儀器概述

      HDRZ-3000變壓器繞組變形測(cè)試儀根據(jù)對(duì)變壓器內(nèi)部繞組特征參數(shù)的測(cè)量，采用內(nèi)部故障頻率響應(yīng)分析(FRA)方法，能對(duì)變壓器內(nèi)部故障作出準(zhǔn)確判斷。

     變壓器設(shè)計(jì)制造完成后，其線圈和內(nèi)部結(jié)構(gòu)就確定下來(lái)，因此對(duì)一臺(tái)多繞組的變壓器線圈而言，如果電壓等級(jí)相同、繞制方法相同，則每個(gè)線圈對(duì)應(yīng)參數(shù)(Ci、Li)就應(yīng)該是確定的。因此每個(gè)線圈的頻域特征響應(yīng)也隨之確定，對(duì)應(yīng)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(yàn)過(guò)程中發(fā)生匝間、相間短路，或在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生沖撞，造成線圈相對(duì)位移，以及運(yùn)行過(guò)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(huì)使變壓器繞組的分布參數(shù)發(fā)生變化。進(jìn)而影響并改變變壓器原有的頻域特征，即頻率響應(yīng)發(fā)生幅度變化和諧振頻點(diǎn)偏移等。并根據(jù)響應(yīng)分析方法研制開發(fā)的變壓器繞組測(cè)試儀，就是這樣一種新穎的變壓器內(nèi)部故障無(wú)損檢測(cè)設(shè)備。它適用于63kV～500kV電力變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)故障檢測(cè)。

     HDRZ-3000變壓器繞組變形測(cè)試儀是將變壓器內(nèi)部繞組參數(shù)在不同頻域的響應(yīng)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(shì)，來(lái)確定變壓器內(nèi)部繞組的變化程度，進(jìn)而可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷變壓器是否已經(jīng)受到嚴(yán)重破壞、是否需要進(jìn)行大修。

      對(duì)于運(yùn)行中的變壓器而言，無(wú)論過(guò)去是否保存有頻域特征圖，通過(guò)比較故障變壓器線圈間特征圖譜的差異，也可以對(duì)故障程度進(jìn)行判斷。當(dāng)然，如果保存有一套變壓器原有的繞組特征圖，更易對(duì)變壓器的運(yùn)行狀況、事故后分析和維護(hù)檢修提供更為精確有力的依據(jù)。

變壓器繞組變形測(cè)試儀由筆記本電腦及單片機(jī)構(gòu)成高精度測(cè)量系統(tǒng),結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)單，具有較完備的測(cè)試分析功能，對(duì)照使用說(shuō)明書或經(jīng)過(guò)短期培訓(xùn)即可自行操作使用。

二、 技術(shù)特點(diǎn)

      1、采集控制采用高速、高集成化微處理器。

      2、筆記本電腦與儀器之間通信USB接口。

      3、使用工控機(jī)與測(cè)量?jī)x器一體化，在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)不需使用移動(dòng)電腦。

      4、硬件機(jī)芯采用DDS數(shù)字高速掃頻技術(shù)(美國(guó))，通過(guò)測(cè)試可以準(zhǔn)確診斷出繞組發(fā)生扭曲、鼓包、移位、傾斜、匝間短路變形及相間接觸短路等故障。

      5、高速雙通道16位A/D采樣(現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)改變分接開關(guān)，波形曲線有明變化)。

      6、信號(hào)輸出幅度軟件調(diào)節(jié)，大幅度峰值±10V。

      7、計(jì)算機(jī)將檢測(cè)結(jié)果生成電子文檔(Word)

      8、儀器具有線性掃頻測(cè)量和分段掃頻測(cè)量雙測(cè)量系統(tǒng)功能,兼容當(dāng)前國(guó)內(nèi)兩種技術(shù)流派的測(cè)量模式

      9、幅頻特性符合國(guó)家關(guān)于幅頻特性測(cè)試儀的技術(shù)指標(biāo)。橫坐標(biāo)（頻率）具有線性分度及對(duì)數(shù)分度兩種，因此打印出的曲線可以是線性分度曲線也可以是對(duì)數(shù)分度曲線，用戶可根據(jù)實(shí)際需要選用。

      10、檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析系統(tǒng),

                 橫向比較A、B 、C三相之間進(jìn)行繞組相似性比較,

                                                 其分析結(jié)果為:

                                                                       ①*性很好

                                                                       ②*性較好

                                                                       ③*性較差

                                                                       ④*性很差,

                縱向比較A-A、B-B、C-C調(diào)取原數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)同相之間進(jìn)行繞組變形比較，

                                                其分析結(jié)果為: 

                                                                        ①正常繞組

                                                                        ②輕度變形

                                                                        ③中度變形

                                                                        ④嚴(yán)重變形

      11、可自動(dòng)生成Word電子文檔，供保存和打印。

      12、該儀器*電力標(biāo)準(zhǔn)DL/T911－2004《電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法》的技術(shù)條件。

三、 主要技術(shù)參數(shù)

      3.1 掃描方式： 

                        1. 1、線性掃描分布

                                          掃頻測(cè)量范圍：(10Hz)-(10MHz)40000掃頻點(diǎn)、分辨率為0.25kHz、0.5kHz和1kHz。

                        2. 分段掃頻測(cè)量分布

                                         掃頻測(cè)量范圍：(0.5kHz)-(1MHz)、2000掃頻點(diǎn)；

                                                                 (0.5kHz)-(10kHz)

                                                                 (10kHz)-(100kHz)

                                                                 (100kHz)-(500kHz)

                                                                 (500kHz)-(1000kHz)

     3.2其他技術(shù)參數(shù)

                    1. 幅度測(cè)量范圍: (-120dB)至(+20dB)

                    2. 幅度測(cè)量精度: 0.1dB

                    3. 掃描頻率精度: 0.01%

                    4. 信號(hào)輸入阻抗：1MΩ

                    5. 信號(hào)輸出阻抗：50Ω

                    6. 信號(hào)輸出幅值：±20V

                    7. 同相測(cè)試重復(fù)率：99.9%

                    8. 測(cè)量?jī)x器尺寸(長(zhǎng)寬高)300X340X120(mm)

                    9. 儀器鋁合金箱尺寸(長(zhǎng)寬高)310X400X330(mm)

                    10.總體重量:10Kg

四、 使用特點(diǎn)

      1.變壓器繞組變形測(cè)試儀由測(cè)量部分及分析軟件部分組成，測(cè)量部分是高速單片機(jī)控制，由信號(hào)生成及信號(hào)測(cè)量組成。整個(gè)工作由儀器自身的嵌入工控機(jī)完成，無(wú)需接線和連接筆記本電腦，使用方便。當(dāng)然也可使用USB接口與筆記本電腦連接。

      2.在測(cè)試過(guò)程中僅需要拆除變壓器的連接母線，不需要對(duì)變壓器進(jìn)行吊罩、拆裝的情況下就完成所有測(cè)試。

      3.儀器具備多種頻率線形掃頻測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量功能，線形掃頻測(cè)量掃描頻率高達(dá)10MHz，頻率掃描間隔可分為0.25kHz、0.5kHz和1kHz,對(duì)變壓器變形情況提供更多的分析。

      4.儀器智能化程度高，使用方便，具有自動(dòng)量程調(diào)節(jié)，自動(dòng)采樣頻率調(diào)節(jié)等多種功能。

      5.軟件采用windows平臺(tái)，兼容Win98/2000/WinXP/Win7/Win8/Win10系統(tǒng)。為使用者提供了更加方便和易于使用的顯示界面。

      6.提供歷史曲線對(duì)比分析，可同時(shí)加載多條歷史曲線觀察，能具體選擇任意曲線進(jìn)行橫向和縱向分析。配有專家智能分析診斷系統(tǒng)，可以自動(dòng)診斷變壓器繞組的狀態(tài)，同時(shí)加載6條曲線，各條曲線相關(guān)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算，自動(dòng)診斷繞組的變形情況，給出診斷的參考結(jié)論。

      7.軟件管理功能強(qiáng)大，充分考慮現(xiàn)場(chǎng)使用的需要，自動(dòng)保存環(huán)境條件參數(shù)，以便作變壓器繞組變形診斷時(shí)提供依據(jù)。測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)存盤、具有彩色打印功能，方便用戶出測(cè)試報(bào)告。

      8.軟件人性化特點(diǎn)明顯，測(cè)量的各種條件多為選擇項(xiàng)，變壓器詳細(xì)參數(shù)可保存用做診斷參考，并且不用在現(xiàn)場(chǎng)輸入，可以以后再添加修改信息，使用起來(lái)更加方便。

      9.軟件智能化程度高，在輸入、輸出信號(hào)連接好之后，設(shè)置好條件參數(shù)，就可以完成所有的測(cè)量工作，并且隨時(shí)能在測(cè)量中打開歷史波形曲線進(jìn)行比較觀   察和停止測(cè)量。

      10.每相測(cè)量所需時(shí)間小于60秒,對(duì)一臺(tái)高、中、低繞組的電力變壓器（容量、電壓等級(jí)不限）進(jìn)行繞組變形測(cè)量，總需時(shí)間不超過(guò)10分鐘。

測(cè)量變壓器時(shí),接線人員可任意布放信號(hào)輸入輸出引線，對(duì)測(cè)量結(jié)果無(wú)影響,接線人員可停留在變壓器油箱上面,不必下來(lái),減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

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.1單相低電阻接地故障 
  (1)故障點(diǎn)的測(cè)試。 
  電纜的單相低電阻接地故障是指電纜的一根芯線對(duì)地的絕緣由阻低于100kΩ，而芯線連續(xù)性良好。此類故障隱蔽性強(qiáng)，我們可以采用回路定點(diǎn)法原理進(jìn)行測(cè)試。接線圖如圖1a所示，將故障芯線與另一完好芯線組成測(cè)量回路，用電橋測(cè)量，一端用跨接線跨接，另一端接電源、電橋或檢流計(jì)，調(diào)節(jié)電橋電阻使電橋平衡，當(dāng)電纜芯線材質(zhì)和截面相同時(shí)，可按下列公式計(jì)算 
  若損壞的線芯和良好的芯線在電橋上位置相互調(diào)換時(shí)，則有式中Z——測(cè)量端至故障點(diǎn)的距離m； L——電纜總長(zhǎng)度，m； R1、R2——電橋的電阻臂。 
  在正常情況下，這兩種接線測(cè)量結(jié)果應(yīng)相同，誤差一般為0.1％～0.2％，如果超出此范圍或者X>L/2，可將測(cè)量?jī)x表移到線路的另一端測(cè)量。 
  另外，我們還可以采用連續(xù)掃描脈沖示波器法HDDL電纜故障測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。短路或接地故障點(diǎn)處反射波將為負(fù)反射，熒屏圖如圖1b所示。此時(shí)故障點(diǎn)距離可按下列公式計(jì)算式中X——反射時(shí)間μs； V——波速，m/μs。 
  (2)測(cè)量時(shí)注意的事項(xiàng)。 
  a.跨接線的截面應(yīng)與電纜芯線截面接近，跨接線應(yīng)盡量短，并保持良好。 
  b.測(cè)量回路應(yīng)盡可能繞開分支箱或變、配電所，越短越好。 
  c.直流電源電壓應(yīng)不低于1500V。 
  d.直流電源負(fù)極應(yīng)經(jīng)電橋接到電纜導(dǎo)體，正極接電纜內(nèi)護(hù)層并接地。 
  e.操作人員應(yīng)站在絕緣墊上，并將橋臂電阻、檢流計(jì)、分流器等放在絕緣墊上。 
  1.1.2兩相短路故障點(diǎn)的測(cè)試 
  當(dāng)出現(xiàn)兩相短路故障點(diǎn)，測(cè)量接線方法如圖2所示。測(cè)量時(shí)可將任一故障芯線作接地線，另一故障芯線接電橋，計(jì)算公式和測(cè)量方法與單相低電阻接地故障點(diǎn)相同。 
  1.1.3三相短路故障點(diǎn)的測(cè)試 
  當(dāng)發(fā)生三相短路故障時(shí)，測(cè)量時(shí)必須借用其他并行的線路或裝設(shè)臨時(shí)線路作回路，裝設(shè)臨時(shí)線路，必須精確測(cè)量該線路的電阻，接線方法如同圖2所示?？砂聪率接?jì)算，即式中R為臨時(shí)線的單線電阻值，其余符號(hào)的含義與式(2)相同。 

1.2高電阻接地故障點(diǎn) 
  電纜的高電阻接地故障是指導(dǎo)體與鋁護(hù)層或?qū)w與導(dǎo)體之間的絕緣電阻值遠(yuǎn)低于正常值，但大于100kΩ，而芯線連續(xù)性良好。 
  1.2.1用高壓電橋法尋找高阻接地故障 
  其接線原理如圖3a所示，由于故障點(diǎn)電阻大，必需使用高壓直流電源，以保證通過(guò)故障點(diǎn)的電流不致太小。橋臂電阻為100等分的3.5Ω左右的滑線電阻，電橋所加電壓10～200kV，微安表指示為100～20μA，故障點(diǎn)至測(cè)量端的距離可按下式測(cè)算，即當(dāng)調(diào)換圖3中故障芯線與完好芯線的位置時(shí)則有式中X——故障點(diǎn)至測(cè)量的距離，m; L——電纜線路長(zhǎng)度，m；C——滑線電橋讀數(shù)。 
  1.2.2一次掃描示波器(711型)法 
  所謂的一次掃描示波器法是采用高壓一次掃描示波器，記錄故障點(diǎn)放電振蕩波形，確定故障點(diǎn)，示波器熒光屏如圖3b所示，故障點(diǎn)的距離可按以下公式計(jì)算式中V——波速，m/μs；T——振蕩周期，μs。 
  1.2.3測(cè)量時(shí)應(yīng)意事項(xiàng) 
  (1)由于測(cè)量是在高壓下進(jìn)行，必須與地可*絕緣，操作人員應(yīng)戴絕緣手套，用絕緣桿操作，并與高壓引線保持一距離。 
  (2)同一電纜中不測(cè)量芯線也必須可*接地，以防感應(yīng)產(chǎn)生危險(xiǎn)高壓。 
  (3)測(cè)量時(shí)應(yīng)逐漸加壓，若發(fā)現(xiàn)電流表指針晃動(dòng)或閃絡(luò)性故障，要立即停止測(cè)量，以免燒毀儀表。 
  (4)當(dāng)用正接法測(cè)量完畢而需要更換接線時(shí)，必須降低電壓，切斷電源，只有將回路中殘余電荷放盡，才能調(diào)換接線進(jìn)行反接法測(cè)量。 泉州市變壓器繞組變形測(cè)試儀原理
  1.3*斷線故障點(diǎn) 
  所謂*斷線故障是指各相絕緣良好，一相或者多相導(dǎo)線不連續(xù)。此時(shí)，同樣可采用二種方法進(jìn)行測(cè)試。 
  1.3.1電橋法 
  其接線如圖4a所示，在線路二端測(cè)量故障的電容與標(biāo)準(zhǔn)電容器之比，確定故障點(diǎn)的距離，可按下列公式計(jì)算式中CE、CF分別為故障相在E、F端時(shí)所測(cè)的電容。 
  1.3.2連續(xù)掃描示波器法 泉州市變壓器繞組變形測(cè)試儀原理
  采用示波器法，發(fā)射脈沖，在斷線故障點(diǎn)處，反射波為正反射。示波器熒屏圖如圖4b所示，故障點(diǎn)的距離按下列公式計(jì)算式中V——波速，m/μs；T——反射時(shí)間，μs。