变压器绕组变形的检测

曹维国　韩旭

摘要：当绕组变形后，频响曲线上各点就可能偏离原来的位置，分析绕组频响曲线对查找故障点要一点意义，频响曲线相关性会变坏。

关键词：频响曲线；变形和故障

目前，绕组变形检测一般是采用频率响应法的试验方法来进行。

1）频率响应法的原理

变压器是一个复杂的电阻、电容和电感组成的非线性的分布参数网络，当向某一个线端施加不同频率的电压时，在每个频率下其他线端得到的响应是不相同的。如果在变压器正常时，录制了某些线端的频率响应曲线，而在发生出口短路后重新录制相应线端的频率响应曲线，比较这两次曲线的重合程度，就可以知道绕组的變形情况，因为绕组的变形必然导致分布参数的变化，从而使频响曲线也改变。

绕组变形时，频响特性曲线的变化可以用相关系数来表征。一台新的无损伤的变压器有一频响特性，当绕组变形后，频响曲线上各点就可能偏离原来的位置，于是出现了一条新的频响曲线。比较两条频谱曲线就可以分析评估绕组的整 体变形状况。

2）频率响应法测量接线及波形比较

正常运行的变压器绕组，三相频谱特性相关性好。若发生事故未造成绕组变形，事故前后的曲线基本重合。绕组变形后，事故前后的曲线不重合，相关性差。

变形时在较低频段0.5～200kHz的曲线峰值点会发生平移，或增频，或减频，峰值点对应幅值分贝数也会改变，峰值点数目一般会减少。

测量时，注入某一频率的脉冲信号，当XL = XC，即ωL = 1 /ωC，电路处于谐振状态，ω=1/√LC，f = 1/2π，√LC是叫路的谐振频率，这个频率对应频响曲线的峰值点或谷值点。当发生串联谐振时是峰值点，发生并联谐振时是谷值点。在某一线频率的频响曲线，可能有若干个谐振点。同时还有一个临界点，超过临界点频率曲线变得比较平缓，临界点对应频率应略有差异，但一般都在10～200kHz之间。

3）变压器绕组频响特性测量方法

⑴ Yn或Yno接，35kV，110kV，或220kV三相绕组分相测量，测量方法如下表：

4）频率响应法测量参考判据

⑴ 110 kV及以上大，中型变压器三相频特性曲线相关性很好，可以作三相之间相互比较；也可以用同一相投运前的频响曲线为基准与运行后某一时期频响曲线作比较，进行绕组变形分析。

⑵ 应用频响曲线在0.3～500Hz频段的相关系数R，可以分析绕组整体变形状况。当R大于0.95时，绕组无可见变形；当R接近0.9时，绕组有轻微变形；当R小于0.9许多时，绕组有可见的较重的变助形，甚至有匝间、饼间短路故障。

如某主变压器110kV侧出口短路，中性点接地刀闸发生爆炸，变压器受到严重冲击，经绕组变形检查测得相关系数为RAB = 0.880，RAC = 0.863，RBC = 0.911；吊罩检查，A、B、C三相都有变形，且A相较严重，与测试结果一致。

⑶ 分析绕组频响曲线在0.3～500Hz低频段的峰值点数减少，起伏幅度变小，以及在频率方向的位移，可以诊断绕组的局部变形。如在10kV及35kV内柱绕组变形时，受到挤压，频响值一般向低频方向移动；110kV和220kV外柱绕组变形时，受向外拉张力频响峰值点一般向高频方向移动方向。

⑷频响曲线相关系数是绕组变形诊断的必要判据，峰值点数减少、移动变化是变形诊断的充分判据，二者应综合应用、全面分析。

⑸ 完好的变压器绕组对同一相来说，不同分接位置的频响曲线相关性很好，若调压绕组发生变形或分接开关有故障，位置装错，则频响曲线相关性会变坏。因此比较同一相不同分接位置的频响相关性，可诊断调压绕组、分接开关的变形和故障。

⑹ 绕组频谱曲线出现严重的毛剌，表明分接开关触头有严重烧伤，绕组焊头、导电杆接触不良。