电力变压器变形分析的总原则_武汉凯迪正大电气有限公司

电力变压器变形分析的总原则

发布日期：2016-04-05 00:00 点击：

从变压器线圈的等值电路上可知道，频率响应的频率范围各有所代表。在频率较低时，对地电容及饼间电容所形成的容抗较大，而感抗ωL较小，所以如果电感线圈发生改变，造成电感量变化，则低频部分的谐振峰有变化。从目前数据看，如果50kHz以下的频谱发生改变，则预示着电感变化或整体变形。对于局部变形，一般总电感量变化较小，所以低频部分反映不明显。而中频部分会对小的局部电容变化敏感，因为小面积的变形，改变了局部的谐振点，这些谐振发生在较高频率处。所以中频（30kHz~200kHz）部分的频谱改变表明线圈局部变化情况。高频条件下，因为等值电路中的电感造成的电抗增大而减小对谐振点的贡献，等值电路中以电容的影响为主，而且饼间电容较大，所以对地电容的改变对高频部分的频谱图影响较大，所以引线及分接开关对地的位置距离等结构则在这个频段体现较强。另外，如果线圈的结构完整，从等值电路上看，在高频部分应是总趋势呈衰减减少。

从宏观的角度去看变压器绕组，变压器三相线圈之间的结构是基本一致的，所以三相线圈之间的频谱图有可比性。但这种‘一致’是相对的。从微观的角度去看变压器的绕组，三相之间的差异是绝对的，关键是分析这种差异所出现的位置以及这种差异在频谱图上所处的频段及差异量。所以，频谱图在低频段出现差异时，一般表明线圈整体结构出现问题，可能会危及运行。应根据其它方面的测量手段来重点分析判断。

如果在中频和高频段频谱图发生差异，应具体的分析这种差异是否代表线圈引线的结线差异或分接开关引线长短的差异。这种差异有些是变压器设计制造中固有的，有些是由于引线对地距离改变造成的。

当分析出有些变形时，应根据这种变形发生的线圈及对绝缘的危害判断是否需要立即退出运行。例如，局部的小程度的轴向压缩或拉开变形发生在低压绕组时，可以认为不会立即危害运行；而如果发生在高压绕组，则可能会引起饼间绝缘距离不够危及运行安全。又例如，某些变压器线圈之间发生小程度偏芯时，线圈之间的绝缘强度不够会造成局部放电、油色谱改变，引起瓦斯动作等。而有些变压器因为线圈间的绝缘强度裕度比较大，较小程度的偏芯不会危及变压器运行。

所以变压器线圈变形分析应根据频谱图上的谐振峰的改变以及其它变压器常规试验结果、变压器具体结构来进行。具体情况，具体分析。避免造成误判，导致不必要的损失。

附件一：测量匹配问题：从行波的角度来分析匹配和未匹配的不同。

1. 匹配条件下：从变压器绕组向电缆看，匹配电阻和电缆波阻抗的等值Z=Ro/Zo；Zo为电缆波阻抗；因为Ro=Zo，输出电压U为未接；电缆波阻抗时的一半。

从电缆看测量仪：因为仪器输入端呈高阻，可以认为是开路状态，电压波在此时为正全反射，测量仪所接收的电压为传输到端口的电压的2倍，刚好是匹配电阻Ro在未接电缆波阻抗时的电压值。

从测量电缆往变压器绕组看过去绕组可以认为高阻抗，电缆端口相当于只有测量电阻Ro，由于Ro与Zo匹配，则再没有折射或反射波出现。所以测量过程可以说是比较正常的，测量电压就是测量匹配电阻上的电压。

2. 未匹配条件下：从变压器绕组看电缆，由于未匹配，看上去等值阻抗就为Z=Zo，传输到电缆的电压为绕组电抗与电缆波阻抗的分压。

而从电缆到测量仪输入端口时，由于高阻，在端口产生正全反射，测量电压加倍。当反射波从电缆传回到变压器端口时，又由于没有匹配电阻，将在端口再次产生正全反射，这样再传到测量仪端口再产生全反射。经多次反射后，测量仪所测量的是这样一个经过多次反射后的电压。由于电缆有一定的长度L，不同的频率点就会产生驻波，由于驻波的出现，也会使测量时出现所不希望的变异，这样变异在同一台仪器上会因为测量电缆的差异而出现在不同的频率点上，也会因变压器的等值绕组电抗不同而改变。对不同的仪器，将会因为一些其它的差异变化更大。

从上比较可以看到，即使是在稳定的正弦波扫频条件下，测量端不匹配，对正常测量是致命的影响。