（国网天津市电力公司检修公司 天津 300232）
摘要：分析现场测试变压器绕组变形检测原理，指出其存在的不足之处，并提出新型绕组变形综合分析诊断系统。
关键词：变压器；绕组变形；综合分析；诊断；系统
0 引言
变压器在运输、安装过程中遭受冲撞以及在运行中发生其出口或近区短路等都可能导致绕组发生变形，从而致使变压器绕组的绝缘强度和机械强度下降，严重威胁变压器的安全运行。为了防患于未然，对于发生这些异常状态的变压器，在不解体的前提下，检测变压器绕组变形势在必行。
目前，国内外检测变压器绕组变形的方法主要有频率响应分析法和短路阻抗检测法。
频率响应分析法，目前的测试技术只能定性测量，至于绕组变形定量与变形部位的定位技术还不完善。而且，目前的测试仪器由于不同的制造厂生产的仪器灵敏度不同，使得各频段的曲线出现差异而影响分析。对于频响法即使同一时间段，同一制造厂，同一型号的变压器绕组频谱曲线都会出现差异，制定数字化标准几乎不可能。
短路阻抗检测法虽然具有直观的效果，能参照具体的标准进行判断，但是该方法只能检测绕组严重变形的状态，存在测试误差较大，测试灵敏度较低等缺点。
因此，准确分析判断变压器绕组变形还需考虑多方面的因素，采取综合的试验手段。
1 变压器绕组变形综合分析诊断系统的设计构建
变压器绕组变形综合分析诊断系统是建立在集变压器出厂试验、交接试验、例行试验、诊断性试验以及在线监测等大量试验数据为依托的数据库上，通过对现有各种变压器绕组变形试验方法的总结、比较、权衡、互补、综合等，利用逻辑推理、科学算法、计算机处理等多种手段为一体的一种能够准确分析判断变压器绕组变形的专家系统。
该系统主要由数据采集模块、逻辑分析模块以及综合诊断模块等组成。
数据采集模块的功能，即将变压器绕组变形综合分析诊断系统中所需各种试验数据进行采集汇总。由于变压器的绕组变形将直接影响到变压器绕组电容量和绕组电感量的变化，因此这些变量可以说是最能直接反映绕组变形程度的数据，所以，该模块主要采集的数据即为能够反映绕组电容量和电感量变化的试验数据，包括变压器各侧绕组电容量、短路阻抗数值以及绕组频响数据等。
逻辑分析模块的功能主要包括三个。
（1）对频响试验中各相各频段数据进行逻辑分析，即对各相测试曲线进行横向和纵向比较，详见图1。如低频段，首先对此次试验的三相测试曲线进行横向比较，如果三相曲线比较相关系数<0.6，即判定为警示值C；如果相关系数>0.6，则对各相曲线分别进行纵向比较（包括出厂试验、交接试验、例行试验和诊断试验等），如果纵向曲线比较相关系数<0.6，则判定为注意值B；如果相关系数>0.6，则继续进行判定，由于该频段内各谐振点的水平移位情况直接反应电感变化与否，因此对此现象进行判定，若未发生水平移位趋势，则判定为正常值A；若发生水平移位趋势，则判定为注意值B。中频段与此类同，高频段由于外界环境对测试数据干扰太大，可能会发生较大误差，因此仅作参考，不作考核。
综合诊断模块的功能，即将数据采集模块和逻辑分析模块中相关数据进行综合分析，根据科学逻辑算法将模块中各变量（参数分布、参数变化趋势、频响曲线分析情况）按照相应规则进行排列组合，组成全数据绕组变形综合分析诊断方阵，并结合相应权重作出判断，给出结论。
2 变压器绕组变形综合分析诊断系统应用实例
2013年6月27日，在对某供电公司220kV 主变进行绕组变形的频率响应分析试验时发现，该变压器高、低压侧绕组变形图形、数据正常，而中压侧绕组幅频响应特性异常。
利用横向比较法对比发现，在500~600kHz中频带范围内，中压侧C相绕组在该频带内幅频响应图形波峰、波谷变化异常，较其他两相绕组波峰和波谷的频率分布位置以及分布数量均存在差异，即三相绕组幅频响应特性一致性较差。与此同时，与之相对应的中频带各相绕组图形相关系数显示，中压MBMC相关系数为0.41，中压MCMA相关系数为0.35，根据DL/T 911—2004《电力变压器绕组变形的频率响应分析法》标准中的相关系数与变压器绕组变形程度的关系对应中显示，当中频带内绕组相关系数小于0.6时，变压器绕组参考变形程度为明显变形。针对该情况，通过认真检查，核实，排除一切外界干扰后，经复试，试验结果与之前一致，无明显变化。
利用纵向比较法对比发现，1999年该变压器中压侧频响试验结果显示，三相曲线拟合度较高，中压MBMC相关系数为1.796，中压MCMA相关系数为1.580，图形和数据皆显示绕组无变形情况。同时，与历次绕组变形试验结果相比较，此次试验中压侧C相绕组对应频带的幅频响应特性曲线变化较大，波峰、波谷位置发生偏移，分布数量存在差异，各相绕组间相关系数也大幅降低。
鉴于此情况，初步判断该变压器中压侧C相可能存在一定的绕组变形问题，详见下图。
为确定该可能缺陷，对该变压器进行了一系列的相关电气试验，并对其采用变压器绕组变形综合分析诊断系统进行了进一步诊断。
其中，电容量测试中，本次试验结果与2010年例行试验结果对比显示：高压对中、低压及地电容量变化率为2%，中压对高、低压及地电容量变化率为4.8%，低压对高、中压及地变化率为6.2%。与1999年交接试验结果对比显示：高压对中、低压及地电容量变化率为11.5%，中压对高、低压及地电容量变化率为1%，低压对高、中压及地变化率为15.1%，而规程要求电容量变化率应小于5%。
结合多项试验数据，绕组变形综合分析诊断系统最终判断该变压器中压C相绕组已发生幅向变形，且有逐渐增长的趋势。
同时，经查询该变压器运行记录发现，该主变中压侧共发生7次出口短路，2004年、2005年分别发生中压侧母线短路故障各1次；2011年311、315开关速断保护各动作1次；2012年311开关速断保护动作1次，313速断保护动作2次。
结合该变压器历年来运行情况，综合各项试验结果分析，我们确定该变压器中压C相绕组已发生明显变形。
后经变压器进入检修基地进行吊罩拔包检查，发现中压C相绕组确实存在重大缺陷，该绕组已发生明显的扭曲变形，并已危及该变压器的安全稳定运行，亟需立即处理。该缺陷与试验判断的结果一致，详见图5。
3 变压器绕组变形综合分析诊断系统的发展前景
与传统变压器绕组变形检测方法相比，该系统克服了现有试验方法中各自存在的缺点，发挥了它们的优势，并且弥补了各种方法中存在的共性不足（只针对各自变量进行研究，没有考虑其他因素变化的影响）。
变压器绕组变形综合分析诊断系统操作简便，使用时只需将日常试验中相关数据输入系统，系统就会自动进行数据采集分析，逻辑判断，并根据诊断库自动做出诊断，显示出绕组健康状态、危险程度、变形部位以及给出专家建议和处理措施等。同时，该系统的研制成功也避免了以往需对“问题”变压器放油吊罩再做检查绕组的步骤，大大缩短了事故变压器的停电检修时间，为检修决策提供了有力的决策依据，也为减少事故变压器对外停电时间，起到了关键作用。可以说，该系统在目前现场实际检测中应用前景非常好。
4 结束语
该系统的研制，不仅可以在今后的绕组变形分析中做出定性判断，而且还可以提供量化分析、给出可能的缺陷部位，以及诊断建议，处理措施等。该系统的设计，不仅理念先进，考虑全面，而且克服了目前众多方法中的不足，准确度高，误差小，是今后准确、快速判断变压器绕组变形的一种全新的综合诊断技术。该系统的研制，其设计理念领先于国内外现有的各种变压器绕组变形分析方法，实属首创。
参考文献：
[1] DL/T 911—2004 电力变压器绕组变形的频率响应分析法[S]，2004.
[2] DL/T 1093—2008 电力变压器绕组变形的电抗法检测判断导则[S]，2008.
作者简介：
李杰华（1986-），男，国网天津市电力公司检修公司工程师，从事高压试验及状态监测工作。
论文作者:李杰华,孟艳,温红旗,陈鹏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/6
标签：绕组论文; 变压器论文; 中压论文; 系统论文; 系数论文; 综合分析论文; 数据论文; 《电力设备》2017年第14期论文;