摘要：随着我国经济的快速发展，各种电力设施和生产设备的运行需要大量的电力供应。在电力系统中，变压器的短路故障对其正常运行影响很大。如果变压器出现绕组变形问题，不能采取科学有效的方法及时检测和排除，可能导致安全事故的发生。因此，对变压器绕组的变形检测方法进行梳理和分析，并结合可能的影响，通过不同的检测与诊断相结合进行对比分析，从而帮助电力系统故障检测人员选择更合适的检测与诊断方法来判断变压器绕组的变形。
关键词：变压器；绕组变形；检测；诊断
1离线方法及其应用
目前，国内外变压器绕组变形检测已形成三种成熟的离线检测方法，即短路阻抗法、低压脉冲法和频率响应分析法。当用这些方法检测变压器绕组变形时，将变压器内部绕组视为线性阻抗。
1.1短路阻抗法
短路阻抗法是指变压器短路时，变压器的电阻为零。在这种情况下，变压器输入的等效阻抗可以认为是短路阻抗。短路阻抗主要分为电阻分量和电抗分量。电阻分量通常只占阻抗的一小部分，电抗分量是主要的组成部分。对于变压器的短路电抗分量，在正常情况下，由于绕组形状的原因，变压器的漏抗经常发生变化，从而导致变压器的短路阻抗数据发生变化。对变压器进行绕组变形试验时，可采用短路阻抗法检测绕组的变形，并根据电抗的变化判断绕组的变形。具体来说就是比较短路阻抗和变压器的政策数据，或者判断其数据的变化趋势。
1.2 低压脉冲法
低压脉冲法是变压器短路试验的标准方法。在测试时，主要通过现场测试对数据进行判断。低压脉冲测试的基本原理是：当对变压器施加高频电压时，铁芯内部的磁导率几乎等于空气的磁导率，绕组本身可以看作是线性电阻。绕组变形后，等效电路的阻抗分布也会发生变化。当低压脉冲信号作用于绕组的某一部分时，通常在另一端得到相应的信号响应信号。通过分析响应信号的变化，可以判断绕组的变化。对于低压脉冲测试，它可以在短时间内判断其变化。随着重复频率的增加，其测试结果的准确性将大大提高，测试结果需要通过绕组网络参数的变化来判断。
1.3频响分析法
频率响应分析打破了低压脉冲测试过程中的一些缺陷。该测试方法主要用于判断变压器绕组在运行过程中的频率响应特性。频率响应试验主要是通过与侧接相连的正弦波获得不同频段的响应电压和激励电压，然后通过两组数据的比值得到绕组的频率响应特性。在频响分析的应用中，通过函数的振幅谱来判断绕组的状态。通过对该检测方法的深入研究，逐步引入平均方差，结合传递函数判断变压器绕组的变化。此外，为了提高频率响应分析结果的准确性，引入了小波分析技术。
1.4离线测试方法对比分析
通过分析这三种方法的应用和特点，可以看出这三种方法各有优缺点。在选择检测方法时，需要根据变压器的实际情况做出判断。首先，LVI检测方法在检测过程中能够快速、准确地判断绕组的变形，但在现场检测过程中，其对周围环境的抵抗能力较差，因此在其他因素干扰时往往判断失误。其次，对比FRA和LVI检测方法，虽然在灵敏度等方面存在差异，但FRA检测方法更加稳定，对周围的影响因素具有较高的抗扰度。在现场测试中，FRA检测方法可以更准确地确定绕组的变形，设备体积小、重量轻，可以保证设备的快速使用。然而，这种测试方法对于测试人员的专业水平较高，这也是这种测试方法使用有限的主要原因。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第三，短路阻抗法检测采用统一布线法，对检测结果有一定的敏感性，但由于灵敏度较低，目前很少使用。
2在线方法和对比分析
在电力变压器绕组变形检测技术中，在线检测分为电量和非电量两大类。非电量检测方法有超声波法和振动法两种，而电量检测方法有频率响应法和短路阻抗法。
2.1超声波检测法
超声波检测方法主要是通过探头检测变压器内部绕组的变化，在同步信号下将超声波传输到变压器内部绕组，根据超声波探头采集到的反射波判断绕组的变形。数据的判断主要通过变压器中超声波的往返行程时间来确定。这种测试方法是基于变压器绕组上每个点到邮箱表面的距离是固定的。绕组变形后，距离会有一定的变化，通过超声波可以确定和分析距离。
2.2振动法
振动法主要是通过振动传感器检测变压器的振动。在测试过程中，对变压器绕组和铁芯进行了判断。如果变压器绕组正常，其振动不会有特别的变化。当绕组变形时，振动传感器的数据会有一定的差异，通过振动传感器的数据分析可以确定其变形情况和变形位置。
2.3在线频率响应法
变压器在每天运行过程中会发出各种各样的信号，如运行过程中的负荷变化、故障后的重新此时，变压器内部会发出不同的对应信号。通过检测这些信号，可以判断变压器的运行状态。变压器附近的暂态电压和电流与变压器本身的运行密切相关。通过对这些信号的收集和整理，可以得到变压器正常运行的各种参数，然后采用暂态分布曲线通过比较正常情况下变压器周围的瞬态信号和异常情况下的信号，可以发现变压器绕组变形时对应的频率响应特性，从而可以对变压器绕组进行在线监测。
2.4在线短路阻抗法
在线短路阻抗法主要用于参考电力变压器运行过程中存在的等效短路阻抗。通过计算变压器的电压和电流输出值，得到变压器内部的等效短路阻抗值。然后实时测试阻抗值，确定变压器内部绕组是否变形。短路阻抗的计算方法经常受到励磁电流的影响。首先是变压器在运行过程中的短路电抗，它是在变压器空载和负载两种情况下测量的。二是利用任意两个负载电流进行检测。第三是建立循环平衡方程忽略励磁电流的影响下，测试电阻和漏电感短路阻抗通过系统辨识技术的应用，然后正确的结果通过短路实验数据通过计算方程，从而获得相对准确的测试数据。
2.5在线测试方法对比
首先，操作比较简单，测试比较直接。但由于该方法的测试结果油与无油差异较大，且受温度影响较大，目前的使用限值相对较大。其次，振动法在使用过程中不会与变压器产生任何连接，所以在测试过程中安全系数较高，但目前无法通过准确的数据准确判断绕组的变形状态。第三，在线频响方法继承了离线频响方法在使用过程中的相关优势。改进了绕组变形算法，有效提高了测试结果的准确性变压器的变形，对于不同的变压器，试验结果有很大的差异。最后，基于短路阻抗法的变形检测是目前应用最广泛的方法。试验方法相对简单，但试验结果的准确性和稳定性较差。因此，有必要通过改进测试平台来提高测试精度。
3结束语
电力变压器绕组变形检测与诊断技术已发展了很长一段时间。目前离线检测方法比较成熟，检测时要求变压器处于非工作状态，检测时产生的风险相对较低，但会导致局部地区停电，影响人们的日常生活和生产用电量。在线监测方法不会导致变压器在诊断过程中停止运行，提高了电力企业运行的自动化程度和智能化程度，是今后变压器监测发展的主要方向之一。
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论文作者:刘桂君,侯东祥
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/14
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