1、TFRC電力變壓器繞組頻率響應(yīng)測(cè)試儀使用說(shuō)明概述: “TFRC電力變壓器繞組頻率響應(yīng)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

2、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“TFRC電力變壓器繞組頻率響應(yīng)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63kV500kV電力變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)故障檢測(cè)。 “TFRC電力變壓器繞組頻率響應(yīng)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

3、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)。 “TFRC電力變壓器繞組頻率響應(yīng)測(cè)試儀”由微機(jī)及單片機(jī)構(gòu)成高精度測(cè)量系統(tǒng),結(jié)構(gòu)緊湊，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。（分析和操作方法在軟件幫助部分有詳細(xì)說(shuō)明）一、主要技術(shù)參數(shù)1. 頻點(diǎn)范圍: 0.510kHz 分辨率為0.02kHz 10100kHz 分辨率為0.2kHz 100500kHz 分辨率為1kHz 500k1000kHz 分辨率為1kHz

4、2.幅度測(cè)量范圍: 80dB 3.測(cè)量精度: 頻點(diǎn)偏移 fni£5fNi(頻域內(nèi)的平均值) 幅度分辨率 0.01dB 4.重量:20kG (含包裝箱及基本配置)5.體積: 530×300×280mm (包括外鋁合金箱)二、儀器的使用方法儀器結(jié)構(gòu):“TFRC電力變壓器繞組頻率響應(yīng)測(cè)試儀”主要是由主測(cè)量單元和微機(jī)構(gòu)成,另外還配有隔離電源和兩根專用測(cè)量電纜,以及信號(hào)注入頭和測(cè)量頭等相關(guān)配件。儀器接線:1.計(jì)算機(jī)和主測(cè)量單元的連接 計(jì)算機(jī)和主測(cè)量單元除了電源引線外，其相互之間用一條專用通訊電纜相接。電纜的一端為標(biāo)準(zhǔn)九芯插頭，接在主測(cè)量系統(tǒng)背板上的串行口(SIO)上，電纜的

5、另一端為標(biāo)準(zhǔn)USB插頭，與計(jì)算機(jī)上的COM1標(biāo)準(zhǔn)USB口相連。計(jì)算機(jī)與測(cè)量單元接線見(jiàn)附圖2.1圖2.1 測(cè)量系統(tǒng)接線圖2.主測(cè)量單元系統(tǒng)和被試品的聯(lián)接主測(cè)量單元系統(tǒng)與試品之間采用專用的50W同軸電纜聯(lián)接，信號(hào)“輸出” 經(jīng)電纜通過(guò)信號(hào)注入頭(紅色)向被試品注入信號(hào);由信號(hào)測(cè)量頭(藍(lán)色)從被試品獲取信號(hào)，經(jīng)電纜傳輸?shù)健皽y(cè)量”端口。信號(hào)測(cè)量頭為內(nèi)部50W匹配頭。被試品外殼與測(cè)試電纜的屏蔽層必須可靠連接并接地，大型變壓器一般以鐵芯接地套管引出線與油箱的連接點(diǎn)，作為公共接地點(diǎn)，變壓器外殼接地。圖2.2試驗(yàn)接線見(jiàn)圖2.2。本測(cè)量系統(tǒng)配有專用測(cè)量接頭，對(duì)于被試變壓器無(wú)論采用通用螺桿式導(dǎo)桿引出的出線端子或“靠

6、背式”端子均可采用所配的M12螺桿和環(huán)形適配頭連接; 信號(hào)注入端和信號(hào)引出端的測(cè)量接頭的屏蔽外殼應(yīng)可靠接于被試變壓器外殼，被試變壓器外殼必須良好接地。3.計(jì)算機(jī)和打印機(jī) 計(jì)算機(jī)和打印機(jī)之間采用通用打印機(jī)電纜聯(lián)接，一般在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量過(guò)程中不需要聯(lián)接和啟動(dòng)打印機(jī)。 測(cè)量注入O4.被試品接線圖 (1).YO接線(圖2.3) 由中性點(diǎn)O注入,出線端A、 B、C分別測(cè)量。 分別代表 A、B、C 三相的數(shù)據(jù)圖2.3 (2).D11接線(圖2.4) A注入，C測(cè)量,代表A相 B注入，A測(cè)量,代表B相 C注入，B測(cè)量,代表C相 對(duì) D接線，如能解開(kāi)應(yīng)考圖2.4 慮解開(kāi)分別測(cè)量。 (3).Y接線(圖2.5) A注入

7、，B、C測(cè)量，比較B、C兩相 B注入，A、C測(cè)量，比較A、C兩相 C注入，B、A測(cè)量，比較B、A兩相 圖2.5 根據(jù)測(cè)量分析要求，非被試?yán)@組(高壓側(cè)或低壓側(cè)端子)應(yīng)采用對(duì)應(yīng)測(cè)量繞組的該相繞組 最近一點(diǎn)接地。例如，測(cè)量高壓A相，則低壓a相頭接地，并注意不能短接；測(cè)量低壓，則高壓繞組中性點(diǎn)應(yīng)接地。在測(cè)量過(guò)程中，改接線時(shí)應(yīng)關(guān)閉主測(cè)量單元的電源。測(cè)試時(shí)儀器側(cè)應(yīng)保持懸浮,不接地,以保證信號(hào)電流的正確流向。三、軟件操作TRFC儀除接線外的所有操作均在計(jì)算機(jī)上完成。檢查試驗(yàn)接線正確無(wú)誤后，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)電源開(kāi)關(guān)，待微機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行后，再啟動(dòng)主測(cè)量單元電源，其電源指示燈應(yīng)正常顯示。如果只對(duì)已測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和打

8、印工作，可不連接和啟動(dòng)主測(cè)量單元，只啟動(dòng)計(jì)算機(jī)就可完成;計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后，雙擊TRFC執(zhí)行圖標(biāo)，即進(jìn)入工作程序。測(cè)量軟件進(jìn)入軟件后，從”測(cè)量”菜單中點(diǎn)擊”開(kāi)始測(cè)量”,先出現(xiàn)被試變壓器情況登記窗，按屏幕提示將被試變壓器的型號(hào)、編號(hào)、繞組類(lèi)型、信號(hào)注入端、信號(hào)測(cè)量端的情況輸入計(jì)算機(jī)。輸入完畢后，按確定即可進(jìn)行測(cè)量。由于存盤(pán)文件名和上述輸入信息有關(guān)，故請(qǐng)認(rèn)真填寫(xiě)有關(guān)信息。 在測(cè)量中，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)是否有與本次測(cè)量相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄，并可將其預(yù)顯出來(lái)。在測(cè)量中，可隨時(shí)中斷測(cè)量。測(cè)量結(jié)束后，將出現(xiàn)“測(cè)量完成”窗口，可接著進(jìn)行下一次測(cè)量。文件管理系統(tǒng)進(jìn)入TRFC后，從”文件”菜單中選取”數(shù)據(jù)文件管理”,會(huì)出現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)

9、資源瀏覽器，并有詳盡的相關(guān)信息顯示。可以選擇和調(diào)用所需數(shù)據(jù)進(jìn)入分析窗口進(jìn)行分析，當(dāng)數(shù)據(jù)目錄被選中后，其所包含的曲線文件會(huì)顯示在文件列表中。分析窗口進(jìn)入分析窗口后，可用線性坐標(biāo)或?qū)?shù)坐標(biāo)顯示波形，并可將曲線任意縮放。軟件提供了多種分析方法，可顯示當(dāng)前曲線頻率值、分貝值；顯示當(dāng)前頻率范圍內(nèi)曲線的相關(guān)系數(shù)。有四個(gè)窗口,其中最大的窗口為主窗口,從文件管理窗口中選取的文件將在此窗口中顯示.下方及右方三個(gè)子窗口為補(bǔ)充窗口,可分別顯示圖中各點(diǎn)的頻率、幅值相關(guān)系數(shù)以及各曲線的相關(guān)信息。選中曲線后，在主窗口中按右鍵點(diǎn)擊任何一點(diǎn)都可以顯示該點(diǎn)的頻率和幅值，按住右鍵不放,左右移動(dòng)可顯示各點(diǎn)的數(shù)值。在主窗口中按住左鍵

10、不放,向左或右移動(dòng)鼠標(biāo)至合適位置,放開(kāi)鼠標(biāo)左鍵,可放大所選頻率范圍內(nèi)的圖形。 其它操作，可按HELP的提示進(jìn)行操作。四、試驗(yàn)程序及注意事項(xiàng): 1.首先檢查變壓器接地狀況是否良好，套管引線應(yīng)全部解開(kāi)。 2.詳細(xì)記錄被試品的銘牌數(shù)據(jù)及原始工況有否異常，以及被試品變壓器當(dāng)前測(cè)試狀況下的分接開(kāi)關(guān)位置，并仔細(xì)輸入被試品情況登記窗。3.根據(jù)被試品的情況建立被試品數(shù)據(jù)文件的子目錄；測(cè)試完成后應(yīng)將測(cè)量的數(shù)據(jù)備份至該目錄下，并注意進(jìn)行整理工作。4數(shù)據(jù)存放格式：文件是以ASCII碼的形式存放，用戶可用各種文字編輯軟件進(jìn)行閱讀和修改。5.對(duì)剛退出運(yùn)行的變壓器進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量前應(yīng)盡量讓其散熱降溫；但在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中應(yīng)停

11、止對(duì)其所施的降溫手段，保持溫度，以免測(cè)量過(guò)程中溫度變化過(guò)大而影響測(cè)量結(jié)果的一致性。6.現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)，為防止出現(xiàn)意外損壞儀器，請(qǐng)使用所配的電源隔離變壓器。五、試驗(yàn)圖譜數(shù)據(jù)分析比較及其判斷的一般原則 從變壓器線圈的等值電路上可知，頻率響應(yīng)的頻率范圍各有所代表。在頻率較低時(shí)，對(duì)地電容及餅間電容所形成的容抗較大，而感抗wL較小， 電路對(duì)外呈感性。所以如果線圈幾何尺寸發(fā)生改變，造成電感量變化，則低頻部分的諧振峰有變化。對(duì)于局部變形, 一般總電感量變化較小，所以低頻部分反映不明顯。而中頻部分會(huì)對(duì)小的局部電容變化敏感，因?yàn)樾∶娣e的變形，改變了局部的諧振點(diǎn)，這些諧振發(fā)生在較高頻率處。高頻條件下，因?yàn)榈戎惦娐分械?/p>

12、電感造成的電抗增大而減小對(duì)諧振點(diǎn)的貢獻(xiàn)， 等值電路呈現(xiàn)容性， 而且餅間電容較大， 所以對(duì)地電容的改變對(duì)高頻部分的頻譜圖影響較大， 所以引線及分接開(kāi)關(guān)對(duì)地的位置距離等結(jié)構(gòu)則在這個(gè)頻段體現(xiàn)較強(qiáng)。另外， 如果線圈的結(jié)構(gòu)完整， 從等值電路上看，在高頻部分應(yīng)是總趨勢(shì)呈衰減減少。從目前數(shù)據(jù)看,如果20kHz以下的頻譜發(fā)生改變,則預(yù)示著電感變化或整體變形。所以中頻(30kHz 200kHz)部分的頻譜改變表明線圈局部變化情況。 所以，頻譜圖在低頻段出現(xiàn)差異時(shí)，一般表明線圈整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，可能會(huì)危及運(yùn)行。應(yīng)根據(jù)其它方面的測(cè)量手段來(lái)重點(diǎn)分析判斷。 如果在中頻和高頻段頻譜圖發(fā)生差異，應(yīng)具體的分析這種差異是否代表

13、線圈引線的結(jié)線差異或分接開(kāi)關(guān)引線長(zhǎng)短的差異。這種差異有些是變壓器設(shè)計(jì)制造中固有的，有些是由于引線對(duì)地距離改變?cè)斐傻摹?對(duì)于小容量變壓器，低頻段A、C相圖譜可能比較B相出現(xiàn)略有向高頻方向后移動(dòng)情況，但譜線的變差和變化幅度應(yīng)一致。這是設(shè)計(jì)差異的結(jié)果。 從宏觀的角度去看變壓器繞組，變壓器三相線圈之間的結(jié)構(gòu)是基本一致的，所以三相線圈之間的頻譜圖有可比性。但這種一致是相對(duì)的。 從微觀的角度去看變壓器的繞組，三相之間的差異是絕對(duì)的。關(guān)鍵是分析這種差異所出現(xiàn)的位置以及這種差異在頻譜圖上所處的頻段及差異量。 通過(guò)測(cè)量諧振點(diǎn)的頻率及其改變,以及改變所發(fā)生在第幾個(gè)諧振峰點(diǎn)，就可以分析變形面積； 計(jì)算 df/f (

14、頻率差和頻率的比值)，可以粗略的估算變形程度； 對(duì)變形種類(lèi)的認(rèn)真分析， 對(duì)變壓器的安全運(yùn)行是有幫助的。對(duì)相關(guān)分析的結(jié)果確定要慎重。相關(guān)分析是一種平均偏差分析的結(jié)果，對(duì)局部變形情況的反映是不敏感的。一般相關(guān)系數(shù)小于0.9, 則該變壓器需認(rèn)真對(duì)待。以上是變壓器繞組頻譜分析比較重要的幾點(diǎn)，但具體情況具體對(duì)待，希望在分析時(shí)多參考軟件幫助部分的內(nèi)容，并聯(lián)系在培訓(xùn)期間所講解的具體實(shí)例。六、儀器設(shè)備清單1. 主測(cè)量系統(tǒng) 1臺(tái)2. 微型便攜計(jì)算機(jī) 1臺(tái)3. 同軸電纜 50W (15m) 2根(附專用接頭)4. 編織裸銅線 (10m) 2根5. 輸入、輸出專用測(cè)量頭 2個(gè)(附專用接頭) 6. 專用聯(lián)機(jī)通訊電纜

15、1根7. 100W隔離電源 1個(gè)8. 儀器包裝箱(300×300×280) 1個(gè)9. 夾子 2個(gè)電力變壓器變形測(cè)量與分析電力變壓器是供電系統(tǒng)中最主要的設(shè)備之一，它的正常與否將直接影響供電的安全。由于電網(wǎng)系統(tǒng)的容量增大，當(dāng)變壓器的出口端發(fā)生短路時(shí)，短路電流很大，線圈之間的電動(dòng)力將會(huì)破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生線圈變形。另外，變壓器在出廠到達(dá)運(yùn)行變電站及安裝位置過(guò)程中，發(fā)生沖撞、振動(dòng)，并超過(guò)一定值后是否使變壓器的內(nèi)部發(fā)生變形，變形程度是否影響到變壓器的安全運(yùn)行，這些都給變形測(cè)試提出了要求。作為變形測(cè)試法，曾經(jīng)提出過(guò)低壓脈沖法、阻抗法及頻率響應(yīng)法。低壓脈沖法是將低壓脈沖（100v）從一個(gè)線

16、圈的端部注入，從另一個(gè)端口輸出，根據(jù)波形變化來(lái)判斷。阻抗法即是根據(jù)某一頻率下的電抗變化來(lái)判斷。頻率響應(yīng)法是將掃頻信號(hào)送入線圈的一個(gè)端口，從另一端口輸出響應(yīng)，并將頻率響應(yīng)根據(jù)頻率描繪成曲線來(lái)分析。低壓脈沖法和頻率響應(yīng)法實(shí)際上是從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面對(duì)同一事物的兩個(gè)不同側(cè)面的描述。從數(shù)學(xué)上講，這兩個(gè)方法是有聯(lián)系的、是等價(jià)的。但這兩種方法從實(shí)際實(shí)施方法來(lái)說(shuō)，在技術(shù)上是有很大差異，從發(fā)生波形的穩(wěn)定性、可記錄性及分辨率和目前技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，低壓脈沖法可實(shí)施性要遠(yuǎn)小于頻率響應(yīng)法，所以，目前變形檢測(cè)技術(shù)主要采用頻率響應(yīng)法。頻響法的實(shí)際應(yīng)用是隨著微機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐漸成熟的。從國(guó)外的一些資料看，也大部分采用頻響法。

17、目前歐州一些國(guó)家已將其列入發(fā)生突發(fā)短路后的必檢項(xiàng)目。我國(guó)也已開(kāi)展了一些這方面的工作。值得指出的是：作為一種檢測(cè)方法，它目前還比較粗糙，只是其它已經(jīng)較為成熟的檢測(cè)方法的一種補(bǔ)充，它不能取代其它方法。因?yàn)轭l率響應(yīng)檢測(cè)內(nèi)部變形是一種間接測(cè)量，測(cè)量過(guò)程可能會(huì)出現(xiàn)各種意想不到的干擾和不穩(wěn)定因素，測(cè)量結(jié)果對(duì)變形情況的反映也是一種間接的。目前此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展仍是較為粗糙的。所以作為一種變形的間接測(cè)量，它只是對(duì)變形情況和變壓器故障判斷的一種輔助手段，例如，油色譜發(fā)生變化，而變形測(cè)試未發(fā)現(xiàn)變形，并不能說(shuō)明變壓器沒(méi)有故障。有些變壓器是正在正常運(yùn)行的，檢測(cè)后發(fā)生變形，并不一定需要立即退出運(yùn)行，應(yīng)根據(jù)變形面積、變形程度

18、、變形種類(lèi)，具體情況、具體判斷。一、電力變壓器線圈的等值電路和部分試驗(yàn)結(jié)果電力變壓器線圈一般都設(shè)計(jì)為餅式結(jié)構(gòu)，其目的是為了考慮絕緣和耐壓，同時(shí)各餅之間都有間隙，匝與匝之間有些也有小間隙，用于散熱。各線圈餅對(duì)地及對(duì)其它相、其它電壓等級(jí)線圈都有一個(gè)臨近電容，各餅線圈自然也有電感。另外套管還有對(duì)地電容，引線及分接頭以及分接引線都存在雜散對(duì)地電容，所有這些按其所在結(jié)構(gòu)的位置，都有其所代表的結(jié)構(gòu)參數(shù)，所以按其結(jié)構(gòu)，可以構(gòu)成一個(gè)變壓器的線圈在進(jìn)行測(cè)試時(shí)的一個(gè)等值電路：其中：Cs為串聯(lián)的餅間電容Cg對(duì)地電容Cb套管對(duì)地電容Ls線圈電感Ri信號(hào)發(fā)生器有源匹配電阻Ro輸出取樣電阻（匹配電阻）（IEEE Tran

19、sactions on Power Apprature and system,Vo1.pas-97,no.6.Nov/Dec1978）Vi為掃頻電壓，Vo為匹配電阻上的電壓，它實(shí)際上代表了流經(jīng)Ro的電流，則測(cè)量中，Vo/Vi的比值就代表了一種電抗的變化。Vo/Vi=Ro*Io/Vi=Ro/ZF變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，是不會(huì)允許在50Hz以及附近頻率處產(chǎn)生諧振的，所以在低頻段，線圈是感性的，用高頻電位探針探測(cè)線圈各餅的對(duì)地電位時(shí)，在達(dá)到各個(gè)諧振峰時(shí)，有諧振頻率f1，f2，f3在達(dá)到各諧振點(diǎn)時(shí)電位探針測(cè)得的各餅的電位如圖：測(cè)準(zhǔn)這種諧振頻率對(duì)分析變形面積是很有幫助的，因?yàn)樽儔浩骶€圈設(shè)計(jì)基本上是均勻的，電感量發(fā)

20、生一點(diǎn)改變后，均勻性被破壞了，則諧振頻率也將發(fā)生改變。通過(guò)測(cè)量諧振點(diǎn)的頻率及其改變以及改變所發(fā)生在第幾個(gè)諧振峰點(diǎn)，就可以分析變形面積和變形量及變形種類(lèi)。由于變壓器油的介電常數(shù)與油溫有一定的關(guān)系，所以用三相繞組之間在同一油溫下圖譜的比較，更容易判斷，以免由于溫度改變而產(chǎn)生判斷上的失誤。二、測(cè)試儀器的基本技術(shù)要求：其主要技術(shù)參數(shù)如下：1. 測(cè)試頻率范圍：0.5kHz1MHz2. 分辨率：頻率分辨率：最小為0.005kHz幅度分辨率：0.01dB3. 輸出電壓幅度：10Vp-p4. 測(cè)試電纜：505. 測(cè)試頭匹配阻抗：506. 數(shù)據(jù)可記錄參數(shù)選擇的理由：儀器最低工作頻率的選擇對(duì)于變壓器來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行頻

21、譜特性測(cè)量時(shí)，由于注入電壓很低，一般鐵芯受激程度很低，所以可以不考慮鐵芯對(duì)電流的貢獻(xiàn)。變壓器在設(shè)計(jì)時(shí)不會(huì)使其諧振點(diǎn)低于50Hz，因?yàn)閰?shù)太低變壓器無(wú)法工作。所以測(cè)試儀器的最低工作頻率可不低于500Hz。根據(jù)試驗(yàn)實(shí)測(cè)，最低頻率不可高于3kHz，因?yàn)橐话愕谝粋€(gè)諧振峰都出現(xiàn)在5-10kHz附近。儀器最高工作頻率的選擇因?yàn)槲覀兊臏y(cè)試工作大部分是現(xiàn)場(chǎng)或室外進(jìn)行，所以儀器工作頻率要避開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)的各類(lèi)干擾。我國(guó)無(wú)線電中波廣播頻率范圍在535kHz1.6MHz，短波廣播220MHz，測(cè)量時(shí)，其它浮空的繞組的引出端頭將會(huì)像天線一樣接收空間電磁波信號(hào)，在諧振條件下，會(huì)干擾測(cè)量過(guò)程。試驗(yàn)證明，當(dāng)掃頻頻率在500kHz以

22、上時(shí)，被測(cè)線圈的對(duì)地電容的不同將相當(dāng)敏感。而變壓器上的各接地體對(duì)三個(gè)套管的距離不同，在高頻下的影響也不同。測(cè)試過(guò)程中，試驗(yàn)接線人員在變壓器上距套管的位置不同也會(huì)在高頻條件下影響測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性。頻率粗細(xì)度的要求從分析角度來(lái)說(shuō)，頻率精細(xì)度越細(xì)越好，但測(cè)量過(guò)程是不允許的，如果太粗，將會(huì)丟失信息，我們知道變壓器繞組的第一諧振峰在510kHz以內(nèi)，要發(fā)現(xiàn)2%以下的變化，最低頻率分辨率應(yīng)小于5kHz×0.02=100Hz幅度分辨要求有80dB范圍測(cè)量數(shù)據(jù)中，高壓繞組線圈的最大阻抗可能超過(guò)50k（高頻阻抗）。因?yàn)槲覀兯鶞y(cè)量的是線圈阻抗的頻響，所以末端必須匹配，如不匹配，信號(hào)在電纜中的折射將會(huì)使測(cè)

23、量出現(xiàn)很大的誤差。如果幅度分辨率不足60db，則線圈阻抗大于50k部分的頻響曲線都將是一條平線。三、測(cè)試接線方式：變壓器變形測(cè)試是一個(gè)很細(xì)致的工作，所以要求試驗(yàn)過(guò)程必須認(rèn)真。除了外殼的接地線，要求變壓器所有外部結(jié)線要解開(kāi)，以免因引線的長(zhǎng)短對(duì)測(cè)試結(jié)果有影響。在正常條件下，帶有分接開(kāi)關(guān)的分接位置應(yīng)放于最大，事故后檢測(cè)時(shí)，分接開(kāi)關(guān)應(yīng)置于事故分接位置。對(duì)于Yo接線的繞組輸出信號(hào)應(yīng)從該變壓器繞組中性點(diǎn)0注入，測(cè)量點(diǎn)分別在出線端A、B、C上。這種測(cè)量接線方法，可以將非測(cè)量相上接收到的干擾由信號(hào)發(fā)生器上的低阻抗來(lái)吸收。對(duì)于Y接線由于中性點(diǎn)未引出，測(cè)量應(yīng)按以下方法接線信號(hào)輸出接于A，測(cè)量分別接在B、C相。(排

24、除A相，比較B、C相)信號(hào)輸出接于B，測(cè)量分別接在A、C。信號(hào)輸出接于C，測(cè)量分別接在A、B。對(duì)于11接線如果有可能將線圈解開(kāi)測(cè)量，采用“頭進(jìn)尾出”的接線原則，如無(wú)法解開(kāi)則應(yīng)以下方法接線。信號(hào)輸出接于A，測(cè)量接于C，代表A相信號(hào)輸出接于B，測(cè)量接于A，代表B相信號(hào)輸出接于C，測(cè)量接于B，代表C相自耦線圈接線自耦線圈較低電壓等級(jí)的繞組采用中性點(diǎn)0注入，中間電位輸出引線Am、Bm、Cm分別測(cè)量。測(cè)量高電壓等級(jí)繞組時(shí)，應(yīng)由引線端Am、Bm、Cm分別注入信號(hào)，由高壓出線端A、B、C對(duì)應(yīng)分別測(cè)量。測(cè)量過(guò)程中，其它非測(cè)量繞組應(yīng)有確定的電位，必須采用最近一點(diǎn)接地的措施。鐵芯應(yīng)接地，確保電容值穩(wěn)定。測(cè)量接地測(cè)

25、量過(guò)程中接地非常重要，它除了接地保護(hù)之外，主要是使高頻電流的流向正確，否則測(cè)量結(jié)果將無(wú)法一致。變壓器外殼接地。測(cè)量接地線應(yīng)用盡量短的線，從輸出、輸入端頭接于變壓器外殼上。儀器側(cè)應(yīng)浮空。測(cè)量匹配盡管頻響測(cè)量在測(cè)量過(guò)程中不是采用脈沖行波，但是在測(cè)量時(shí)必需按行波進(jìn)行考慮。因?yàn)樾盘?hào)的頻率較高，其波長(zhǎng)已經(jīng)可以和電纜的長(zhǎng)度相比較了。在未匹配時(shí)，輸入電壓波會(huì)在電纜端頭產(chǎn)生折射，在和原電壓波疊加后使信號(hào)變形，影響測(cè)量。四、線圈變形種類(lèi)以及變形在等值電路中的等效改變我們知道線圈變形的原因主要有兩種。一是運(yùn)輸途中劇烈地碰撞，二是發(fā)生近區(qū)短路時(shí)電磁力的破壞作用。但并非所有的變形都會(huì)立即危及運(yùn)行，所以必須對(duì)變形的種類(lèi)

26、及變形面積、變形位置、變形程度進(jìn)行一定的估計(jì)和分析，作為綜合判斷的手段之一。線圈變形主要有以下幾種形式：整體變形整體位移：這種變形是常見(jiàn)運(yùn)輸過(guò)程中的震動(dòng)沖擊力造成的，這種變形一般整體情況良好，只是線圈之間相對(duì)移動(dòng)。這種變形一般不改變線圈的電感量和餅間電容，只改變線圈對(duì)地電容。所以其頻譜圖上各諧振峰點(diǎn)都存在，只是都向高頻方向平移。另外在受電動(dòng)力時(shí)，如有幾根撐條受力移動(dòng)位置或脫落，在受力消失后，則在原來(lái)的壓緊力的作用下向一邊偏芯，同時(shí)由于電動(dòng)力造成內(nèi)線圈收縮或外線圈擴(kuò)張，高低壓線圈之間的距離改變，對(duì)地電容減小，使諧振頻率均向高頻方向移動(dòng)。諧振頻率的改變量在較小的變化時(shí)與變形量成正比。其頻譜圖上的最

27、大特征是，各諧頻率峰都對(duì)應(yīng)存在，只是平移。這種變形一般引線都分別被牽動(dòng)，300kHz以上將有一定的改變。整體壓縮：線圈在電磁力或制造工藝的原因，會(huì)出現(xiàn)高度尺寸上的壓縮。線圈在高度上的減小，將使線圈的總電感增加；同時(shí)使線圈餅間的電容增加。在對(duì)應(yīng)的頻譜圖上，變形相曲線將出現(xiàn)第一個(gè)諧峰向低頻方向移動(dòng)；同時(shí)第一諧峰還將伴隨著幅值升高；中高頻部分的曲線與正常相的頻譜曲線相同。整體拉伸：線圈在出現(xiàn)固定壓板松動(dòng)、墊塊失落等情況時(shí)，會(huì)出現(xiàn)高度尺寸上的拉伸。線圈在高度上的增加，將使線圈的總電感減小；同時(shí)使線圈餅間的電容下降。在對(duì)應(yīng)的頻譜圖上，變形相曲線將出現(xiàn)第一個(gè)諧峰向高頻方向移動(dòng)；同時(shí)第一諧振峰還將伴隨著幅值

28、下降；中高頻部分的曲線與正常相的頻譜曲線相同。局部變形局部變形是指線圈的總高度未發(fā)生改變，或等效直徑和線圈厚度尚未出現(xiàn)大面積的改變；只是部分線圈的尺寸分布均勻度改變，或部分線餅出現(xiàn)小程度等效直徑的改變，線圈的總電感基本不變，所以故障相和非故障的頻譜曲線在低頻段的第一個(gè)諧振峰點(diǎn)處將重合，隨著部分變形面積的大小，對(duì)應(yīng)的后續(xù)幾個(gè)諧振峰將發(fā)生位移。局部壓縮和拉開(kāi)變形：這種變形一般認(rèn)為是由于電磁作用力造成的，由于同方向的電流產(chǎn)生的斥力，在線圈兩端被壓緊時(shí)，這種斥力會(huì)將個(gè)別墊塊擠出，造成部分被擠壓，而部分被拉開(kāi)。這種變形在兩端壓釘未動(dòng)的條件下，一般不會(huì)牽動(dòng)引線；這種變形一般只改變餅間的距離（軸向），在等值

29、電路中體現(xiàn)在并聯(lián)電感上的電容（餅間電容）的改變上。引線未被牽動(dòng)的條件下，頻譜的高頻部分將變化很小。線圈整體并未被壓縮，只有部分餅間距離拉開(kāi)；部分餅間距離壓縮。頻率圖上可以看到，有部分諧峰向高頻方向移動(dòng)，并伴隨著峰值下降；而有部分諧振峰向低頻方向移動(dòng)，并伴隨著峰值升高。變形面積和變形程度可以通過(guò)比較諧振峰點(diǎn)明顯移動(dòng)所處的位置（第幾個(gè)峰），及諧振峰的移動(dòng)量來(lái)估計(jì)分析。變形繞組所對(duì)應(yīng)的圖譜中，其諧振峰之間的頻率差的均勻性變差，可以用此特征來(lái)區(qū)別。局部壓縮和拉開(kāi)變形程度較大時(shí)，低頻與中頻段有些諧振峰會(huì)重疊，個(gè)別峰會(huì)消失，有些諧振峰幅值升高。匝間短路：如果線圈發(fā)生金屬性匝間短路，線圈的整體電感將會(huì)明顯下

30、降，線圈對(duì)信號(hào)的阻礙大大減小。對(duì)應(yīng)到頻譜圖，其低頻端的諧振峰將會(huì)明顯的向高頻方向移動(dòng)，對(duì)應(yīng)的第一諧振峰消失。同時(shí)由于阻礙減小，頻響曲線在低頻段將會(huì)向衰減減小的方向移動(dòng)，即曲線上移1020db以上；另外由于Q值下降，頻譜曲線上諧振峰谷之間的差異將減少。中頻和高頻段的頻譜曲線與正常線圈的圖譜重合。線圈斷股：線圈斷股時(shí)，線圈的整體電感將會(huì)略有增大。對(duì)應(yīng)到頻譜圖，其低頻端的諧振峰將會(huì)向低頻方向略有移動(dòng)，幅值上的衰減基本不變；中頻和高頻段的頻譜曲線與正常線圈的圖譜重合。金屬異物：在正常線圈中，如果在線餅中存在金屬異物，雖然對(duì)低頻總電感影響不大，但餅間電容將增大。頻譜曲線的低頻部分諧振峰將向低頻方向移動(dòng)，

31、中高頻部分曲線的幅值將有所升高。引線位移：引線發(fā)生位移時(shí)，不影響電感，所以頻譜曲線的低頻段應(yīng)完全重合，只在200500kHz部分的曲線發(fā)生改變，主要是衰減幅值方面的變化。引線向外殼方向移動(dòng)則頻譜曲線的高頻部分向衰減增大方向移動(dòng)，曲線下移；引線向線圈靠攏，則頻譜曲線的高頻部分向衰減減小方向移動(dòng)，曲線上移。軸向扭曲：軸向扭曲是在電動(dòng)力作用下，線圈向兩端頂出，在受到兩端壓迫時(shí)，被迫從中部變形，若原變壓器的裝配間隙較大或有撐條受迫移位，則線圈在軸向扭成S狀；這種變形由于兩端未變動(dòng)，所以只改變了部分餅間電容和部分對(duì)地電容。餅間電容和對(duì)地電容都將減小，所以頻譜曲線上將發(fā)生諧振峰向高頻方向移動(dòng)，低頻附近的諧

32、振峰值略下降，中頻附近的諧振峰點(diǎn)頻率略有上升，而且300kHz500kHz的頻譜曲線基本上保持原趨勢(shì)。線圈輻向變形：在電動(dòng)力作用下，一般內(nèi)線圈是向內(nèi)收縮，由于內(nèi)撐條的限制，線圈可能發(fā)生輻向變形，其邊緣呈現(xiàn)鋸齒狀，這種變形將使電感略有減小，對(duì)地電容也略有改變，所以在整個(gè)頻率范圍內(nèi)的諧振峰均向高頻方向略移動(dòng)。外線圈的輻向變形主要是向外膨脹，變形線圈總電感將增加，但內(nèi)外線圈間的距離增大，線餅對(duì)地電容減小。所以頻譜曲線上第一個(gè)諧振峰和谷將向低頻方向移動(dòng)，后面的各峰谷都將向高頻方向移動(dòng)。內(nèi)線圈發(fā)生幅向收縮時(shí)，對(duì)應(yīng)圖譜曲線的第一諧振峰將向高頻方向移動(dòng)，并伴隨著幅值升高。分接開(kāi)關(guān)燒蝕（各檔位檢查）：帶有分接

33、開(kāi)關(guān)的線圈，如果觸點(diǎn)燒蝕面較大，在高頻小電流通過(guò)時(shí)，由于油膜的影響，會(huì)出現(xiàn)小電流下的接觸問(wèn)題，其開(kāi)關(guān)等值電路可以認(rèn)為是一個(gè)低阻值電阻和一個(gè)電容的并聯(lián)，這個(gè)電路插在電感電路上時(shí)，與各支路電感電容諧振，會(huì)產(chǎn)生很多的諧振峰。由于電阻的存在，無(wú)法形成大的諧振，使諧振曲線上產(chǎn)生很多毛刺，特別曲線在40dB以下時(shí)。諧振曲線的總輪廓與正常曲線基本重合。五、變形分析從前幾節(jié)的分析可以知道，測(cè)量數(shù)據(jù)的處理是分析線圈變形相、變形面積、變形量、變形種類(lèi)。變形分析的總原則：從變壓器線圈的等值電路上可知道，頻率響應(yīng)的頻率范圍各有所代表。在頻率較低時(shí)，對(duì)地電容及餅間電容所形成的容抗較大，而感抗L較小，所以如果電感線圈發(fā)生

34、改變，造成電感量變化，則低頻部分的諧振峰有變化。從目前數(shù)據(jù)看，如果50kHz以下的頻譜發(fā)生改變，則預(yù)示著電感變化或整體變形。對(duì)于局部變形，一般總電感量變化較小，所以低頻部分反映不明顯。而中頻部分會(huì)對(duì)小的局部電容變化敏感，因?yàn)樾∶娣e的變形，改變了局部的諧振點(diǎn)，這些諧振發(fā)生在較高頻率處。所以中頻（30kHz200kHz）部分的頻譜改變表明線圈局部變化情況。高頻條件下，因?yàn)榈戎惦娐分械碾姼性斐傻碾娍乖龃蠖鴾p小對(duì)諧振點(diǎn)的貢獻(xiàn)，等值電路中以電容的影響為主，而且餅間電容較大，所以對(duì)地電容的改變對(duì)高頻部分的頻譜圖影響較大，所以引線及分接開(kāi)關(guān)對(duì)地的位置距離等結(jié)構(gòu)則在這個(gè)頻段體現(xiàn)較強(qiáng)。另外，如果線圈的結(jié)構(gòu)完整，

35、從等值電路上看，在高頻部分應(yīng)是總趨勢(shì)呈衰減減少。從宏觀的角度去看變壓器繞組，變壓器三相線圈之間的結(jié)構(gòu)是基本一致的，所以三相線圈之間的頻譜圖有可比性。但這種一致是相對(duì)的。從微觀的角度去看變壓器的繞組，三相之間的差異是絕對(duì)的，關(guān)鍵是分析這種差異所出現(xiàn)的位置以及這種差異在頻譜圖上所處的頻段及差異量。所以，頻譜圖在低頻段出現(xiàn)差異時(shí)，一般表明線圈整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，可能會(huì)危及運(yùn)行。應(yīng)根據(jù)其它方面的測(cè)量手段來(lái)重點(diǎn)分析判斷。如果在中頻和高頻段頻譜圖發(fā)生差異，應(yīng)具體的分析這種差異是否代表線圈引線的結(jié)線差異或分接開(kāi)關(guān)引線長(zhǎng)短的差異。這種差異有些是變壓器設(shè)計(jì)制造中固有的，有些是由于引線對(duì)地距離改變?cè)斐傻摹．?dāng)分析出有些變形時(shí)，應(yīng)根據(jù)這種變形發(fā)生的線圈及對(duì)絕緣的危害判斷是否需要立即退出運(yùn)行。例如，局部的小程度的軸向壓縮或拉開(kāi)變形發(fā)生在低壓繞組時(shí)，可以認(rèn)為不會(huì)立即危害運(yùn)行；而如果發(fā)生在高壓繞組，則可能會(huì)引起餅間絕緣距離不夠危及運(yùn)行安全。又例如，某些變壓器線圈之間發(fā)生小程度偏芯時(shí)，線圈之間的絕緣強(qiáng)度不夠會(huì)造成局部放電、油色譜改變，引起瓦斯動(dòng)作等。而有些變壓器因?yàn)榫€圈間的絕緣強(qiáng)度裕度比較大，較小程度的偏