變壓器繞組變形的檢測

曹維國　韓旭

摘要：當(dāng)繞組變形后，頻響曲線上各點(diǎn)就可能偏離原來的位置，分析繞組頻響曲線對查找故障點(diǎn)要一點(diǎn)意義，頻響曲線相關(guān)性會變壞。

關(guān)鍵詞：頻響曲線；變形和故障

目前，繞組變形檢測一般是采用頻率響應(yīng)法的試驗(yàn)方法來進(jìn)行。

1）頻率響應(yīng)法的原理

變壓器是一個復(fù)雜的電阻、電容和電感組成的非線性的分布參數(shù)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)向某一個線端施加不同頻率的電壓時，在每個頻率下其他線端得到的響應(yīng)是不相同的。如果在變壓器正常時，錄制了某些線端的頻率響應(yīng)曲線，而在發(fā)生出口短路后重新錄制相應(yīng)線端的頻率響應(yīng)曲線，比較這兩次曲線的重合程度，就可以知道繞組的變形情況，因?yàn)槔@組的變形必然導(dǎo)致分布參數(shù)的變化，從而使頻響曲線也改變。

繞組變形時，頻響特性曲線的變化可以用相關(guān)系數(shù)來表征。一臺新的無損傷的變壓器有一頻響特性，當(dāng)繞組變形后，頻響曲線上各點(diǎn)就可能偏離原來的位置，于是出現(xiàn)了一條新的頻響曲線。比較兩條頻譜曲線就可以分析評估繞組的整 體變形狀況。

2）頻率響應(yīng)法測量接線及波形比較

正常運(yùn)行的變壓器繞組，三相頻譜特性相關(guān)性好。若發(fā)生事故未造成繞組變形，事故前后的曲線基本重合。繞組變形后，事故前后的曲線不重合，相關(guān)性差。

變形時在較低頻段0.5～200kHz的曲線峰值點(diǎn)會發(fā)生平移，或增頻，或減頻，峰值點(diǎn)對應(yīng)幅值分貝數(shù)也會改變，峰值點(diǎn)數(shù)目一般會減少。

測量時，注入某一頻率的脈沖信號，當(dāng)XL = XC，即ωL = 1 /ωC，電路處于諧振狀態(tài)，ω=1/√LC，f = 1/2π，√LC是叫路的諧振頻率，這個頻率對應(yīng)頻響曲線的峰值點(diǎn)或谷值點(diǎn)。當(dāng)發(fā)生串聯(lián)諧振時是峰值點(diǎn)，發(fā)生并聯(lián)諧振時是谷值點(diǎn)。在某一線頻率的頻響曲線，可能有若干個諧振點(diǎn)。同時還有一個臨界點(diǎn)，超過臨界點(diǎn)頻率曲線變得比較平緩，臨界點(diǎn)對應(yīng)頻率應(yīng)略有差異，但一般都在10～200kHz之間。

3）變壓器繞組頻響特性測量方法

⑴ Yn或Yno接，35kV，110kV，或220kV三相繞組分相測量，測量方法如下表：

4）頻率響應(yīng)法測量參考判據(jù)

⑴ 110 kV及以上大，中型變壓器三相頻特性曲線相關(guān)性很好，可以作三相之間相互比較；也可以用同一相投運(yùn)前的頻響曲線為基準(zhǔn)與運(yùn)行后某一時期頻響曲線作比較，進(jìn)行繞組變形分析。

⑵ 應(yīng)用頻響曲線在0.3～500Hz頻段的相關(guān)系數(shù)R，可以分析繞組整體變形狀況。當(dāng)R大于0.95時，繞組無可見變形；當(dāng)R接近0.9時，繞組有輕微變形；當(dāng)R小于0.9許多時，繞組有可見的較重的變助形，甚至有匝間、餅間短路故障。

如某主變壓器110kV側(cè)出口短路，中性點(diǎn)接地刀閘發(fā)生爆炸，變壓器受到嚴(yán)重沖擊，經(jīng)繞組變形檢查測得相關(guān)系數(shù)為RAB = 0.880，RAC = 0.863，RBC = 0.911；吊罩檢查，A、B、C三相都有變形，且A相較嚴(yán)重，與測試結(jié)果一致。

⑶ 分析繞組頻響曲線在0.3～500Hz低頻段的峰值點(diǎn)數(shù)減少，起伏幅度變小，以及在頻率方向的位移，可以診斷繞組的局部變形。如在10kV及35kV內(nèi)柱繞組變形時，受到擠壓，頻響值一般向低頻方向移動；110kV和220kV外柱繞組變形時，受向外拉張力頻響峰值點(diǎn)一般向高頻方向移動方向。

⑷頻響曲線相關(guān)系數(shù)是繞組變形診斷的必要判據(jù)，峰值點(diǎn)數(shù)減少、移動變化是變形診斷的充分判據(jù)，二者應(yīng)綜合應(yīng)用、全面分析。

⑸ 完好的變壓器繞組對同一相來說，不同分接位置的頻響曲線相關(guān)性很好，若調(diào)壓繞組發(fā)生變形或分接開關(guān)有故障，位置裝錯，則頻響曲線相關(guān)性會變壞。因此比較同一相不同分接位置的頻響相關(guān)性，可診斷調(diào)壓繞組、分接開關(guān)的變形和故障。

⑹ 繞組頻譜曲線出現(xiàn)嚴(yán)重的毛剌，表明分接開關(guān)觸頭有嚴(yán)重?zé)齻?，繞組焊頭、導(dǎo)電桿接觸不良。