儀器概述

      HDRZ-3000變壓器繞組變形測試儀根據(jù)對變壓器內(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，能對變壓器內(nèi)部故障作出準(zhǔn)確判斷。

     變壓器設(shè)計制造完成后，其線圈和內(nèi)部結(jié)構(gòu)就確定下來，因此對一臺多繞組的變壓器線圈而言，如果電壓等級相同、繞制方法相同，則每個線圈對應(yīng)參數(shù)(Ci、Li)就應(yīng)該是確定的。因此每個線圈的頻域特征響應(yīng)也隨之確定，對應(yīng)的三相線圈之間其頻率圖譜具有一定可比性。

     變壓器在試驗過程中發(fā)生匝間、相間短路，或在運輸過程中發(fā)生沖撞，造成線圈相對位移，以及運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。

      對于運行中的變壓器而言，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，更易對變壓器的運行狀況、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

      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、使用工控機與測量儀器一體化，在測量現(xiàn)場不需使用移動電腦。

      4、硬件機芯采用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)場試驗改變分接開關(guān)，波形曲線有明變化)。

      6、信號輸出幅度軟件調(diào)節(jié)，大幅度峰值±10V。

      7、計算機將檢測結(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數(shù)分度曲線，用戶可根據(jù)實際需要選用。

      10、檢測數(shù)據(jù)自動分析系統(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、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；

                                                                 (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. 信號輸入阻抗：1MΩ

                    5. 信號輸出阻抗：50Ω

                    6. 信號輸出幅值：±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

      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控制，由信號生成及信號測量組成。整個工作由儀器自身的嵌入工控機完成，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，具有自動量程調(diào)節(jié)，自動采樣頻率調(diào)節(jié)等多種功能。

      5.軟件采用windows平臺，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.提供歷史曲線對比分析，可同時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)，可以自動診斷變壓器繞組的狀態(tài)，同時加載6條曲線，各條曲線相關(guān)參數(shù)自動計算，自動診斷繞組的變形情況，給出診斷的參考結(jié)論。

      7.軟件管理功能強大，充分考慮現(xiàn)場使用的需要，自動保存環(huán)境條件參數(shù)，以便作變壓器繞組變形診斷時提供依據(jù)。測量數(shù)據(jù)自動存盤、具有彩色打印功能，方便用戶出測試報告。

      8.軟件人性化特點明顯，測量的各種條件多為選擇項，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.每相測量所需時間小于60秒,對一臺高、中、低繞組的電力變壓器（容量、電壓等級不限）進(jìn)行繞組變形測量，總需時間不超過10分鐘。

測量變壓器時,接線人員可任意布放信號輸入輸出引線，對測量結(jié)果無影響,接線人員可停留在變壓器油箱上面,不必下來,減輕勞動強度。

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部放電檢測方法是用于電力設(shè)備局部放電缺陷檢測與定位的常用測量方法之一，其檢測頻率范圍通常在3MHz到30MHz之間。高頻局部放電檢測技術(shù)可廣泛應(yīng)用于電力電纜及其附件、變壓器、電抗器、旋轉(zhuǎn)電機等電力設(shè)備的局放檢測，其高頻脈沖電流信號可以由電感式耦合傳感器或電容式耦合傳感器進(jìn)行耦合，也可以由特殊設(shè)計的探針對信號進(jìn)行耦合。

高頻局部放電檢測方法，根據(jù)傳感器類型主要分為電容型傳感器和電感型傳感器。電感型傳感器中高頻電流傳感器（High Frequency Current Transformer ，HFCT）具有便攜性強、安裝方便、現(xiàn)場抗*力較好等優(yōu)點，因此應(yīng)用為廣泛，其工作方式是對流經(jīng)電力設(shè)備的接地線、中性點接線以及電纜本體中放電脈沖電流信號進(jìn)行檢測，高頻電流傳感器多采用羅格夫斯基線圈結(jié)構(gòu)。

羅格夫斯基線圈（Rogowski coils，簡稱羅氏線圈）用于電流檢測領(lǐng)域已有幾十年歷史。早在1887年英國布里斯托大學(xué)的茶托克教授即進(jìn)行了研究，把一個長而且形狀可變的線圈作為磁位差計，并且通過測量磁路中的磁阻，試圖研究更加理想的直流發(fā)電機。羅格夫斯基線圈檢測技術(shù)在20世紀(jì)90年被英國的公立電力公司（CEGB）用在名為“El-Cid”的新技術(shù)里，用于測試發(fā)電機和電動機的定子^[1]。羅氏線圈自公布起就受到了很多學(xué)者的重視，對于羅格夫斯基線圈的應(yīng)用也越來越廣泛，1963年英國倫敦的庫伯在理論上對羅格夫斯基線圈的高頻響應(yīng)進(jìn)行了分析，奠定了羅格夫斯基線圈在大功率脈沖技術(shù)中應(yīng)用的理論基礎(chǔ)^[2]。20世紀(jì)中后期以來，國外一些專家學(xué)者和公司紛紛對羅氏線圈在電力上的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究，并取得了顯著的成果。如法國ALSTHOM公司有一些基于羅氏線圈電流互感器產(chǎn)品問世，其主要研究無源電子式互感器，在20世紀(jì)80年英國Rocoil公司實現(xiàn)了羅格夫斯基線圈系列化和產(chǎn)業(yè)化。總而言之，在世界范圍內(nèi)對于羅格夫斯基線圈傳感器的研究，于20世紀(jì)60年興起，在80年取得突破性進(jìn)展，并有多種樣機掛網(wǎng)試運行，90年開始進(jìn)入實用化階段。尤其進(jìn)入21世紀(jì)以來，微處理機和數(shù)字處理器技術(shù)的成熟，為研制新型的高頻電流傳感器奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)90年歐洲學(xué)者將羅氏線圈應(yīng)用于局部放電檢測，效果良好，并得到了廣泛應(yīng)用。例如意大利的博洛尼亞大學(xué)的G.C. Montanari和A. Cavallini等人及TECHIMP公司成功研制了高頻局部放電檢測儀，并被廣泛應(yīng)用。

近幾年國內(nèi)的一些科研院所和企業(yè)均開始研制基于羅氏線圈傳感器以及高頻局放檢測裝置，雖然起步比較晚，有些技術(shù)還處于跟蹤國外大公司的水平，但隨著發(fā)展羅氏線圈電子式傳感器的時機逐漸成熟，國內(nèi)如清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、上海交通大學(xué)、華北電力大學(xué)等對于羅氏線圈傳感器進(jìn)行了深入的研究和探索，并取得了大量成果 ^[4]。

高頻局放檢測技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢及局限性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）可進(jìn)行局部放電強度的量化描述。由于高頻局放檢西寧市頻響法變壓器繞組變形測試儀直銷價測技術(shù)應(yīng)用高頻電流傳感器，與傳統(tǒng)的脈沖電流法具有類同的檢測原理，若傳感器及信號處理電路相對確定的情況下，可以對被測局部放電的強度進(jìn)行理化描述，以便于準(zhǔn)確評估被檢測電力設(shè)備局部放電的絕緣劣化程度。

（2）具有便于攜帶、方便應(yīng)用、性價比高等優(yōu)點。高頻電流傳感器作為一種常用的傳感器，可以設(shè)計成開口CT的安裝方式，在非嵌入方式下能夠?qū)崿F(xiàn)局放脈沖電流的非接觸式檢測，因此具有便于攜帶、方便應(yīng)用的特點。

（3）檢測靈敏度較高。高頻電流傳感器一般由環(huán)西寧市頻響法變壓器繞組變形測試儀直銷價形鐵氧體磁芯構(gòu)成，鐵氧體配合經(jīng)磁化處理的陶瓷材料，對于高頻信號具有很高靈