一、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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 絕緣的擊穿電壓U_j 與加壓的持續(xù)時(shí)間有關(guān)，隨時(shí)間的增加其U_j 下降，因此規(guī)定了一分鐘。這一方面是為了觀察被試品情況，使有缺陷的絕緣來(lái)得及暴露（固體絕緣發(fā)生擊穿需要一定的時(shí)間）；另一方面不致于因?yàn)闀r(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起的不應(yīng)有的絕緣損害。

交流耐壓試驗(yàn)的加壓方法一般有：一是工頻耐壓，包括用常規(guī)的交流試驗(yàn)變壓器和工頻串、并聯(lián)諧振試驗(yàn)，可以對(duì)交流電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)、絕緣子、斷路器、電流互感器等設(shè)備進(jìn)行；二是感應(yīng)耐壓試驗(yàn)，如變壓器、電磁式電壓互感器等，采用從二次加壓使得一次側(cè)感應(yīng)高壓的方法，它不僅可以考驗(yàn)被試品的主絕緣（繞組對(duì)地、相間、相對(duì)地），還可以考驗(yàn)縱絕緣（同一繞組的層間、匝間），通常采用100~400HZ的倍頻進(jìn)行；三是沖擊電壓試驗(yàn)，主要考驗(yàn)被試品耐受操作波過(guò)電壓和大氣過(guò)電壓下絕緣的承受能力，它分為操作波沖擊電壓試驗(yàn)和雷電沖擊電壓試驗(yàn)。

      一般設(shè)備的選取和電壓的產(chǎn)生及測(cè)量：針對(duì)不同的被試設(shè)備，應(yīng)選取不同容量的耐壓裝置，因此首先必須計(jì)算電容電流，IC = ωCx Us，Us已有規(guī)定，而Cx要參閱資料或?qū)崪y(cè)。

在進(jìn)行發(fā)電廠和變電所的廠用系統(tǒng)比如CT和斷路器的交流耐壓時(shí)，采用50KV / 6KVA的一套、而耐電動(dòng)機(jī)時(shí)則需要用15KV/10KVA的較大容量的試驗(yàn)變、在300或600MW機(jī)組的主封閉母線的耐壓中，則應(yīng)采用我室的一套100KV/50KVA的裝置來(lái)進(jìn)行，其試驗(yàn)電壓的選取若封母中有CT時(shí)應(yīng)按照CT 的耐壓等級(jí)、而發(fā)電機(jī)耐壓時(shí)應(yīng)用并聯(lián)諧振裝置則已經(jīng)非常方便，并聯(lián)諧振即電流諧振，回路中電容電流和電感電流相互抵消，使得總回路電流很小，則電源電纜的截面可小一些，其品質(zhì)因數(shù)Q可用試驗(yàn)電壓和被試電流的乘積除以調(diào)壓器的輸出電壓和電流的乘積得到，一般可達(dá)10~40左右，Q=X_C/R，而回路中的限流電阻R應(yīng)盡量選小，否則調(diào)諧時(shí)很難達(dá)到諧振頻率；另外串聯(lián)諧振即電壓諧振，須采用激勵(lì)變壓器，而可調(diào)電感的耐壓等級(jí)應(yīng)和被試品一樣，因其串聯(lián)回路的電壓相互抵消，則激勵(lì)變的容量可降低Q 倍。至于試驗(yàn)電壓的測(cè)量，一般小電容量的被試品可只用變壓器低壓側(cè)電壓乘以變壓器變比即可得到，但大容量諸如發(fā)電機(jī)的交流耐壓試驗(yàn)電壓，因?yàn)榭紤]到容升效應(yīng)和被試電壓的有效可靠，高壓側(cè)電壓的測(cè)定必須用合格的高壓測(cè)試儀如YD-KVA/KV工頻耐壓試驗(yàn)進(jìn)行，容升效應(yīng)即在交流耐壓時(shí)容性電流在繞組上產(chǎn)生漏抗壓降，造成實(shí)際用到被試品上的電壓值超過(guò)按變比計(jì)算出的高壓側(cè)輸出的電壓。試驗(yàn)電流的測(cè)量一般是在試驗(yàn)變高壓側(cè)尾端串電流表來(lái)監(jiān)視，但應(yīng)有短路刀閘保護(hù)，防止加壓時(shí)沖壞和便于換檔。在主回路中串入限流電阻是為了防止在被試品擊穿時(shí)在試驗(yàn)變壓器上產(chǎn)生過(guò)電壓，但不宜福州市頻響法變壓器繞組變形測(cè)試儀生產(chǎn)工廠福州市頻響法變壓器繞組變形測(cè)試儀生產(chǎn)工廠太大，太大會(huì)由于負(fù)載電流而產(chǎn)生較大的壓降和損耗，一般選0.1~0.5Ω/V，在進(jìn)行發(fā)電機(jī)的交流諧振耐壓時(shí)還可小些，而球隙保護(hù)水阻一般取1Ω/V。

      交接規(guī)程的一般規(guī)定和要求：發(fā)電機(jī)：對(duì)于水內(nèi)冷電機(jī)時(shí)，應(yīng)要求水質(zhì)合格，電導(dǎo)率＜1.5μs/cm；充氫前進(jìn)行，耐壓前的條件，一般是絕緣1000MΩ以上，吸收比合格，尤其是大容量的，應(yīng)達(dá)1.6左右，水質(zhì)電阻應(yīng)達(dá)30KΩ，要求各匯水管測(cè)點(diǎn)連在一起，如600MW機(jī)組（哈爾濱）1-90測(cè)溫端子，74、75、76匯水管端子等；但對(duì)于匯水管死接地的發(fā)電機(jī)，交流耐壓前的絕緣根據(jù)廠家的規(guī)定，一般有2~3MΩ就差不多了。交流電動(dòng)機(jī)：6KV電機(jī)的Us為1