浅谈接线方式对配电变压器绕组频率响应影响

吴淑菊，崔洪生

鸡西市郊区农电局

浅谈接线方式对配电变压器绕组频率响应影响

吴淑菊，崔洪生

鸡西市郊区农电局

本文通过对1台三相变压器的试验，分析比较了不同接线方式对频率响应曲线测量的影响。特别是对变压器外壳是否接地、注入电压的方向、非测试绕组的状态等的影响进行了深入的研究。研究表明：接线方式的不同可能导致频率响应曲线的巨大差异，某些情况下这些差异比绕组变形、变压器故障导致的差异更大。因此，建议在进行变压器绕组频率响应曲线测量时应该保持各实验条件的一致。

接线方式；配电变压器；绕组；频率响应曲线

引言

为了深入研究接线方式对变压器频率响应测试结果的影响，文中搭建变压器频率响应测试平台，分别测试并分析了不同信号注入方式、接地方式等对频率响应曲线的影响，利用相关系数对各种情况进行绕组形变诊断，能够指导现场快速判断测量结果的差异是否由不恰当的接线方式所引起，对现场的绕组形变频率响应测试提出了相关建议，具有较大的工程应用价值。

1.频率响应的接线方式

本文采用绕组形变测量仪器测量频率响应曲线，在实际变压器上进行不同的接线方式，对配电变压器绕组频率响应进行测量，方法一：采用单个绕组，绕组一端输出，另一端输入。方法二：采用一个绕组输入，输出端为与绕组编号对应的另一侧绕组。通过两组不同接线方式在不同频率下电压的传递系数进行测量。本次试验研究表明，无论是采用方法一的接线方式还是采用方法二的接线方式，除了测量的绕组，其他绕组均可保持开路、短路状态，且中性绕组依旧可以保持悬浮或接地状态。虽然方法一与方法二两种不同的接线方式的测量结果都大致相同，但不同接线方式的测量灵敏度是不同的，对所发生故障的反映时间与反映程度也大不相同。虽然国标中推荐了多种接线方式，但是在实际操作应用中，接线方式要尽量采用相同的，采用一致的接线方式对标准化比对的进行更加方便与有效。

典型的绕组测试曲线为FRA测试曲线，而FRA测试曲线的较1M赫兹以下较高频部分曲线由单个绕组的内部之间连接形式决定的，中频部分由所用各绕组之间的相互作用力决定的，低频部分曲线主要由绕组的铁芯阻值决定的，而1M赫兹以上部分由测量布局的连接导线所决定的。

2.不同接线方式下的频率响应曲线

频率响应法可以有效诊断出配电变压器绕组变形的核心部分，用频率响应法可以获得准确的配电变压器的频率响应曲线，相关人员可以根据所获得的频率响应曲线进行相关曲线的比较。经大量现场经验与大量实验数据表明，不同的接线方式对频率响应曲线影响不同，其中还存在着巨大的差异，且这种频率响应曲线的差异比在绕组变形与配电变压器发生故障的情况下所获得的频率响应曲线的差异更大。

采用单个绕组，绕组一端输出，另一端输入的接线方式，在一台三相变压器上进行试验，分别得出低频部分、中频部分、较高频部分以及1M赫兹以上频率部分的频率响应曲线，本次试验要求为：配电变压器金属外壳要接地、非测试的绕组要保持开路的状态。本次试验结果为：在较高频部分与中频部分的频率响应曲线中，电压输入端口绕组和电压测量端口绕组与中间绕组差距并不大，但在低频部分有明显差异。本次试验呈现这一结果的主要原因为三相电力变压器的三相磁路不对称，中间绕组与电压输入端口绕组和测量端口绕组存在差异，这也证明了低频部分曲线主要由绕组的铁芯阻值决定的这一观念。在本次试验的基础上，将本次试验得出的频率响应曲线根据国家电力行业规定的系数计算法进行统计计算，求各绕组的相关系数值，进行研究比较，发现配电变压器输出端口绕组、测量端口绕组与中间绕组频率响应曲线中存在差异主要，主要原因为配电变压器结构设计所造成的，但这并不能够证明在绕组中存在着形变。

3.接地对频率响应测试的影响

采用单个绕组，绕组一端输出，另一端输入的接线方式，分别在配电变压器接地与配电变压器不接地的两种情况下进行频率响应曲线测量。在配电变压器外壳不接地的情况下，将单个绕组的首端作为输入端口，尾端作为测量端口，测量其频率响应曲线，再将单个绕组的首端作为测量端口，尾端作为输入端口，测量其频率响应曲线，将两组频率响应曲线进行对比分析，发现两条曲线是完全不相同的。在配电变压器外壳接地的情下，将单个绕组的首端作为输入端口，尾端作为测量端口，测量其频率响应曲线，再将单个绕组的首端作为测量端口，尾端作为输入端口，测量其频率响应曲线，将两组频率响应曲线进行对比分析，发现只有在中频部分，两组频率响应曲线存在差异，较高频与低频的频率响应曲曲线完全相同。这就表明，当配电变压器外壳不接地时，配电变压器与铁心中存在电阻，阻碍电压的传输。

4.电压注入放向对频率响应测试的影响

经多次研究发现，当配电变压器外壳不接地时，电压的注入放向对频率响应测试有直接的影响，而造成这种影响的主要原因为，真实生活中所用配电变压器的端口并不完全对称，不能用理论试验所得出的数值运用在真实生活中所以的配电变压器中。

结语

用频率响应法检测变压器绕组状态时要保证测试条件的统一。在多次现场试验过程中，要保持试验设备、接线方式一致，必要时还应保持试验人员的一致。考虑到铁心剩磁、残余电荷等的影响，在多次测量时应保持其前置试验类型及顺序一致。为了解运输途径对绕组形变的影响，频率响应法应该是变压器出厂前的最后一项测试，同时也是运输到现场后的第一项测试，以此来判断运输前后绕状态的变化。注入电压的方向对频率响应曲线的测量有较大影响，特别是在测量低压侧绕组时这一影响尤为显著。为保证试验结果的可靠性，多次测量时都用保持扫频电压从绕组首段注入，在末端进行测量，同时在试验过程中变压器外壳应该良好接地。因此在实际的判断中应该综合考虑多方面的信息，综合分析变压器绕组的可能状态。

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