变压器绕组变形测试仪原理

    变压器绕组变形测试仪是用于测试6kV及以上电压等级电力变压器及其它特殊用途的变压器，电力变压器在运行或者运输过程中不可避免地要遭受各种故障短路电流的冲击或者物理撞击，在短路电流产生的强大电动力作用下，变压器绕组可能失去稳定性，导致局部扭曲、鼓包或移位等变形现象，这样将严重影响变压器的安全运行。按国家电力行业标准DL/T911－2004采用频率响应分析法测量变压器的绕组变形，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变化程度，判断变压器绕组可能发生的变形情况。它由测量部分及分析软件部分组成，测量部分是由信号生成及信号测量组成的黑匣子，分析部分由笔记本电脑完成，测量部分通过USB与笔记本电脑连接。
    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。
    测得的幅频响应曲线常用对数形式表示，即对电压幅值之比进行如下处理：
    H（f）=20Log[V2(f )/V1(f )]
    式中：H（f）为频率f时传递函数的模│H(jω)│；V2(f )和V1(f )为频率为 f 时响应端和激励端电压的峰值或有效值│V2(jω)│和│V1(jω)│。