頻響法及阻抗法繞組變形測(cè)試儀

一、LYBR-VI頻響法及阻抗法繞組變形測(cè)試儀概述

根據(jù)對(duì)變壓器內(nèi)部繞組特征參數(shù)的測(cè)量，采用目前世界發(fā)達(dá)國家正在開發(fā)完善的內(nèi)部故障頻率響應(yīng)分析(FRA)方法，能對(duì)變壓器內(nèi)部故障作出準(zhǔn)確判斷。

變壓器設(shè)計(jì)制造完成后，其線圈和內(nèi)部結(jié)構(gòu)就確定下來，因此對(duì)一臺(tái)多繞組的變壓器線圈而言，如果電壓等級(jí)相同、繞制方法相同，則每個(gè)線圈對(duì)應(yīng)參數(shù)(Ci、Li)就應(yīng)該是確定的。因此每個(gè)線圈的頻域特征響應(yīng)也隨之確定，對(duì)應(yīng)的三相線圈之間其頻率圖譜具有一定可比性。

變壓器在試驗(yàn)過程中發(fā)生匝間、相間短路，或在運(yùn)輸過程中發(fā)生沖撞，造成線圈相對(duì)位移，以及運(yùn)行過程中在短路和故障狀態(tài)下因電磁拉力造成線圈變形，就會(huì)使變壓器繞組的分布參數(shù)發(fā)生變化。進(jìn)而影響并改變變壓器原有的頻域特征，即頻率響應(yīng)發(fā)生幅度變化和諧振頻點(diǎn)偏移等。并根據(jù)響應(yīng)分析方法研制開發(fā)的變壓器繞組測(cè)試儀，就是這樣一種新穎的變壓器內(nèi)部故障無損檢測(cè)設(shè)備。它適用于63kV～500kV電力變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)故障檢測(cè)。

LYBR-VI頻響法及阻抗法繞組變形測(cè)試儀是將變壓器內(nèi)部繞組參數(shù)在不同頻域的響應(yīng)變化經(jīng)量化處理后，根據(jù)其變化量值的大小、頻響變化的幅度、區(qū)域和頻響變化的趨勢(shì)，來確定變壓器內(nèi)部繞組的變化程度，進(jìn)而可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷變壓器是否已經(jīng)受到嚴(yán)重破壞、是否需要進(jìn)行大修。

對(duì)于運(yùn)行中的變壓器而言，無論過去是否保存有頻域特征圖，通過比較故障變壓器線圈間特征圖譜的差異，也可以對(duì)故障程度進(jìn)行判斷。當(dāng)然，如果保存有一套變壓器原有的繞組特征圖，更易對(duì)變壓器的運(yùn)行狀況、事故后分析和維護(hù)檢修提供更為有力的依據(jù)。

國家電力公司頒發(fā)的[2000] 589 號(hào)文件《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中15.2條明確規(guī)定：“110KV及以上電壓等級(jí)變壓器在出廠和投產(chǎn)前應(yīng)做低電壓短路阻抗測(cè)試或用頻響法測(cè)試?yán)@組變形以保留原始記錄。”15.6 中規(guī)定：“變壓器在遭受近區(qū)突發(fā)短路后，應(yīng)做低電壓短路阻抗測(cè)試或用頻響法測(cè)試?yán)@組變形，并與原始記錄比較，判斷變壓器*后，方可投運(yùn)。”低電壓阻抗測(cè)試能準(zhǔn)確反映變壓器在繞組變形前后阻抗值的變化。

2005年6月國家電網(wǎng)公司在《十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》的9.2.3和9.7.2中再次要求：110kV及以上電壓等級(jí)變壓器在出廠和投產(chǎn)前，應(yīng)做低電壓短路阻抗測(cè)試，以留原始記錄。110kV及以上電壓等級(jí)變壓器在遭受出口短路、近區(qū)多次短路后，應(yīng)做低電壓短路阻抗測(cè)試，并與原始記錄進(jìn)行比較，同時(shí)應(yīng)結(jié)合短路事故沖擊后的其他電氣試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行綜合分析。判斷變壓器*后，方可投運(yùn)。正常運(yùn)行的變壓器應(yīng)至少每6年測(cè)一次。

國家標(biāo)準(zhǔn)《GB1094.5－2003  電力變壓器  第五部分  承受短路的能力》將短路電抗值作為診斷變壓器是否承受住了短路電流沖擊的規(guī)定項(xiàng)目。并特別強(qiáng)調(diào)：“觀察測(cè)量電抗的變化是特別重要的”。

2008年11月1日實(shí)施的《DL/T1093-2008電力變壓器繞組變形的電抗法檢測(cè)判斷導(dǎo)則》規(guī)定：現(xiàn)場(chǎng)可采用低電壓試驗(yàn)電源實(shí)測(cè)電力變壓器繞組和鐵芯的動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)參數(shù)，用以判斷變壓器繞組有無變形或位移。確定變壓器繞組及鐵心的動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)。導(dǎo)則對(duì)檢測(cè)時(shí)機(jī) 、檢測(cè)參數(shù)、檢測(cè)方法、測(cè)試儀器、判斷原理、判斷的定量界限都作了規(guī)定或提示。

 2008年11月1日實(shí)施的《DL/T1093-2008 電力變壓器繞組變形的電抗法檢測(cè)判斷導(dǎo)則》將使得電抗法測(cè)試有法可依，有明確的判據(jù)可用。

由筆記本電腦及單片機(jī)構(gòu)成高精度測(cè)量系統(tǒng),結(jié)構(gòu)緊，操作簡單，具有較完備的測(cè)試分析功能，對(duì)照使用說明書或經(jīng)過短期培訓(xùn)即可自行操作使用。

二、LYBR-VI主要技術(shù)特點(diǎn)

1、采集控制采用高速、高集成化微處理器。

2、筆記本電腦與儀器之間通信USB接口。

3、筆記本電腦與儀器之間通信無線藍(lán)牙接口（選配件）。

4、硬件機(jī)芯采用DDS數(shù)字高速掃頻技術(shù)(美國)，通過測(cè)試可以準(zhǔn)確診斷出繞組發(fā)生扭曲、鼓包、移位、傾斜、匝間短路變形及相間接觸短路等故障。

5、高速雙通道16位A/D采樣(現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)改變分接開關(guān)，波形曲線有明變化)。

6、信號(hào)輸出幅度軟件調(diào)節(jié)，大幅度峰值±10V。

7、計(jì)算機(jī)將檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)分析和生成電子文檔(Word)

8、LYBR-VI具有線性掃頻測(cè)量和分段掃頻測(cè)量雙測(cè)量系統(tǒng)功能,兼容當(dāng)前國內(nèi)兩種技術(shù)流派的測(cè)量模式

9、幅頻特性符合國家關(guān)于幅頻特性測(cè)試儀的技術(shù)指標(biāo)。橫坐標(biāo)（頻率）具有線性分度及對(duì)數(shù)分度兩種，因此打印出的曲線可以是線性分度曲線也可以是對(duì)數(shù)分度曲線，用戶可根據(jù)實(shí)際需要選用。

10、檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析系統(tǒng),

橫向比較A、B 、C三相之間進(jìn)行繞組相似性比較,

其分析結(jié)果為:

①*性很好

②*性較好

③*性較差

④*性很差,

縱向比較A-A、B-B、C-C調(diào)取原數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)同相之間進(jìn)行繞組變形比較，

其分析結(jié)果為:

①正常繞組

②輕度變形

③中度變形

④嚴(yán)重變形

11、可自動(dòng)生成Word電子文檔，供保存和打印。

12、該儀器*電力標(biāo)準(zhǔn)DL/T911－2004《電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法》的技術(shù)條件。

三、LYBR-VI使用特點(diǎn)

3.1  由測(cè)量部分及分析軟件部分組成，測(cè)量部分是高速單片機(jī)控制，由信號(hào)生成及信號(hào)測(cè)量組成。測(cè)量部分由無線藍(lán)牙接口與平板電腦連接，無需接線，使用方便，也可使用USB接口與平板電腦或者筆記本電腦連接。

3.2  在測(cè)試過程中僅需要拆除變壓器的連接母線，不需要對(duì)變壓器進(jìn)行吊罩、拆裝的情況下就完成所有測(cè)試。

LYBR-VI具備多種頻率線形掃頻測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量功能，線形掃頻測(cè)量掃描頻率高達(dá)10MHz，頻率掃描間隔可分為0.25kHz、0.5kHz和1kHz,對(duì)變壓器變形情況提供更多的分析。

儀器智能化程度高，使用方便，具有自動(dòng)量程調(diào)節(jié)，自動(dòng)采樣頻率調(diào)節(jié)等多種功能。

采用windows平臺(tái)，兼容windows98/2000/winXP/Windows7系統(tǒng)。為使用者提供了更加方便和易于使用的顯示界面。

提供歷史曲線對(duì)比分析，可同時(shí)加載多條歷史曲線觀察，能具體選擇任意曲線進(jìn)行橫向和縱向分析。配有專家智能分析診斷系統(tǒng)，可以自動(dòng)診斷變壓器繞組的狀態(tài)，同時(shí)加載6條曲線，各條曲線相關(guān)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算，自動(dòng)診斷繞組的變形情況，給出診斷的參考結(jié)論。

軟件管理功能強(qiáng)大，充分考慮現(xiàn)場(chǎng)使用的需要，自動(dòng)保存環(huán)境條件參數(shù)，以便作變壓器繞組變形診斷時(shí)提供依據(jù)。測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)存盤、具有彩色打印功能，方便用戶出測(cè)試報(bào)告。

軟件人性化特點(diǎn)明顯，測(cè)量的各種條件多為選擇項(xiàng)，變壓器詳細(xì)參數(shù)可保存用做診斷參考，并且不用在現(xiàn)場(chǎng)輸入，可以以后再添加修改信息，使用起來更加方便。

3.9   軟件智能化程度高，在輸入、輸出信號(hào)連接好之后，設(shè)置好條件參數(shù)，就可以完成所有的測(cè)量工作，并且隨時(shí)能在測(cè)量中打開歷史波形曲線進(jìn)行比較觀   察和停止測(cè)量。

3.10  每相測(cè)量所需時(shí)間小于60秒,對(duì)一臺(tái)高、中、低繞組的電力變壓器（容量、電壓等級(jí)不限）進(jìn)行繞組變形測(cè)量，總需時(shí)間不超過10分鐘。

3.11  測(cè)量變壓器時(shí),接線人員可任意布放信號(hào)輸入輸出引線,對(duì)測(cè)量結(jié)果無影響,接線人員可停留在變壓器油箱上面,不必下來,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

四、LYBR-VI主要技術(shù)參數(shù)

4.1 掃描方式：

1．線性掃描分布

掃頻測(cè)量范圍：(10Hz)-(10MHz)40000掃頻點(diǎn)、分辨率為0.25kHz、0.5kHz和1kHz

2．分段掃頻測(cè)量分布

掃頻測(cè)量范圍：(0.5kHz)-(1MHz)、2000掃頻點(diǎn)；

(0.5kHz)-(10kHz)

(10kHz)-(100kHz)

(100kHz)-(500kHz)

(500kHz)-(1000kHz)

3.2 其他技術(shù)參數(shù)：

1、幅度測(cè)量范圍: (-120dB)至(+20dB)

2、幅度測(cè)量精度:   0.1dB

3、掃描頻率精度:   0.01%

4、信號(hào)輸入阻抗：  1MΩ

5、信號(hào)輸出阻抗：  50Ω

6、信號(hào)輸出幅值：  ±20V

7、同相測(cè)試重復(fù)率：99.9%

8、測(cè)量儀器尺寸(長寬高)300X340X120(mm)

9、儀器鋁合金箱尺寸(長寬高)310X400X330(mm)

10、總體重量:10Kg

五、LYBR-VI使用方法

5.1儀器面板

◇LYBR-VI面板上安裝有電源自鎖開關(guān), 按下時(shí)電源打開,指示燈點(diǎn)亮,關(guān)閉時(shí)按下松開, 指示燈熄滅；

◇上方印有儀器型號(hào)和名稱；

◇下方印有儀器生產(chǎn)廠名；

◇儀器背板上安裝有電源插座內(nèi)藏保險(xiǎn)絲；

◇USB通信端口連接筆記本電腦和無線藍(lán)牙天線

◇測(cè)量信號(hào)端口:K9插座外標(biāo)顏色與測(cè)量電纜外標(biāo)顏色*,請(qǐng)對(duì)顏色連接；

5.2變壓器的幾種常用檢測(cè)接線方式

LYBR-VI主要是由主測(cè)量單元和筆記本電腦構(gòu)成,并行三根測(cè)量電纜以及測(cè)量夾子和接地線組成。

主測(cè)量單元系統(tǒng)與試品之間采用50W高頻同軸電纜聯(lián)接，掃頻信號(hào)經(jīng)輸出端口(激勵(lì)輸出)，通過連接電纜將信號(hào)夾子(黃色)向被試品注入信號(hào);由信號(hào)測(cè)量夾子(綠色)從被試品獲取信號(hào)，經(jīng)電纜傳輸?shù)剑憫?yīng)輸入）；由信號(hào)測(cè)量從被試品注入點(diǎn)獲取同步參考信號(hào)，經(jīng)電纜傳輸?shù)捷斎耄▍⒖驾斎耄１辉嚻吠鈿づc測(cè)試電纜的屏蔽層必須可靠連接并接地，大型變壓器一般以鐵芯接地套管引出線與油箱的連接點(diǎn)，作為公共接地點(diǎn)，變壓器外殼點(diǎn)接地

六、三相Yn形測(cè)量接線

1、測(cè)量系統(tǒng)共一點(diǎn)接地，取變壓器鐵芯接地。

2、黃夾子定義為輸入，鉗在Yn的‘O’點(diǎn)、綠夾子定義為測(cè)量，鉗在A相上。

3、地線連接網(wǎng)依次由綠夾子地線孔插入接地線至黃夾子地線孔，再連接一接地線到鐵芯接地。

4、以上接線完成對(duì)三相Yn形的A相測(cè)量接線。

1、測(cè)量系統(tǒng)共一點(diǎn)接地，取變壓器鐵芯接地。

2、黃夾子定義為輸入，鉗在Yn的‘O’點(diǎn)、綠夾子定義為測(cè)量，鉗在B相上。

3、地線連接網(wǎng)依次由綠夾子地線孔插入接地線至黃夾子地線孔，再連接一接地線到鐵芯接地。

4、以上接線完成對(duì)三相Yn形的B相測(cè)量接線。

1、測(cè)量系統(tǒng)共一點(diǎn)接地，取變壓器鐵芯接地。

2、黃夾子定義為輸入，鉗在Yn的‘O’點(diǎn)、綠夾子定義為測(cè)量，鉗在C相上。

3、地線連接網(wǎng)依次由綠夾子地線孔插入接地線至黃夾子地線孔，再連接一接地線到鐵芯接地。

4、以上接線完成對(duì)三相Yn形的C相測(cè)量接線。

七、三相Y形測(cè)量接線

1、測(cè)量系統(tǒng)共一點(diǎn)接地，取變壓器鐵芯接地。

2、黃夾子定義為輸入，鉗在Y形的A相、綠夾子定義為測(cè)量，鉗在B相上。

3、地線連接網(wǎng)依次由綠夾子地線孔插入接地線至黃夾子地線孔，再連接一接地線到鐵芯接地。

4、以上接線完成對(duì)三相Y形的AB相測(cè)量接線。

1、測(cè)量系統(tǒng)共一點(diǎn)接地，取變壓器鐵芯接地。

2、黃夾子定義為輸入，鉗在Y形的B相、綠夾子定義為測(cè)量，鉗在C相上。

3、地線連接網(wǎng)依次由綠夾子地線孔插入接地線至黃夾子地線孔，再連接一接地線到鐵芯接地。

4、以上接線完成對(duì)三相Y形的BC相測(cè)量接線。

1、測(cè)量系統(tǒng)共一點(diǎn)接地，取變壓器鐵芯接地。

2、黃夾子定義為輸入，鉗在Y形的C相、綠夾子定義為測(cè)量，鉗在A相上。

3、地線連接網(wǎng)依次由綠夾子地線孔插入接地線至黃夾子地線孔，再連接一地線到鐵芯接地。

4、以上接線完成對(duì)三相Y形的CA相測(cè)量接線。

八、三相△形測(cè)量接線

1、測(cè)量系統(tǒng)共一點(diǎn)接地，取變壓器鐵芯接地。

2、黃夾子定義為輸入，鉗在△形的A相、綠夾子定義為測(cè)量，鉗在B相上。

3、地線連接網(wǎng)依次由綠夾子地線孔插入接地線至黃夾子地線孔，再連接一地線到鐵芯接地。

4、以上接線完成對(duì)三相△形的AB相測(cè)量接線。

1、測(cè)量系統(tǒng)共一點(diǎn)接地，取變壓器鐵芯接地。

2、黃夾子定義為輸入，鉗在△形的B相、綠夾子定義為測(cè)量，鉗在C相上。

3、地線連接網(wǎng)依次由綠夾子地線孔插入接地線至黃夾子地線孔，再連接一地線到鐵芯接地。

4、以上接線完成對(duì)三相△形的BC相測(cè)量接線。

1、測(cè)量系統(tǒng)共一點(diǎn)接地，取變壓器鐵芯接地。

2、黃夾子定義為輸入，鉗在△形的C相、綠夾子定義為測(cè)量，鉗在A相上。

3、地線連接網(wǎng)依次由綠夾子地線孔插入接地線至黃夾子地線孔，再連接一地線到鐵芯接地。

4、以上接線完成對(duì)三相△形的CA相測(cè)量接線。

九、單相X、Y、Z測(cè)量接線

1、測(cè)量系統(tǒng)共一點(diǎn)接地，取變壓器鐵芯接地。

2、黃夾子定義為輸入，鉗在單相的y點(diǎn)、綠夾子定義為測(cè)量，鉗在b點(diǎn)上。

3、地線連接網(wǎng)依次由綠夾子地線孔插入接地線至黃夾子地線孔，再連接一地線到鐵芯接地。

4、以上接線完成對(duì)單相X的測(cè)量接線。

1、測(cè)量系統(tǒng)共一點(diǎn)接地，取變壓器鐵芯接地。

2、黃夾子定義為輸入，鉗在單相的y點(diǎn)、綠夾子定義為測(cè)量，鉗在b點(diǎn)上。

3、地線連接網(wǎng)依次由綠夾子地線孔插入接地線至黃夾子地線孔，再連接一地線到鐵芯接地。

4、以上接線完成對(duì)單相Y的測(cè)量接線。

1、測(cè)量系統(tǒng)共一點(diǎn)接地，取變壓器鐵芯接地。

2、黃夾子定義為輸入，鉗在單相的z點(diǎn)、綠夾子定義為測(cè)量，鉗在c點(diǎn)上。

3、地線連接網(wǎng)依次由綠夾子地線孔插入接地線至黃夾子地線孔，再連接一地線到鐵芯接地。

4、以上接線完成對(duì)單相Z的測(cè)量接線。

注意事項(xiàng):

LYBR-VI在測(cè)量之前應(yīng)預(yù)熱15分鐘，如果在冬季等氣溫偏低的情況下，預(yù)熱時(shí)間應(yīng)適當(dāng)加長，確保儀器的正常測(cè)量。

注意嚴(yán)格按示意圖接地線，特別注意的是響應(yīng)信號(hào)的接地夾子要先通過連接線與激勵(lì)信號(hào)的接地夾子連接，再由激勵(lì)信號(hào)的接地線與鐵芯接地，保證信號(hào)電流的正確流向。