电力变压器绕组变形的
频率响应分析法
Frequency response analysis on winding deformation
of power transformers
前 言
用频率响应分析法检测变压器绕组变形，具有检测灵敏度高、现场使用方便、可在变压器不吊罩的情况下判断变压器绕组变形等优点，现已在电力行业广泛应用。
本标准是根据中国电力企业联合会标准化中心下达的任务（项目编号98DB-25）安排制定的，目的是规范和指导电力变压器绕组变形频率响应分析法（不包括低压脉冲法）的现场应用。
本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。
本标准由电力行业高压试验技术标准化技术委员会提出、归口并解释。
本标准起草单位：中国电力科学研究院、广东省电力试验研究所、福建省电力试验研究院、安徽省电力试验研究所、华北电力科学研究院、武汉高压研究所。
本标准起草人：王圣、林春耀、欧阳旭东、张孔林、余国钢、何宏明、马继先、梅刚
本标准的首次发布时间：2004年11月1日
电力变压器绕组变形的频率响应分析法
1 范围
本标准给出了用频率响应分析法检测变压器绕组变形的基本要求。
本标准适用于6kV及以上电压等级电力变压器及其它特殊用途的变压器。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
GB1094.1-1996 电力变压器 第1部分：总则
GB1094.5-1985 电力变压器 第5部分：承受短路的能力
DL/T596-1996 电力设备预防性试验规程
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
绕组变形 winding deformation
指电力变压器绕组在机械力或电动力作用下发生的轴向或径向尺寸变化，通常表现为绕组局部扭曲、鼓包或移位等特征。变压器在遭受短路电流冲击或在运输过程中遭受冲撞时，均有可能发生绕组变形现象，它将直接影响变压器的安全运行。
3.2
双口网络 bilateral network
指具备一对输入端口和一对输出端口的网络。如果网络是由线性的电阻、电感（包括互感）和电容元件组成，且内部不含任何独立电源，则称之为无源线性双口网络。当频率较高时，变压器绕组可视为无源线性双口网络。
3.3
传递函数 transfer function
用拉普拉斯变换形式表示的无源双口网络的输出与输入之比。传递函数极点和零
点的分布与双口网络的内部元件参数、联接方式以及端口联接的阻抗密切相关。
3.4
频率响应 frequency response
指在正弦稳态情况下，网络的传递函数H(jω)与角频率ω的关系。通常把H(jω)幅值随ω的变化关系称为幅频响应，H(jω)相位随ω变化的关系称为相频响应。
3.5
频率扫描 frequency sweep
连续改变外施正弦波激励信号源的频率，测量网络在不同频率下的输出信号与输入信号之比，并绘制出相应的幅频响应或相频响应曲线。
4 检测原理
在较高频率的电压作用下，变压器的每个绕组均可视为一个由线性电阻、电感（互感）、电容等分布参数构成的无源线性双口网络，其内部特性可通过传递函数H(jω)描述，如图1所示。若绕组发生变形，绕组内部的分布电感、电容等参数必然改变，导致其等效网络传递函数H(jω)的零点和极点发生变化，使网络的频率响应特性发生变化。
用频率响应分析法检测变压器绕组变形，是通过检测变压器各个绕组的幅频响应特性，并对检测结果进行纵向或横向比较，根据幅频响应特性的差异，判断变压器可能发生的绕组变形。
变压器绕组的幅频响应特性采用图1所示的频率扫描方式获得。连续改变外施正弦波激励源VS的频率f(角频率ω=2πf)，测量在不同频率下的响应端电压V2和激励端电压V1的信号幅值之比，获得指定激励端和响应端情况下绕组的幅频响应曲线。图中：L、K及C分别代表绕组单位长度的分布电感、分布电容及对地分布电容，V1、V2分别为等效网络的激励端电压和响应端电压，VS为正弦波激励信号源电压，RS为信号源输出阻抗，R为匹配电阻。
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