CD9882C型电力变压器绕组变形电抗法检测判断成套仪

一、论述绕组变形

1.1主要用途:

       用于检测判断电力变压器承受短路电流冲击后的动稳定状态有无劣化(绕组变形及铁心移位)趋势和劣化程度,评估变压器运行可靠性,判断变压器是否需要检修或更换,确保电力设备的安全运行.

1.2。本企业开展绕组变形研究过程：

       本企业多年来开展电力变压器动稳定状态参数测试研究，已检测出多台动稳定状态劣化的大中型电力变压器，并经心检得到验证，避免多期短路损坏事故的发生，已取得了不少业绩。同时也积累了相当的经验，并总结规范出低电压短路电抗法的现场检测与判断方法。现已在电力、石油、铁路等数百家单位使用。

     2003年获得了国家科技部创新基金的支助。

     2004年列入了国家重点新产品。

     2005年参与起草《DL/T1093-2008电力变压器绕组变形电抗法检测判断导则》的新标准。

2007年开发出第三代产品《CD9882C型变压器绕组变形（电抗法）检测判断成套仪》。该产品检测判断方法与新标准完全一致，新开发的专家系统软件能纵横比较自动分析准确判断出变压器动稳定状态有无劣化(绕组变形\移位和铁心松动\移位)趋势和劣化程度,并依次评估变压器运行可靠性. 该产品的性能指标及检测方法已编入中国电力出版社出版的《电气试验》教材中（第七章  第十节  变压器绕组变形测试）。

2008年已获专利（专利号：ZL 2007 2 0031262.X）

1.3．检测判断电力变压器绕组变形的新标准

国家新标准：《GB1094.5-2003  电力变压器   第五部   承受短路的能力》： 国标规定了电抗法是主要的检测方法；频率响应法、脉冲法、直流电阻法为补充测试方法。

电力行业新标准：《DL/T1093-2008电力变压器绕组变形的（低电压）电抗法检测判断导则》：新标准规定了检测项目、检测要求、检测时机、判断方法和判断依据

1.4．判断绕组变形的原理

     1） 变压器的每一对绕组的漏电感L_k是这两个绕组相对距离的增函数，同心圆的两个绕组的半径之差的对数Ln(R_外-R_内)与这对绕组的L_k成正比；而且L_k与这两个绕组的高度的算术平均值 成反比。简言之，漏电感L_k是这对绕组相对位置的函数，L_k= f（R、H）。显然，这对绕组中任何一个绕组的变形、位移必定会引起L_k的变化。

     由于绕组对的漏电抗X_k、短路阻抗Z_k、阻抗电压U_k都是L_k的函数，亦即都是该绕组对相对位置的函数。因此，该绕组对中任一绕组的变形、位移，U_k、Z_k、X_k 亦均会有所反映。

     2） 又因为漏磁通回路中油、纸、铜等非铁磁性材料占磁路长度的多半以上。非铁磁性材料的磁阻是线性的，且磁导率仅为矽钢片的万分之五左右，亦即磁压的99.9%以上降在线性的非磁性材料上。因此在本检测中把漏电感L_k看作线性引起的偏差小于千分之一。于是L_k在电流从0到短路电流的范围内都可以认为是线性的。因此，测量L_k可以用较低的电流、电压而不会影响复验性（包括与额定电流下的测试结果相比）不大于千分之二的要求。

     由于X_k、Z_k、U_k、都未引入与电压或电流相关的非线性因素，因此均可在不同的电流（含较低电压）下测量上述参数。而不影响其互比性。

     上述两点构成了低电压电抗法判断绕组有无变形、位移的物理基础。

二、主要测试项目及技术指标

2.1  可用三相法同时测取、并自动显示和记录以下量值

(1)  三相电压：              U_a，U_b ，U_c ，  U_n

(2)  三相电流：              I_a，I_b，I_c ，   I_n

(3)  三相功率：              P_a，P_b，P_c，   ΣP

(4)  三相的分相功率因数：    COSΦ_a，COSΦ_b，COSΦ_c

(5)  试验电源频率             Fz

(6)  谐波量检测               1～21次谐波

2.2  可用三相法测取、并能自动换算到额定或约定条件下变压器动稳定状态参数。

(1) 阻抗电压(等同于额定条件下的):   U_k（%）

(2) 短路阻抗(等同于额定条件下的)：  Z_k（Ω）

(3) 短路电抗(等同于额定条件下的)：  X_k（Ω）

(4)  漏电感 (等同于额定条件下的) ：  L_k (mH)

(5)  空载电流(约定条件下的) ：       I_os（mA）

(6)  空载损耗(约定条件下的) ：       P_os（W）

(7)  空载等值阻抗(约定条件下的) ：   Z_os（Ω）

2.3  可用单相法分别测取、换算、显示、记录变压器各单相的动稳定状态参数值，测试项目与三相法相同。

2.4  量程范围

 (1) 基本量程

电压：      15～400（V）

频率：      45～55（Hz）

电流：      0.06～60（A）

(2) 扩充量程

电压、电流可通过电压互感器（PT）和电流互感器（CT）扩充到所需的任意值，其它各量本仪器能按互感器的倍率自动地相应扩大。

2.5  测量准确度 (在标准条件下量程范围内)

2.5.1电压（真有效值）:误差£0.2%（读数）62个字                  

2.5.2电流（真有效值）:误差£0.2%（读数）62个字

2.5.3有功功率（空载损耗、负载损耗）:

当功率因数在0.1～1.00时，误差£0.5%（读数）65个字）

　　当功率因数在0.02～0.1时，误差£1%（读数）65个字）

2.5.4频率: 在工频范围内误差£0.1%

2.5.5阻抗电压:经频率校正、温度换算后误差£±0.2%（复验性）

2.5.6短路阻抗:经频率校正、温度换算后误差£±0.2%（复验性）

2.5.6短路电抗:经频率校正、温度换算后误差£±0.2%（复验性）

2.5.6漏电感: 经频率校正、温度换算后误差£±0.2%（复验性）

2.5.7温度系数：0～40℃内优于   50PPm/℃

2.6 使用条件

环境温度：–10～40℃。相对湿度：≦85%。周围无大量腐蚀性气体。仪器工作电源：AC198V～242V      50Hz±1Hz

2.6仪器配置专用测试线，测试系统具有保护功能。

三、专家系统诊断分析软件功能

该检测判断分析软件标准依据是《电力变压器绕组变形的（低电压）电抗法检测判断导则》，该软件的技术负责人是新标准的主要起草人之一，软件在设计过程吸收了众多专家的判断经验，该检测判断分析软件是目前最完善专家系统分析软件。     

3.1同时具有自动分析功能和手动分析功能，

3.1.1手动分析功能：能将不同型号测试仪器检测出的参数输入到分析软件中进行分类判断，自动分析出同一个变压器厂家制造出的同一种型号、同一规格、同一批次或不同批次变压器动稳定状态参数的离散性。为分析变压器绕组的抗短路能力提供了有力数据。

3.1.2自动分析功能：每次检测后，能自动分析出同一参数的三个单相值的互差（横比）和同一参数值与原始数据和上一次测试数据的相比之差(纵比)。判断差值是否超过了判据。首次检测后，可将测取的短路阻抗Z_Ke（%）与铭牌（或出厂试验报告）上的同绕组对、同档位的短路阻抗Z_Ke（%）相比。能自动分析出绕组参数误差是否超出以下警戒值，超出警戒值自动提示：提示该变压器是否能继续投运，分析出该变压器绕组变形程度，分析出纵、横比值的变化趋势。具体到哪个绕组上。

3.2同时具有三相测试方法和单相测试方法功能

3.2.1三相测试方法

1）分析前能自动区分并查找出同一台变压器、同一组被测绕组对、同一组被测档位、同一种测试方法、同一组被测参数。

2）分析前能自动将被加电压绕组为Y连接或Δ连接的变压器（没有中心引出端）三相绕组参数换算到每个单相绕组参数。

3）测试前能自动估算出三相试验电源的电流值和容量。

4）自动进行三相绕组分析判断

3.2.2单相测试方法

1）分析前能自动区分并查找出同一台变压器、同一组被测绕组对、同一组被测档位、同一种测试方法、同一组被测参数。

2）分析前能自动将被加电压绕组为Y连接或Δ连接的变压器（没有中心引出端）单相绕组的串、并联参数换算到每个单相绕组参数。

3）测试前能自动估算出单相试验电源的电流值和容量。

4）自动进行单相绕组分析判断

3.3 辅助法测试功能

能检测出变压器铁心的主要技术参数：空载电流(Ios) 、空载损耗(Pos) 、空载等值阻抗(Zos) 等参数。并能自动分析判断。

3.4谐波分析功能（1～21次谐波）

3.5数据库功能

（1）建立变压器属性数据库（包含出厂试验值的原始资料数据库）。

（2）自动生成变压器基本参数数据库，用于分类存储电压、电流等基本参数。

（3）自动生成变压器动稳定状态参数数据库，用于分类存储短路电抗(Xk)、短路阻抗(Zk) 、阻抗电压(Uk): 变压器名牌上主要技术参数漏电感(Lk) 、空载电流(Ios) 、空载损耗(Pos) 、空载等值阻抗(Zos)计算参数。

（4）自动生成检测报告

3.6数据管理功能

该诊断软件具有检测判断功能，同时具有完善的技术资料管理功能，技术主管部门（生技部）能通过数据档案库查阅到每台变压器的历次原始测试数据和分析过程及分析结果，极大简化了技术主管部门工作量，建立起每台变压器数据档案库是监测每台变压器动稳定状态变化的基础，是分析判断变压器绕组变形必不可少技术资料，有些数据保存到10年 、20年后还具有参考价值。

3.6.1具备有查询并打印功能

2.6.2备份数据功能：用于备份数据库中的数据

3.6.3 数据恢复功能：将备份数据库中数据恢复到原数据库中

3.6.4 数据追加功能：用于转存或交换数据库中的数据

3.6.5备份数据通讯功能：将备份数据库中数据通过网络传输

3.7 增加补充检测手段，进一步验证检测结果

目前开展绕组变形检测方法有电抗法检测判断仪和频谱响应分析仪，两者相比电抗法据有抗干扰性强、检测准确、操作简便之优点，可作为常规试验，不需要专人检测。

更重要的是电抗法是有标准判据，依据有关标准就能确定出判断结论。频谱响应分析法到目前为止还没有总结出标准判据，需要凭经验才能判断出结论。

国家标准《GB1094.5－2003　电力变压器　第5部分　承受短路的能力》将短路电抗值检测作为判断变压器是否承受住了短路电流冲击的规定检测项目。并将“绕组电阻测量、低压冲击试验、频谱响应分析、传递函数分析、空载电流测量以及油中含气分析”等列为补充判断方法，强调：“观察测量电抗的可能变化是特别重要的”。

我们建议已经有频谱响应分析仪、绕组电阻测量仪、低压冲击试验仪的单位，可与电抗法检测判断仪配合使用，增加补充检测手段，验证检测结果。这也是标准中要求进行综合判断必做工作