变压器绕组变形频响测试仪讲义.doc

《变压器绕组变形频响测试仪讲义.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、变压器绕组变形频响测试仪讲义电力变压器在运行或者运输过程中不可避免地要遭受各种故障短路电流的冲击或者物理撞击，在外界的运输、短路电磁力动力作用下，变压器绕组可能失去稳定性，导致局部扭曲、绕阻结构的变形、移位，这样将严重影响变压器的安全运行。按国家电力行业标准DL/T911－2004《采用频率响应测试法测量变压器的绕组变形》，是通过检测变压器各个绕组的幅频响应特性，并对检测结果进行纵向或横向比较，根据幅频响应特性的变化程度，判断变压器绕组可能发生的变形情况。大型电力变压器的多数绝缘和机械事故最初均由绕阻结构的机械变化引起。在变压器事故之前检测绕阻变形

2、可降低维护费用，提高系统可靠性。一、变压器绕组变形测量方法国内外大量研究成果表明，利用现代网络测试技术的典型方法频率响应测试法（FRA），在较高频率的电压作用下，通过测量变压器各个绕组的传递函数H（jw），并对测试结果进行纵向或横向（三相之间）比较，可灵敏有效的诊断出绕组的局部扭曲、绕阻结构的变形、移位等变形现象。变压器的每个绕组均可视为一个由线性电阻、电感（互感）、电容等分布参数构成的无源线性双口网络，设绕组单位长度的分布电感、纵向电容和对地电容分别为L、K、C，并且忽略绕组的电阻（通常很小），则绕组的等值网络可用图1表示。根据电工学理论，它是可

3、以通过传递函数H(jw)对其特性进行描述的。如果绕组发生了轴向、径向尺寸变化等机械特性变形现象，势必会改变网络的L、K、C等分布参数，导致其传递函数H(jw)的零点和极点分布发生变化。图1变压器单相电气原理图图中：L—单位长度电感量K—单位长度电容量C—单位长度对地电容量由于电力变压器绕组的传递函数H(jw)主要取决于其内部电感、电容等分布参数，变压器绕组的频率响应特性通常具有如下特征：a.当频率低于1kHz时，其频率响应特性主要由线圈的电感所决定，谐振点通常较少，对分布电容的变化较不敏感；b.当频率超过1MHz时，绕组的电感又被分布电容所旁路，谐

4、振点也会相应减少，对电感的变化较不敏感，而且随着频率的提高，测试回路(引线)的杂散电容也会对测试结果造成明显影响，反而不利于判断；c.在1kHz～1MHz的范围内，绕组的分布电容和电感均发挥作用，其频率响应特性具有较多的谐振点，能够灵敏地反映出绕组电感、电容的变化情况；变压器结构一定时，变压器绕组的分布参数确定，相对应的传递函数特征曲线也就随之确定，当变压器绕组变形或移动后，其绕组的分布参数就会发生改变，相应的传递函数特征曲线也会随之改变。为了测量传递函数，必须在一端施加测量电压，一般为正弦信号，称其为激励信号（U1）。另一端产生的电压称为响应信号

5、（U2），测量U1和U2的幅度和相位，可得传递函数H(jw)。输入信号和输出响应的幅度关系称为幅频响应曲线，相位关系称为相频响应曲线工程上为简化传递函数H(jw)(复变函数)的表达,可用幅度（模）和相位变量表达.由于相位测量要求高,测量重复性不如幅度量,而且幅度量实际物理意义明确易懂，实际应用一般用幅度变化来替代复杂的传递函数H(jw)的表达,把复杂的复数计算简化为实数计算。为了进一步直观，把传递函数H(jw)的幅度变化通过曲线来表达，就得到一条幅度-频率曲线，并以此作为绕组变形判断的依据。用频率响应测试法检测变压器绕组变形，是通过检测变压器各个绕

6、组的幅频响应特性，并对检测结果进行纵向或横向比较，根据幅频响应特性的差异，来判断变压器可能发生的绕组变形。二、绕组变形频响测试仪工作原理变压器绕组的幅频响应特性采用图2所示的频率扫描方式获得。连续改变外施正弦波激励源US的频率f，测量在不同频率下的响应端电压U2和激励端电压U1信号的幅值之比，获得指定激励端和响应端情况下绕组的幅频响应曲线。图中L为绕组单位长度的分布电感、K为绕组单位长度的分布电容、C为绕组单位长度的对地分布电容，在前面解释过了。频响测试仪一般都包含正弦波发生电路（频率合成）用于正弦波激励输出，中心控制单元控制正弦波发生电路输出扫描

7、频率（1K∽1MHz），同时采集激励输入和响应输入这两路信号到输入处理电路，计算两路信号的电压幅值之比，并逐点描绘出幅值之比跟随频率变化的响应曲线。图2频率响应测试法的基本检测回路图中：U1——等效网络的激励端电压U2——等效网络的响应端电压US——为正弦波激励信号源电压RS——为信号源输出阻抗R——为响应端匹配电阻频率响应测试仪测量系统的结构如图3图3中测量模块的功能如下：1、扫频电压发生器产生激励信号，一般为正弦波发生器。采用DDS（频率直接合成）技术，产生一个频率可准确控制，波形畸变小的正弦波，通过功率放大后输出，作为激励信号Vs。输出电压较

8、低，一般3-20V。提高Vs的输出电压有利于提高测试系统的信噪比。图3测量系统组成框图2、双通道检测单元输入两路电压信号（