摘要：随着国内电压等级的不断提升，对变压器运行的安全性和稳定性提出了更高的要求，本文基于频响法和振动带电检测法两种方法阐述了其技术应用现状。总体来说，带电检测法可在不停电的情况下使用，可以耐受多次短路冲击，反映出变压器抗短路能力的变化，是一种保持变压器运行稳定性，维护电网安全的有效检测方法。本文针对电力变压器绕组状态检测技术应用进行分析。
关键词：变压器；绕组变形；状态检测
引言
随着电网容量的不断增大，变压器故障造成的电网事故越来越多。变压器出现故障时，及时采取有效的技术手段进行变形测试，能最大限度保证不发生电网事故。基于此，研究了变压器绕组变形问题，从绕组状态的检测方法和检测原理阐述了相关应用技术。
1、变压器功能
1.1使用变压器控制输出电压
电器设备正常工作时的电压是电器的额定电压值，也是电器允许的最大电压。因为设备或者设备的型号不同，所以具有不同的额定电压值，为了保证设备正常运行，往往需要使用变压器控制输出电压，其主要通过变压器内部原副线圈的匝数比实现。
1.2利用变压器原理设计互感器
众所周知，电流电压表在测量交流电压或者电流时均具有一定的测量范围，不允许直接接触大电压或者强电流，为了便于测量，往往采用变压器调整高电压或者强电流，使其达到测量范围内，这种变压器就叫做互感器。举例来说，就是将变压器的原线圈与被测电路串接，将副线圈接入仪表内部进行测量。
1.3运用变压器高压输电
发电厂在输送发电机的电能时，一般采用高压输送的形式传输电能，其主要利用变压器对发电机产生的电能进行先升压再传输的方式。采用这种方式原因是当输电功率相同时，若传输电压较高，则电流较小。采用这种方式可以最大程度减小电流，进而减少电流热损耗和远距离传输成本
2、绕组变形试验目的
变压器绕组一般是铜或铝导线，在受到机械力或电动力等较大应力作用时，绕组的尺寸和形状会发生变化。具体而言，一是变压器在出厂运输或安装过程中受到碰撞冲击会产生断股、移位、扭曲现象；二是变压器在运行中受到短路电流热和电动力的作用时，短时间内会发生绕组变形，严重时可能导致相间短路、烧毁。变压器绕组变形后一般都能继续投运，但对变压器和电力系统运行都有危害，带病运行对电网也是一种安全隐患。由于变压器是全封闭的电气设备，从外观上很难看出内部的变形情况，在现场不吊芯检查的情况下，只能通过外部试验来快速了解绕组变形状态。因此我们必须对变压器绕组变形进行检测，判断变形的严重程度，并根据诊断结果制定相应的防范措施，从而降低故障率，保证电网安全运行。因此，变压器绕组变形测试意义十分重大。
3、绕组变形检测研究
3.1频率响应分析法
针对电力变压器的绕组诊断方法，使用频率最高的是频率响应分析法。该方法根据高精度实践测量技术，利用大量的数据测量值进行函数分析。在具体函数对应结果中，测量变压器各绕组部位的阻值大小、振幅值偏移理论值；在具体诊断中，调研特性值的变化情况。通过具体数值的波动反映结构变形情况，并根据变形大小和标准测量值进行对比，在对比过程中进行1kHz和1MHz的计算，使在测量过程中横向或纵向的采样点拥有科学的计算方法。在具体数值采样和大数据计算过程中，针对变压绕组的运行可行性进行调研，将测量结果偏差控制在标准范围内，以确保诊断结果的准确性。通过和标准数据进行对比，分析绕组传递的函数特性曲线基础公式，使变压器的特性值在诊断中拥有高标准的可操控性，从而保证变压器绕组的质量标准和设备的完好性。函数特性曲线可以通过运用数值进行实际计算。计算过程中，可以通过相应的函数曲线公式，对幅向尺寸和轴向尺寸的变形力度进行计算，从而掌握在操作过程中变形的大小，并在范围内找到满足质量标准的谐振点。所以，在具体数据诊断过程中，需要根据函数特性曲线对短路电流前后的差异值进行计算和数学关系的对比，准确掌握变形的状态和力度并制定最合适的整改方案，从而彰显频率响应法的优势。
3.2短路抗阻诊断法
最早使用的绕组变形测试方法是短路阻抗法。其原理是通过测量变压器绕组在50 Hz^下的阻抗或漏抗，由阻抗或漏抗值的变化来判断变压器绕组是否发生了危及运行的变形，如匝间短路、开路线圈位移等。国标和IEC标准都规定了额定电流下漏抗变化的限值，IEC建议超过3%为异常，国标认为根据线圈结构的不同取2% ~4%。美国ANSI标准96年版已将短路阻抗测试作为预试项目之一。该方法对绕组匝间短路、鼓包等引起漏抗（主要为电感）值明显变化的变形较敏感，但对于绕组整体变形、引线位移变形等引起的对地电容、端口电容变化不敏感。
图1低压短路阻抗法测量接线示意图
短路阻抗计算公式：
U：变压器二次短路情况下的工频电压有效值；I：变压器二次短路情况下的工频电流有效值。
3.3低压脉冲分析法
低压脉冲的运用是在变压器两端分别增加一个稳态脉冲信号。操作运行中，需要针对一端的脉冲信号值进行测量，并根据测量结果制定波形图，使波形图能在数据中满足由于对相应信号不同而产生不同信号值的情况，进而实施绕线变形情况的判断。低压脉冲的实际应用原理如下。若变压器绕组处于正常工作状态，变压器的内部电压值、内部电阻值以及内部电容均会得到稳态固定。但是，一旦变压器绕组发生变形，由于绕组变形位置的不同会导致绕组位置发生一定变化，从而在数据反映中会发生巨大变化[6]。因此，针对实际网络的变化值和变化性能的影响，可以通过绕组段的变化值发现根本的变化情况，这也是低压脉冲的变形诊断方法。但是，低压脉冲诊断方法的实际操作不具有可重复性，因此在具体实践中使用的次数极少。
结束语
电力系统的电气设备中，电力变压器极为重要，电力变压器稳定运行决定着安全、可靠的供电。目前，由于国内的电力行业发展迅猛，电网容量不断增加，对超高压和特高压电力系统的需求量逐渐提高。由于建立了容量大、区域大的互联和西点东送等复杂系统，因此对我国电力系统的稳定、安全、可靠运行提出了更高的标准。
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论文作者:黄伟波
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/1
标签：绕组论文; 变压器论文; 测量论文; 电压论文; 电流论文; 脉冲论文; 电网论文; 《基层建设》2019年第10期论文;