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1、,試驗(yàn)專業(yè)【一】,頻響法繞組變形試驗(yàn),2014年,2月,頻響法繞組變形試驗(yàn),目,錄,定義及危害,定,義,電力變壓器繞組在機(jī)械力或電動(dòng)力作用下發(fā)生的軸向或徑向尺寸變化，通常表現(xiàn)為繞組局部扭曲、鼓包或移位等特征。變壓器在遭受短路電流沖擊或在運(yùn)輸過程中遭受沖撞時(shí)，均有可能發(fā)生繞組變形現(xiàn)象，它將直接影響變壓器的安全運(yùn)行。,定義及危害,核心關(guān)鍵,徑向拉伸,徑向壓縮,軸向延伸,軸向壓縮,軸向套疊,繞組扭曲,定,義,定義及危害,危,害,產(chǎn)生原因,壹,核心關(guān)鍵,核心關(guān)鍵,短路故障電流沖擊,貳,叁,肆,在運(yùn)輸、安裝、吊罩中受到意外沖撞,繼電保護(hù)不完善，動(dòng)作失靈,繞組動(dòng)熱穩(wěn)定性能差，抗短路能力不夠,產(chǎn)生原因,短路

2、故障電流沖擊,作用在變壓器上的電動(dòng)力可分為軸向 和徑向 力兩種。徑向力的作用方向取決于線圈相互位置及其電流的方向， 對(duì)雙線圈變壓器而言， 徑向力拉伸外部線圈， 壓縮內(nèi)部線圈。為了提高內(nèi)部線圈對(duì)徑向力的剛度， 通常是將線圈繞制在由絕緣筒支撐的撐條上。 此時(shí)， 該線圈不但要承受到壓縮力作用， 還會(huì)同時(shí)受到撐條所產(chǎn)生的彎曲力作用。 如果所受到的合應(yīng)力超過線圈剛度的屈服點(diǎn)， 必將導(dǎo)致線圈發(fā)生永久變形，出現(xiàn)經(jīng)常見到的梅花狀或鼓包狀繞組變形現(xiàn)象。,產(chǎn)生原因,繞組動(dòng)熱穩(wěn)定性能差，抗短路能力不夠,近幾年來， 對(duì)全國(guó) 110kV 及以上的電力變壓器事故統(tǒng)計(jì)分析表明， 因繞組承受短路能力不夠已成為電力變壓器事故的

3、首要內(nèi)部原因。具體表現(xiàn)： 變壓器設(shè)計(jì)存在缺陷： 沒有正確計(jì)算短路沖擊過程中各部件受力情況， 所選材料強(qiáng)度低， 壓釘數(shù)量少， 撐條少等；變壓器制造工藝差， 存在先天缺陷； 1996 年前生產(chǎn)得 110kV 及以上變壓器沒有進(jìn)行突發(fā)短路試驗(yàn)， 變壓器本身的抗短路能力較差， 成為一大事故隱患； 除高壓側(cè)外， 變壓器中壓側(cè)繞組再設(shè)分接開關(guān)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性低。,產(chǎn)生原因,在運(yùn)輸、安裝、吊罩中受到意外沖撞,受到意外的沖撞、 顛簸和振動(dòng)等機(jī)械原因， 導(dǎo)致繞組變形。,繼電保護(hù)不完善， 保護(hù)系統(tǒng)存在死區(qū)或動(dòng)作失靈都會(huì)導(dǎo)致變壓器承受穩(wěn)定短路電流作用的時(shí)間長(zhǎng)， 也是造成變壓器繞組變形故障的重要原因。粗略統(tǒng)計(jì)結(jié)

4、果表明， 在遭受外部短路時(shí)， 因不能及時(shí)跳閘而發(fā)生損壞的變壓器約占短路損壞事故的 30% 。,產(chǎn)生原因,繼電保護(hù)不完善，動(dòng)作失靈,基,礎(chǔ),測(cè)量方法及分析,變壓器繞組發(fā)生局部的機(jī)械變形后，其內(nèi)部的電感、電容分布參數(shù)必然發(fā)生相對(duì)變化。這是開展變壓器變形測(cè)試的依據(jù)和基礎(chǔ)。即將變壓器繞組視為無源線性雙口網(wǎng)絡(luò)。,測(cè)量方法及分析,原,理,在繞組的一端輸入掃頻電壓信號(hào)Vs（依次輸入不同頻率的正弦波電壓信號(hào)），通過數(shù)字化記錄設(shè)備同時(shí)檢測(cè)不同掃描頻率下繞組兩端的對(duì)地電壓信號(hào)Vi(n)和Vo(n)，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，最終得到被測(cè)變壓器繞組的傳遞函數(shù)H(n): H(n)=20logVo(n)/Vi(n) 并將頻率響

5、應(yīng)根據(jù)頻率描繪成曲線來判斷變壓器繞組變形。,傳遞函數(shù)即用拉普拉斯變換形式表示的無源雙口網(wǎng)絡(luò)的輸出與輸入之比。,測(cè)量方法及分析,分,析,對(duì)變形圖譜的分析宏觀上通常用縱向比較法和橫向比較法。,縱向比較法指同一臺(tái)變壓器、同一繞組、同一分接開關(guān)位置、不同時(shí)期的曲線比較。,橫向比較法指變壓器同一電壓等級(jí)的三相繞組曲線比較，必要時(shí)借鑒同一制造廠同一時(shí)期的同型號(hào)變壓器曲線。,1,2,3,測(cè)量方法及分析,分,析,對(duì)變形圖譜的分析微觀上通常分低、中、高三個(gè)頻段進(jìn)行分析,低頻段(1kHz100kHz)的諧振峰發(fā)生明顯變化時(shí)，通常預(yù)示著繞組的電感變化或發(fā)生整體變形現(xiàn)象。因?yàn)轭l率較低時(shí)，繞組的對(duì)地電容及餅間電容所形成

6、的容抗較大，而感抗較小，如果繞組的電感發(fā)生變化，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致其頻響特性曲線低頻部分的諧振峰頻率左右移動(dòng)。對(duì)絕大多數(shù)變壓器來說，其三相繞組低頻段的響應(yīng)特性曲線較為一致。如果發(fā)現(xiàn)不一致的情況，一般表明線圈整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，可能會(huì)危及運(yùn)行，應(yīng)慎重對(duì)待，根據(jù)其它測(cè)試手段來重點(diǎn)分析判斷。,測(cè)量方法及分析,分,析,對(duì)變形圖譜的分析微觀上通常分低、中、高三個(gè)頻段進(jìn)行分析,中頻段（100kHz600kHz）的諧振峰發(fā)生明顯變化時(shí)，通常預(yù)示著繞組發(fā)生扭曲和鼓包等局部變形現(xiàn)象，因?yàn)樵陬l率范圍內(nèi)，繞組的分布電感和電容均發(fā)揮作用，其頻率響應(yīng)特性具有較多的諧振峰，故而根據(jù)其各個(gè)諧振峰頻率的變化情況能夠較靈敏地反映出繞組分

7、布電感、電容的變化情況。對(duì)于那些遭受突發(fā)短路電流沖擊的變壓器，如果其諧振峰頻率的分布與短路沖擊前的有較大改變，例如諧振峰頻率左右移動(dòng)或諧振峰數(shù)目減少或增多，通?？烧J(rèn)為繞組發(fā)生了局部變形現(xiàn)象。,測(cè)量方法及分析,分,析,對(duì)變形圖譜的分析微觀上通常分低、中、高三個(gè)頻段進(jìn)行分析,高頻段（600kHz）的諧振峰發(fā)生明顯變化時(shí)，通常預(yù)示著繞組的對(duì)地電容改變。因?yàn)樵诟哳l條件下，繞組的感抗增大，基本被餅間分布電路所旁路，故對(duì)諧振峰變化的影響程度相對(duì)較低，基本以電容的影響為主。由于繞組餅間電容通常較大，故對(duì)地電容的改變（如繞組整體位移或分接開關(guān)引線的對(duì)地距離發(fā)生變化）是造成該頻段內(nèi)頻響特性曲線變化的主要因素。,

8、分,析,電感量的變化與本身的磁導(dǎo)率、匝數(shù)、線圈截面積以及線圈纏繞的緊密程度等都有關(guān)系。,電容量的變化與本身介質(zhì)的介電常數(shù)、板間距離、板面積等有關(guān)系。,測(cè)量方法及分析,分,析,注意,事項(xiàng),在所有直流試驗(yàn)項(xiàng)目之前或者繞組充分放電之后進(jìn)行。,拆除所有套管引線，引線應(yīng)遠(yuǎn)離變壓器套管；周圍接地體和金屬懸浮物需遠(yuǎn)離變壓器套管。,引線無法拆除的可利用套管末屏抽頭作為響應(yīng)端進(jìn)行測(cè)試。,在最高分接下進(jìn)行檢測(cè)，并保證每次檢測(cè)時(shí)分接開關(guān)位置相同。,進(jìn)行繞組變形測(cè)試的儀器盡量保持不變。,注意,事項(xiàng),變壓器鐵芯接地良好，測(cè)試引線接地良好。,測(cè)試線與套管線夾接觸緊密，防止幅值降低。,保證試驗(yàn)電源干凈。,變壓器周圍沒有產(chǎn)生電磁場(chǎng)和強(qiáng)振動(dòng)的工具在作業(yè)。,測(cè)試中，測(cè)試線和接線鉗不要碰觸。,注意,事項(xiàng),測(cè)試出現(xiàn)異常有內(nèi)因和外因。,外因如測(cè)試線與儀器接觸是否良好，導(dǎo)通測(cè)試線是否有斷線，測(cè)試線電阻在50歐姆左右。,內(nèi)因如掃頻信號(hào)源故障，注意變形儀器的自校驗(yàn)，掌握自校驗(yàn)的曲線波形。,謝 謝,