變壓器繞組變形試驗探析

嚴建功

（云南省火電建設公司，云南 昆明 650032）

云南電網公司自從1994年開始開展變壓器繞組變形測試項目以來已有十多年了，目前各供電局都已配備了國內較先進的TDT-5型變壓器繞組變形儀，已進行了將近五百多臺變壓器繞組的變形試驗，發現了幾臺繞組嚴重變形和輕微變形的變壓器，為保證云南電網安全運行起了一定作用，但在測試中也曾發生由于測試方法不當和外部干擾考慮不充分而引起的誤判斷，文中對因接地線處理不當而造成誤判斷的例子進行分析。

1 頻率響應法與曲線差值

目前云南電網使用的變壓器繞組變形儀主要是使用頻率響應分析法診斷變壓器繞組變形，頻率響應分析法(FRA)建立在對變壓器繞組分布參數網絡分析的基礎上。當頻率超過1kHz時，變壓器鐵心基本不起作用，每個繞組可視為一個電阻、電容、電感等分布參數構成的無源性雙端口網絡。根據電工學理論，如果繞組發生機械變形，勢必會改變網絡上的電感、電容等分布參數，隨著網絡參數的改變，其頻響特性也隨之改變。因此變壓器繞組變形可以通過比較變壓器繞組頻率響應特性來正確診斷。

為方便于比較繞組頻率響應特性的變化情況，在TDT-5型測試系統的結果診斷中引入曲線差值的概念。它能以量化(曲線差值)的形式直觀地給出所比較頻率響應特性曲線的相似程度，差值越小，曲線間的相似程度也越好。根據電力行業標準給出了差值判斷的標準值，并結合諧振點位置來綜合分析。見表l。

表1 變形程度診斷的注意值

2 實際測試中存在的問題

在變壓器繞組變形實際測試中，雖然根據TDT-5型變壓器繞組變形儀判斷出一些變壓器繞組變形，但同時也有不少變壓器由于測試過程中方法不當或經驗不足導致誤判斷的情況。究其原因除了測試經驗外，主要還是測試方法。繞組變形測試判斷依據一是比較三相測試波形之間相似性(諧振點基本一致)，二是根據波形所得到的曲線差值進行判斷。而曲線差值主要依據表1進行比較和分析。但實際中由于測試方法不同，可能得不到變壓器真實的測試數據，如果簡單機械地照套表1中給出的判斷依據，很可能會導致得出變壓器一般變形或嚴重變形的誤判斷。

圖1不同接地點的測量結果

圖1 某主變高壓繞組由于三相接地線在不同的接地位置而測量的結果。其中A相接地點選擇在變壓器外殼的接地點上，而B、C相則選擇在相應法蘭盤上，A相接地線與其他兩相相比其接地線過長，其頻率響應曲線與另外兩相相比相似性太差。從波形上也可以看到200kHz以后A相波形與B、C相波形相差太遠，如果按照表1要求將得到一般變形的結論。實際上這臺變壓器雖然經受過出口短路，但線圈并沒有變形。圖2為接地線位置都在被試相下部法蘭盤上重新測試的結果 (平時要求接地線都接在相應最近點)，從圖2中可以看到三相曲線波形非常相似，曲線差值也都滿足表1中的要求。由于TDT-5型變壓器繞組變形儀工作頻率在1 kHz～1000kHz，而接地線在工作狀況下是電阻和電感組成的阻抗，在頻率較低情況下(包括工頻)可認為是電阻性的(電感很小)，但在高頻情況下主要是電感性的，其阻抗值跟頻率廠是成正比的。因此接地線長度不一，其接地線阻抗值不同，對測試數據造成的差異也是不容忽視的。尤其是在高頻段影響更大.從圖1中也可看到在200kHz以后A相波形與其它兩相相比相差太大，而且還現了兩個諧振點，而其他兩相沒有諧振點，基本上是一條較平滑的曲線。如果不重視接地線所接的位置，很可能誤判斷而得出有變形的結論。

圖2 同一接地點的測量結果

結束語。從上述事例來看，接地線的長短和接地位置的不同將會嚴重影響測量結果，因此對接地線要注意以下幾點：

(1)兩根檢測阻抗下引接地線要保持長度一致，尤其是在具體操作中兩根接地線實際長度應樣長，以避免阻抗不平衡而引起誤差。(2)接地線要就近接地，避免因阻抗回路的不同引起測量誤差。一般接地線應接在被試相的法蘭盤處為宜。(3)接地點要保證良好和可靠，接地點有漆膜時一定要進行刮凈處理。(4)檢測阻抗下引接地線應與測量套管保持距離，不應與套管相接觸。(5)TDT-5型變壓器繞組變形儀接地點要接在變壓器本體的接地點上。

[1]王景林，李銳海.接地線對變壓器繞組變形試驗的影響.云南電力技術，2007，35(1).