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，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(cè)試儀，就是這樣一種新穎的變壓器內(nèi)部故障無損檢測(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(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(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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工作時(shí)，運(yùn)算放大器同、反相輸入端之間的電位差不會(huì)超過幾毫伏，所以二極管D1和D2不導(dǎo)通。當(dāng)過電壓沿輸入線侵入時(shí)，TVS快速鉗位，將輸入電壓限幅，然后D1和D2導(dǎo)通，將運(yùn)放輸入端的電壓限幅在其導(dǎo)通電壓±0。7V左右，保護(hù)電路輸入端不受過電壓危害。破壞性的過電壓有時(shí)也可能通過運(yùn)算放大器的輸出端侵入電路，因此電路輸出端也應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)電路和輸入端保護(hù)相同。

屏蔽即是用屏蔽體將需要屏蔽的器件或設(shè)備包圍起來，經(jīng)過屏蔽體的電磁場(chǎng)被反射和吸收而衰減，對(duì)被屏蔽器件或設(shè)備的影響減小到允許水平以下。屏蔽按其作用機(jī)理可以分為三類:電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和電磁屏蔽。電場(chǎng)屏蔽主要用于消除容性耦合，磁場(chǎng)屏蔽主要用于抑制感性耦合，電磁屏蔽主要用來防止高頻電磁場(chǎng)的影響，如果屏蔽接地，則還可以起到靜電屏蔽的作用。

1. 低壓側(cè)電子設(shè)備的屏蔽

低壓側(cè)的電子設(shè)備布置在采用良好導(dǎo)磁材料制成的機(jī)箱中，箱體能提供一定程度的屏蔽。但由于電纜的接入使箱體變得不連續(xù)，阻斷了渦流的通路，屏蔽效果降低，因此盡量避免或減小屏蔽體的開縫，為取得良好的屏蔽效果，在開縫處用螺絲接合件、接地襯墊或?qū)щ娙κ拐麄€(gè)開縫長(zhǎng)度有可靠的電接觸。為了提高系統(tǒng)的靜電防護(hù)能力，在機(jī)箱外表面涂附絕緣漆，電路板和機(jī)殼之間留有足夠距離以免縫隙過窄而形成靜電放電。

2. 信號(hào)線的屏蔽

本文所設(shè)計(jì)的互感器輸出為模擬信號(hào)，對(duì)于PT、CT的信號(hào)傳輸線均采用屏蔽雙絞線。屏蔽電纜是在絕緣導(dǎo)線外面再包一層金屬薄膜或金屬編織網(wǎng)，即屏蔽層。采用屏蔽電纜對(duì)削弱靜電耦合和電磁耦合都有明顯的效果擾源對(duì)敏感電路的單芯屏蔽線擾源導(dǎo)線與單芯屏蔽線屏蔽層間的耦合電容，以及屏蔽層與芯線間的耦合電容實(shí)現(xiàn)的。

互感器低壓側(cè)電子電路的工作電源由交流電網(wǎng)（220V/50Hz）提供，電網(wǎng)中存在各種信號(hào)，有兩種來源：一為雷電沖擊或切合大容量感性負(fù)載造成電源瞬間欠壓、過載，產(chǎn)生的尖峰、浪涌干擾等；二為電網(wǎng)中的諧波高頻干擾。這些干擾會(huì)通過電源線傳入電子線路，干擾電路的正常工作。一般說來，系統(tǒng)故障有1/3~1/2來自于電源。為了考核電子設(shè)備對(duì)電源干擾的抵抗能力，電磁兼容試驗(yàn)項(xiàng)目中針對(duì)低壓側(cè)工作電源進(jìn)行的主要有：射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)、低壓電網(wǎng)電壓暫降、短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度試驗(yàn)、浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)和電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)。

互感器低壓側(cè)電子線路采用開關(guān)電源供電，因?yàn)殚_關(guān)電源的輸出帶有一定紋波，對(duì)電子線路造成高頻干擾，所以電源抗干擾設(shè)計(jì)非常重要。采取的措施有裝設(shè)輸入濾波電路、輸出濾波電路，在輸入端還裝設(shè)有壓敏電阻。

電壓互感器和電流互感器是電力系統(tǒng)中的基礎(chǔ)設(shè)備之一，其準(zhǔn)確度及可靠性與電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行密切相關(guān)。多年以來，在中低壓等級(jí)的電網(wǎng)中廣泛使用電磁式電力互感器進(jìn)行計(jì)量和保護(hù)。電磁式互感器受其傳感機(jī)理的限制，存在著自身難以克服的缺點(diǎn)，同時(shí)難以長(zhǎng)春市頻響式變壓器繞組變形測(cè)試儀供應(yīng)廠家長(zhǎng)春市頻響式變壓器繞組變形測(cè)試儀供應(yīng)廠家適應(yīng)電力系統(tǒng)向數(shù)字化、智能化發(fā)展的趨勢(shì)。

以微處理器為基礎(chǔ)的數(shù)字保護(hù)裝置、電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視與控制系統(tǒng)的發(fā)展推動(dòng)了對(duì)新型互感器的研制進(jìn)程。在新一代互感器中，用于中低壓等級(jí)的電子式互感器，采用電阻分壓器和Rogowski線圈實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓電流的測(cè)量，這種電子式電壓、電流互感器，結(jié)構(gòu)緊湊、線性范圍大、通頻帶寬、抗電磁干擾能力強(qiáng)、與現(xiàn)代數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)和微機(jī)繼保裝置兼容性好，輸出不需要有很大的功率。