（1国网北京供电公司 100089；2天津理工大学 300380；3内蒙古农业大学 邮010000;4国网山西省电力公司技能培训中心 041000；5国网大同供电公司 037008）
摘要：变压器绕组变形检测试验是对变压器绕组健康状况进行检测的一种重要方法。在变压器的故障中，由于出口短路和近区短路的产生将对变压器正常运行造成的极为严重的危害，故可以采用绕组变形技术中频响曲线进行比较，从而快速准备发现异常状态。所以现阶段变压器绕组变形检测试验往往作为事故处理的主要依据。
关键词：变压器绕组、绕组变形、检测技术
引言：变压器绕组变形包括纵向和横向尺寸的变化，表现为整体位移和下陷，绕组鼓包、扭曲、挤压和匝间短路等。在不解体、吊罩的情况下，对于发生异常状态的变压器，检测变压器绕组频率响应法能灵敏、准确地反映绕组的变形，并且测得的波形具有很好的重复性和稳定性，对变压器的评估可靠性甚高。
一、频率响应法原理
变压器是一个复杂的电阻、电容和电感组成的非线性的分布参数网络，当向某一个线端施加不同频率的电压时，在每个频率下其他线端得到的响应是不相同的。在较高频率的电压作用下，变压器的每个绕组均可视为一个由线形电阻、电感（互感）、电容等分布参数构成的无源线性双口网络，其内部特性可通过函数H（jω）描述，如果绕组发生变形，绕组内部的分布电感、电容等参数必然改变，导致其等效网络传递函数H（jω）的零点和极点发生变化，使网络的频率响应特性发生变化。
图1 频率响应法的基本检测回路
其中：L、K及C分别代表绕组单位长度的分布电感、分布电容及对地分布电容，U1、 U2分别为等效网络的激励端电压和响应端电压，Us为正弦波激励信号源电压，Rs为信号源输出阻抗，R为匹配电阻。
因为绕组的变形必然导致分布参数的变化，从而使频响曲线也改变，所以可以通过录制在变压器正常时和发生出口短路时的相应线端的频响曲线，并进行重合程度和相关参数比较，获取绕组的变形情况。
频率响应分析法检测变压器绕组变形是从变压器绕组的一端输入扫频信号，在另一端检测响应信号，并将响应信号的振幅和相位为频率函数绘出频谱曲线。当变压器结构定型后，其幅频响应特性是一定的。通过检测变压器各个绕组的幅频响应特性，对同一绕组进行纵向和横向对比分析，根据其变化程度即可判断可能发生的绕组变形。
绕组发生变形时，频响特性曲线的变化可以用相关系数来表征。一台新的无损伤的变压器有一个频响特性，当绕组变形后，频响曲线上各点就可能偏离原来的坐标，于是出现了新的一条频响曲线。比较两条频谱曲线的相关性就可以分析评估绕组的整体变形状况。
二、频率响应法测量接线及波形比较
正常运行的变压器绕组，三相频谱特性相关性好。若发生事故未造成绕组变形，事故前后的曲线基本重合。绕组变形后，事故前后的曲线明显偏离且不重合，相关性差。变形时曲线峰值点会发生平移，或增频，或减频，峰值点对应幅值分贝数也会改变。
从以上两表进行比较核实，可看出表2中变压器低压绕组在低频（LF）的系数R13=0.42、R23=0.39、符合RLF＜0.6、判断其有严重变形；中压绕组在低频（LF）R12=0.89、中频（MF）R13=0.59,符合1.0＞RLF≥0.6 或 RMF＜0.6，判断为明显变形；高压绕组三组系数符合要求，无变形现象；
（2）频响曲线相关系数是绕组变形诊断的必要判据，峰值点数的减少、移动变化是变形诊断的充分判据，二者应综合应用全面分析。
（3）完好的变压器绕组对于同一相来说，不同分接位置的频响曲线相关性很好，若调压绕组发生变形或分接开关有故障，位置装错，则频响曲线相关性会变坏。因此比较同一相不同分接位置的频响相关性，可以诊断调压绕组、分接开关的变形和故障。
四、频率响应法测量接线的环境要求
（1）变压器绕组高压套管引线应全部解开、变形试验应在充分放电后，根据接线方式和检测程序进行，分别记录各个绕组的幅频响应特性曲线；
（2）变压器绕组变形宜在最高分接头试验，故障情况是可选择在该分接进行；
（3）试验前确保拆除的变压器连接引线尽可能远离被试套管；
（4）接地线应可靠连接在铁芯接地引出端的螺栓上，严禁随意缠绕；
（5）所有测试连接线连接可靠，保持稳定，进而减小其对测试数据的影响；
五、频率响应法测量的注意事项
（1）用频率响应法检测判断变压器的绕组变形情况，重要的是变压器原始数据的收集，在变压器投运前，录制频响曲线，作为今后曲线比较的依据。
（2）频率响应法测量变压器，要注意分接开关的位置，保证每次测量，分接开关在同一位置。避免出现误判。
六、结束语
变压器频率响应分析法是检测绕组变形严重程度的重要手段。在用频率响应曲线判断变压器绕组变形时，要采用横向比较和纵向比较相结合的方法，不单独使用某一次的频响曲线作为参考依据，要全面进行分析，从而使检测结论更准确、更客观。从根本上保证设备安全可靠运行。
作者简介
赵文辉（1986-）男、硕士研究生 毕业于华北电力大学（北京）电力系统自动化专业。现就职国网北京海淀供电公司，工程师，主要从事电力系统一次设备检修、继电保护试验。
赵妍（1997-）女、本科，天津理工大学中环信息学院 电力系统及其自动化专业。
靳文星（1996-）男、本科，内蒙古农业大学机电工程学院农业电气化专业。
王润莲（1968--）女、本科，高级讲师，国网山西技培中心临汾分部电气试验负责人，主要从事电气试验工作。
石征（1975-）男、本科，毕业于华北电力大学电气工程及其自动化专业。现就职山西大同供电公司，助理工程师，主要从事电力系统一次设备试验。
论文作者:赵文辉1,赵妍2,靳文星3,王润莲4,石征5,靳海
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/9
标签：绕组论文; 变压器论文; 曲线论文; 频率论文; 特性论文; 发生论文; 相关性论文; 《电力设备》2018年第12期论文;