该测试系统是采用频响法诊断变压器绕组变形的。其原理显通过计算机管理和控制,由扫频电压发生器依次输出不同频率的正强波电压信号Vs(f)到变压器骁组的一个端子上,然后通过双通道检测单元纪录绕组两端上的电压信号Vi(f)和Vo(f),并作相应的数字化处理,得到其在不同扫描频率下的幅值和相位,然后根据下式求得被测试绕组的幅频响应特性或相频响应特性,再由计算机作输出处理(如图2所示)。
幅频响应特性:
H(f)=20lg(Avo(f)/Avi(f))
相频响应特性:
φ(f)=φvo(f)-φVi(f)
电力变压器绕组的幅频响应特性H(f)主要取决于其内部电感、电容等分布参数,通常具有如下特性:(1)当频率低于10KHz时,其频率响应特性主要由线圈的电感所决定,谐振点通常较少,对分布电容的变化较不敏感;(2)当电频率超过1MHz时,绕组的电感又被分布电容所旁路,对电感的变化不敏感;(3)在10KHz-1MHz的范围内,绕组的分布电感和电容均发挥作用,其频率响应特性具有较多的谐振点能够灵敏地反映出绕组电感,电容的变化情况。因此,在该系统中,选用10KHz-1MHz的扫频测量范围。
频率响应分析法诊断变压器绕组变形是建立在比较绕组频率响应特性变化基础上的,即变压器遭受突发短路冲击后测得的各个绕组的频率响应特性为原始测试结果一致,则表明该次短路故障没有导致绕组变形,反之,可根据其特性变化的情况判断变形的绕组以及其变形的严重程度。(这种判断的方法,在实际的测试中,我们对两台遭受出口短路的220kV变压器进行检查,得出的频响特性波形与两年前所测试出的波形相当一致,故判断其绕组未受到该次短路冲击的破坏)。在实际的工作中,很多时候会碰上没有原始数据的情况,(即那些已投入运行的变压器,投运前没有做该项测试),就采用比较变压器互相绕组相间特性曲线的差异,对绕组绕组的变形情况作出判断,对于制造工艺良好的变压器,其三相绕组的结构基本是一致的,测得的频响曲线通常具有一定的可比性,但需注意,这种“可比性”仅仅是相对的,受绕组引线长度,其内部位置等影响,特别是三角型接法的绕组,测得的三相频率响应特性往往有较大的差异,这时应与该型号同厂家同一时期的其他变压器作比较。