電力變壓器繞組頻率響應測試儀

電力變壓器繞組頻率響應測試儀
感謝您使用本公司變壓器繞組變形測試儀。為了您能更安全、更快捷地使用本設備，了解它的功能，請您在使用本設備安裝調(diào)試前，仔細閱讀使用說明書。
謝謝您的合作！

質(zhì)量保證
本公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，在發(fā)貨之日起三個月內(nèi)，如產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷，實行包換。一年（包括一年）內(nèi)如產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷，實行免費維修。一年以上如產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷，實行有償終身維修。
安全事項
非專業(yè)人員請勿拆開維修，以免觸電及擴大故障范圍！
使用適當?shù)碾娫淳€：只可使用本產(chǎn)品、并且符合本產(chǎn)品規(guī)格的電源線。
產(chǎn)品接地：產(chǎn)品外殼的接地端子必須接地。為了防止電擊，接地導體必須與地面相連。
請勿拆下儀器的蓋板：以免產(chǎn)生電擊危險

”根據(jù)對變壓器內(nèi)部繞組特征參數(shù)的測量，采用目前世界發(fā)達國家正在開發(fā)完善的內(nèi)部故障頻率響應分析（FRA）方法，能對變壓器內(nèi)部故障作出準確判斷。
變壓器設計制造完成后，其線圈和內(nèi)部結(jié)構(gòu)就確定下來，因此對一臺多繞組的變壓器線圈而言，如果電壓等級相同、繞制方法相同，則每個線圈對應參數(shù)（Ci、Li）就應該是確定的。因此每個線圈的頻域特征響應也隨之確定，對應的三相線圈之間其頻率圖譜具有一定可比性。
變壓器在試驗過程中發(fā)生匝間、相間短路，或在運輸過程中發(fā)生沖撞，造成線圈相對位移，以及運行過程中在短路和故障狀態(tài)下因電磁拉力造成線圈變形，就會使變壓器繞組的分布參數(shù)發(fā)生變化。進而影響并改變變壓器原有的頻域特征，即頻率響應發(fā)生幅度變化和諧振頻點偏移等。并根據(jù)響應分析方法研制開發(fā)的“TFRC”，就是這樣一種新穎的變壓器內(nèi)部故障無損檢測設備。電力變壓器繞組頻率響應測試它適用于63kV～500kV電力變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)故障檢測。
“TFRC”是將變壓器內(nèi)部繞組參數(shù)在不同頻域的響應變化經(jīng)量化處理后，根據(jù)其變化量值的大小、頻響變化的幅度、區(qū)域和頻響變化的趨勢，來確定變壓器內(nèi)部繞組的變化程度，進而可以根據(jù)測量結(jié)果判斷變壓器是否已經(jīng)受到嚴重破壞、是否需要進行大修。
對于運行中的變壓器而言，無論過去是否保存有頻域特征圖，通過比較故障變壓器線圈間特征圖譜的差異，也可以對故障程度進行判斷。當然，如果保存有一套變壓器原有的繞組特征圖，更易對變壓器的運行狀況、事故后分析和維護檢修提供更為精確有力的依據(jù)。
“TFRC”由微機及單片機構(gòu)成高精度測量系統(tǒng),結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，具有較完備的測試分析功能，對照使用說明書或經(jīng)過短期培訓即可自行操作使用。（分析和操作方法在軟件幫助部分有詳細說明）

一、主要技術參數(shù)
頻點范圍:
0.5～10kHz 分辨率為0.02kHz
10～100kHz 分辨率為0.2kHz
100～500kHz 分辨率為1kHz
※ 500k～1000kHz 分辨率為1kHz

2.幅度測量范圍: 80dB
3.測量精度: 頻點偏移 fni5‰fNi（頻域內(nèi)的平均值）
幅度分辨率 0.01dB
4.重量:20kG （含包裝箱及基本配置）
5.體積: 530×300×280mm （包括外鋁合金箱）

二、
儀器的使用方法
儀器結(jié)構(gòu):
“TFRC”主要是由主測量單元和微機構(gòu)成,另外還配有隔離電源和兩根測量電纜,以及信號注入頭和測量頭等相關配件。
儀器接線:
1.計算機和主測量單元的連接
計算機和主測量單元除了電源引線外，其相互之間用一條通訊電纜相接。電纜的一端為標準九芯插頭，接在主測量系統(tǒng)背板上的串行口（SIO）上，電纜的另一端為標準USB插頭，與計算機上的COM1標準USB口相連。計算機與測量單元接線見附圖2.1
2.主測量單元系統(tǒng)和被試品的聯(lián)接
主測量單元系統(tǒng)與試品之間采用的50同軸電纜聯(lián)接，信號“輸出” 經(jīng)電纜通過信號注入頭（紅色）向被試品注入信號;由信號測量頭（藍色）從被試品獲取信號，經(jīng)電纜傳輸?shù)?ldquo;測量”端口。信號測量頭為內(nèi)部50匹配頭。被試品外殼與測試電纜的屏蔽層必須可靠連接并接地，大型變壓器一般以鐵芯接地套管引出線與油箱的連接點，作為公共接地點，變壓器外殼接地。
圖2.2
試驗接線見圖2.2。本測量系統(tǒng)配有測量接頭，對于被試變壓器無論采用通用螺桿式導桿引出的出線端子或“靠背式”端子均可采用所配的M12螺桿和環(huán)形適配頭連接; 信號注入端和信號引出端的測量接頭的屏蔽外殼應可靠接于被試變壓器外殼，被試變壓器外殼必須良好接地。

3.
計算機和打印機
計算機和打印機之間采用通用打印機電纜聯(lián)接，一般在現(xiàn)場測量過程中不需要聯(lián)接和啟動打印機。

4.被試品接線圖
（1）.YO接線（圖2.3）
由中性點O注入,出線端A、
B、C分別測量。 分別代表
A、B、C 三相的數(shù)據(jù)

（2）.11接線（圖2.4）
A注入，C測量,代表A相
B注入，A測量,代表B相
C注入，B測量,代表C相
對 接線，如能解開應考
慮解開分別測量。

（3）.Y接線（圖2.5）
A注入，B、C測量，比較B、C兩相
B注入，A、C測量，比較A、C兩相
C注入，B、A測量，比較B、A兩相
rx

根據(jù)測量分析要求，非被試繞組（高壓側(cè)或低壓側(cè)端子）應采用對應測量繞組的該相繞組 zui近一點接地。例如，測量高壓A相，則低壓a相頭接地，并注意不能短接；測量低壓，則高壓繞組中性點應接地。在測量過程中，改接線時應關閉主測量單元的電源。測試時儀器側(cè)應保持懸浮,不接地,以保證信號電流的正確流向。

三、rx軟件操作
TRFC儀除接線外的所有操作均在計算機上完成。
檢查試驗接線正確無誤后，啟動計算機電源開關，待微機進入正常運行后，再啟動主測量單元電源，其電源指示燈應正常顯示。如果只對已測量的數(shù)據(jù)進行分析和打印工作，可不連接和啟動主測量單元，只啟動計算機就可完成;計算機啟動后，雙擊TRFC執(zhí)行圖標，即進入工作程序。
測量軟件
進入軟件后，從”測量”菜單中點擊”開始測量”,先出現(xiàn)被試變壓器情況登記窗，按屏幕提示將被試變壓器的型號、編號、繞組類型、信號注入端、信號測量端的情況輸入計算機。輸入完畢后，按確定即可進行測量。
由于存盤文件名和上述輸入信息有關，故請認真填寫有關信息。
在測量中，系統(tǒng)會檢測是否有與本次測量相關的數(shù)據(jù)記錄，并可將其預顯出來。在測量中，可隨時中斷測量。測量結(jié)束后，將出現(xiàn)“測量完成”窗口，可接著進行下一次測量。
文件管理系統(tǒng)
進入TRFC后，從”文件”菜單中選取”數(shù)據(jù)文件管理”,會出現(xiàn)一個數(shù)據(jù)資源瀏覽器，并有詳盡的相關信息顯示。可以選擇和調(diào)用所需數(shù)據(jù)進入分析窗口進行分析，當數(shù)據(jù)目錄被選中后，其所包含的曲線文件會顯示在文件列表中。
分析窗口
進入分析窗口后，可用線性坐標或?qū)?shù)坐標顯示波形，并可將曲線任意縮放。軟件提供了多種分析方法，可顯示當前曲線頻率值、分貝值；顯示當前頻率范圍內(nèi)曲線的相關系數(shù)。
有四個窗口,其中zui大的窗口為主窗口,從文件管理窗口中選取的文件將在此窗口中顯示.下方及右方三個子窗口為補充窗口,可分別顯示圖中各點的頻率、幅值相關系數(shù)以及各曲線的相關信息。
選中曲線后，在主窗口中按右鍵點擊任何一點都可以顯示該點的頻率和幅值，按住右鍵不放,左右移動可顯示各點的數(shù)值。
在主窗口中按住左鍵不放,向左或右移動鼠標至合適位置,放開鼠標左鍵,可放大所選頻率范圍內(nèi)的圖形。
其它操作，可按HELP的提示進行操作。

四、rx試驗程序及注意事項:
1.首先檢查變壓器接地狀況是否良好，套管引線應全部解開。
2.詳細記錄被試品的銘牌數(shù)據(jù)及原始工況有否異常，以及被試品變壓器當前測試狀況下的分接開關位置，并仔細輸入被試品情況登記窗。
3.根據(jù)被試品的情況建立被試品數(shù)據(jù)文件的子目錄；測試完成后應將測量的數(shù)據(jù)備份至該目錄下，并注意進行整理工作。
4．數(shù)據(jù)存放格式：文件是以ASCII碼的形式存放，用戶可用各種文字編輯軟件進行閱讀和修改。
5.對剛退出運行的變壓器進行測量，測量前應盡量讓其散熱降溫；但在整個測量過程中應停止對其所施的降溫手段，保持溫度，以免測量過程中溫度變化過大而影響測量結(jié)果的*性。
6.現(xiàn)場測試時，為防止出現(xiàn)意外損壞儀器，請使用所配的電源隔離變壓器。

五、rx試驗圖譜數(shù)據(jù)分析比較及其判斷的一般原則
從變壓器線圈的等值電路上可知，頻率響應的頻率范圍各有所代表。在頻率較低時，對地電容及餅間電容所形成的容抗較大，而感抗L較小， 電路對外呈感性。所以如果線圈幾何尺寸發(fā)生改變，造成電感量變化，則低頻部分的諧振峰有變化。對于局部變形, 一般總電感量變化較小，所以低頻部分反映不明顯。而中頻部分會對小的局部電容變化敏感，因為小面積的變形，改變了局部的諧振點，這些諧振發(fā)生在較高頻率處。高頻條件下，因為等值電路中的電感造成的電抗增大而減小對諧振點的貢獻， 等值電路呈現(xiàn)容性， 而且餅間電容較大， 所以對地電容的改變對高頻部分的頻譜圖影響較大， 所以引線及分接開關對地的位置距離等結(jié)構(gòu)則在這個頻段體現(xiàn)較強。另外， 如果線圈的結(jié)構(gòu)完整， 從等值電路上看，在高頻部分應是總趨勢呈衰減減少。
從目前數(shù)據(jù)看,如果20kHz以下的頻譜發(fā)生改變,則預示著電感變化或整體變形。所以中頻（30kHz ～200kHz）部分的頻譜改變表明線圈局部變化情況。
所以，頻譜圖在低頻段出現(xiàn)差異時，一般表明線圈整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，可能會危及運行。應根據(jù)其它方面的測量手段來重點分析判斷。
如果在中頻和高頻段頻譜圖發(fā)生差異，應具體的分析這種差異是否代表線圈引線的結(jié)線差異或分接開關引線長短的差異。這種差異有些是變壓器設計制造中固有的，有些是由于引線對地距離改變造成的。
對于小容量變壓器，低頻段A、C相圖譜可能比較B相出現(xiàn)略有向高頻方向后移動情況，但譜線的變差和變化幅度應*。這是設計差異的結(jié)果。
從宏觀的角度去看變壓器繞組，變壓器三相線圈之間的結(jié)構(gòu)是基本*的，所以三相線圈之間的頻譜圖有可比性。但這種‘*’是相對的。
從微觀的角度去看變壓器的繞組，三相之間的差異是的。關鍵是分析這種差異所出現(xiàn)的位置以及這種差異在頻譜圖上所處的頻段及差異量。
rx通過測量諧振點的頻率及其改變,以及改變所發(fā)生在第幾個諧振峰點，就可以分析變形面積； 計算 df/f （頻率差和頻率的比值），可以粗略的估算變形程度； 對變形種類的認真分析， 對變壓器的安全運行是有幫助的。
對相關分析的結(jié)果確定要慎重。相關分析是一種平均偏差分析的結(jié)果，對局部變形情況的反映是不敏感的。一般相關系數(shù)小于0.9, 則該變壓器需認真對待。
以上是變壓器繞組頻譜分析比較重要的幾點，但具體情況具體對待，希望在分析時多參考軟件幫助部分的內(nèi)容，并在培訓期間所講解的具體實例。
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