儀器概述

      HDRZ-3000變壓器繞組變形測試儀根據(jù)對(duì)變壓器內(nèi)部繞組特征參數(shù)的測量，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，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)過程中發(fā)生匝間、相間短路，或在運(yùn)輸過程中發(fā)生沖撞，造成線圈相對(duì)位移，以及運(yùn)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(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)的變壓器繞組測試儀，就是這樣一種新穎的變壓器內(nèi)部故障無損檢測設(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。

     HDRZ-3000變壓器繞組變形測試儀是將變壓器內(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，來確定變壓器內(nèi)部繞組的變化程度，進(jìn)而可以根據(jù)測量結(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(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)。

變壓器繞組變形測試儀由筆記本電腦及單片機(jī)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(duì)照使用說明書或經(jīng)過短期培訓(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)與測量儀器一體化，在測量現(xiàn)場不需使用移動(dòng)電腦。

      4、硬件機(jī)芯采用DDS數(shù)字高速掃頻技術(shù)(美國)，通過測試可以準(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)將檢測結(jié)果生成電子文檔(Word)

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

      9、幅頻特性符合國家關(guān)于幅頻特性測試儀的技術(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.    分段掃頻測量分布

                                         掃頻測量范圍：(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.    幅度測量范圍: (-120dB)至(+20dB)

                    2.    幅度測量精度: 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.    同相測試重復(fù)率：99.9%

                    8.    測量儀器尺寸(長寬高)300X340X120(mm)

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

                    10.總體重量:10Kg

四、 使用特點(diǎn)

      1.變壓器繞組變形測試儀由測量部分及分析軟件部分組成，測量部分是高速單片機(jī)控制，由信號(hào)生成及信號(hào)測量組成。整個(gè)工作由儀器自身的嵌入工控機(jī)完成，無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.在測試過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試。

      3.儀器具備多種頻率線形掃頻測量系統(tǒng)測量功能，線形掃頻測量掃描頻率高達(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)。測量數(shù)據(jù)自動(dòng)存盤、具有彩色打印功能，方便用戶出測試報(bào)告。

      8.軟件人性化特點(diǎn)明顯，測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)場輸入，可以以后再添加修改信息，使用起來更加方便。

      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量工作，并且隨時(shí)能在測量中打開歷史波形曲線進(jìn)行比較觀   察和停止測量。

      10.每相測量所需時(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)行繞組變形測量，總需時(shí)間不超過10分鐘。

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

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測量一次繞組對(duì)二次繞組及外殼、各二次繞組間及其對(duì)外殼的絕緣電阻；絕緣電阻不宜低于1000MΩ。

電壓互感器：一次繞組直流電阻測量值，與換算到同一溫度下的出廠值比較，相差不宜大于10%。二次繞組直流電阻測量值，與換算到同一溫度下的出廠值比較，相差不宜大于15%；

電流互感器：同型號(hào)、同規(guī)格、同批次電流互感器一、二次繞組的直流電阻和平均值的差異不宜大于10% 。當(dāng)有懷疑，應(yīng)提高施加的測量電流，測量電流（直流值）一般不宜超過額定電流（方均根值）的50% 。

檢查互感器的接線組別和極性，必須符合設(shè)計(jì)要求，并應(yīng)與銘牌和標(biāo)志相符。

互感器誤差測量（關(guān)口計(jì)量）由業(yè)主委托福州計(jì)量中心測量。

當(dāng)繼電保護(hù)對(duì)電流互感器的勵(lì)磁特性有要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行勵(lì)磁特性曲線試驗(yàn)。本電流互感器為多抽頭，可使用大抽頭測量。測量值應(yīng)符合產(chǎn)品要求；

六氟化硫(SF6) 斷路器試驗(yàn)項(xiàng)目，應(yīng)包括下列內(nèi)容：

用HD2705絕緣電阻測試儀測量斷路器的絕緣電阻值： 整體絕緣電阻值測量，應(yīng)參照出廠試驗(yàn)。

用HDGK-8C高壓開關(guān)機(jī)械特性測試儀測量斷路器的分、合閘時(shí)間，應(yīng)在斷路器的額定操作電壓、氣壓或液壓下進(jìn)行。實(shí)測數(shù)值應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定。

測量斷路器的分、合閘速度，應(yīng)在斷路器的額定操作電壓、氣壓或液壓下進(jìn)行。實(shí)測數(shù)值應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定?，F(xiàn)場無條件安裝采樣裝置的斷路器，可不進(jìn)行本試驗(yàn)。

測量斷路器主、輔觸頭三相及同相各斷口分、合閘的同期性及配合時(shí)間，應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定。

測量斷路器分、合閘線圈的絕緣電阻值，不應(yīng)低于10MΩ，直流電阻值與產(chǎn)品出廠試驗(yàn)值相比應(yīng)無明顯差別。

當(dāng)進(jìn)行組合電器的操動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，聯(lián)鎖與閉鎖裝置動(dòng)作應(yīng)準(zhǔn)確可靠。電動(dòng)、氣動(dòng)或液壓裝置的操動(dòng)試驗(yàn)，應(yīng)按產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定進(jìn)行。

(二)交流耐壓試驗(yàn)

現(xiàn)場試驗(yàn)?zāi)褪茈妷簽槌鰪S試驗(yàn)電壓值的80%，詳見表1；

表1 交流耐壓試驗(yàn)電壓

交流耐壓試驗(yàn)采用串聯(lián)諧振電源，試驗(yàn)接線圖如圖1所示。

試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)相接高壓，高壓引線需采用無暈引線，非試驗(yàn)兩相連同GIS外殼接地，接地線截面應(yīng)大于16mm2。

圖1 HDTF變頻串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)原理圖

從主變進(jìn)線套管加壓。試驗(yàn)步驟：

老練試驗(yàn)由于110kV一次設(shè)備高運(yùn)行電壓為126kV，所以此次老練試驗(yàn)的試驗(yàn)電壓Ul為72.75kV（126kV/√3）。操作人員勻速升壓(3～4 kV／s)到Ul，并保持10 min，人員檢查GIS組合電器中的相關(guān)帶電顯示正確，做好記錄并向試驗(yàn)負(fù)責(zé)人匯報(bào)，然后將電壓降為零，斷開試驗(yàn)電源。

耐壓試驗(yàn)HDRZ頻響法變壓器繞組變形測試儀量大從優(yōu)HDRZ頻響法變壓器繞組變形測試儀量大從優(yōu)

操作人員勻速升壓至1倍設(shè)備額定電壓（110kV），并保持3 min，無異常后升壓到現(xiàn)場交流耐壓額定值184kV保持1min，然后降電壓到零，記錄試驗(yàn)結(jié)果，斷開電源，對(duì)儀器及被試品進(jìn)行充分放電。

試驗(yàn)參數(shù)估算

因?yàn)樯綎|泰開高壓開關(guān)有限公司無法提供GIS組合電器各個(gè)間隔的電容量值，所以各試驗(yàn)參數(shù)只能在試驗(yàn)中獲取。