繞組整體變形狀況。當R大于0.95時，繞組無可見變形；當R接近0.9時，繞組有輕微變形；當R小于0.9許多時，繞組有可見的較重的變助形，甚至有匝間、餅間短路故障。

如某主變壓器110kV側出口短路，中性點接地刀閘發生爆炸，變壓器受到嚴重沖擊，經繞組變形檢查測得相關系數為RAB = 0.880，RAC = 0.863，RBC = 0.911；吊罩檢查，A、B、C三相都有變形，且A相較嚴重，與測試結果一致。

⑶ 分析繞組頻響曲線在0.3～500Hz低頻段的峰值點數減少，起伏幅度變小，以及在頻率方向的位移，可以診斷繞組的局部變形。如在10kV及35kV內柱繞組變形時，受到擠壓，頻響值一般向低頻方向移動；110kV和220kV外柱繞組變形時，受向外拉張力頻響峰值點一般向高頻方向移動方向。

⑷頻響曲線相關系數是繞組變形診斷的必要判據，峰值點數減少、移動變化是變形診斷的充分判據，二者應綜合應用、全面分析。

⑸ 完好的變壓器繞組對同一相來說，不同分接位置的頻響曲線相關性很好，若調壓繞組發生變形或分接開關有故障，位置裝錯，則頻響曲線相關性會變壞。因此比較同一相不同分接位置的頻響相關性，可診斷調壓繞組、分接開關的變形和故障。

⑹ 繞組頻譜曲線出現嚴重的毛剌，表明分接開關觸頭有嚴重燒傷，繞組焊頭、導電桿接觸不良。