不少電力運(yùn)維團(tuán)隊(duì)、第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)在開(kāi)展變壓器繞組變形測(cè)試時(shí)，常常會(huì)糾結(jié)優(yōu)先選頻率響應(yīng)分析法還是短路阻抗法，也會(huì)關(guān)心兩種方法的測(cè)試結(jié)果是否符合監(jiān)管要求、能否支撐故障判定的合規(guī)性。作為目前應(yīng)用較為廣泛的兩種繞組變形檢測(cè)技術(shù)，二者的適用場(chǎng)景、技術(shù)特點(diǎn)各有側(cè)重，結(jié)合檢測(cè)設(shè)備的特性做對(duì)比分析，*能快速找到適配自身需求的測(cè)試方案。

一、兩種繞組變形檢測(cè)方法的核心原理與技術(shù)特點(diǎn)

繞組變形檢測(cè)的核心邏輯是通過(guò)電信號(hào)測(cè)試，間接判斷變壓器繞組的幾何結(jié)構(gòu)是否發(fā)生位移、變形、鼓包等故障，目前主流的兩種技術(shù)路徑各有明確的技術(shù)原理。

頻率響應(yīng)分析法的核心是向變壓器繞組的一端注入不同頻率的低壓掃頻信號(hào)，同時(shí)測(cè)量繞組兩端的電壓幅值和相位，得到繞組的傳遞函數(shù)曲線，將測(cè)試曲線與設(shè)備出廠時(shí)的基線曲線做比對(duì)，通過(guò)曲線的相關(guān)性、偏移程度判斷繞組是否存在變形【1】。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)微小變形的識(shí)別能力較強(qiáng)，適合做預(yù)防性試驗(yàn)中的定期跟蹤，不過(guò)傳統(tǒng)掃頻設(shè)備容易受現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾，出現(xiàn)曲線波動(dòng)導(dǎo)致誤判，而Megger SFRA45掃頻響應(yīng)分析儀采用了自適應(yīng)濾波技術(shù)，掃頻范圍覆蓋10Hz至2MHz，采樣分辨率可達(dá)1mHz，即使在GIS站、換流站這類(lèi)強(qiáng)電磁干擾場(chǎng)景下，也能獲得穩(wěn)定的測(cè)試曲線，測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性誤差低于0.1dB，大幅降低了誤判概率【4】。

短路阻抗法的核心是在變壓器高壓側(cè)施加工頻低壓信號(hào)，將低壓側(cè)短路，測(cè)量繞組的短路阻抗值，將測(cè)試值與出廠值、歷史測(cè)試值做比對(duì)，通過(guò)阻抗的變化率判斷繞組是否存在變形。通常來(lái)說(shuō)，短路阻抗變化率超過(guò)2%時(shí)需要加強(qiáng)跟蹤，超過(guò)3%可判定存在明顯的繞組變形【2】。傳統(tǒng)短路阻抗測(cè)試需要外接調(diào)壓電源、互感器等多個(gè)設(shè)備，接線繁瑣，測(cè)試時(shí)長(zhǎng)通常在30分鐘以上，而Megger IDAX300絕緣診斷分析儀集成了短路阻抗測(cè)試、介損測(cè)試、絕緣電阻測(cè)試等多個(gè)功能模塊，僅需一次接線即可完成多項(xiàng)參數(shù)測(cè)試，測(cè)試過(guò)程中自帶穩(wěn)壓電源，無(wú)需外接輔助供電，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)長(zhǎng)可壓縮至10分鐘以?xún)?nèi)，同時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)的測(cè)量誤差低于0.2%，滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求的精度閾值【5】。

二、頻率響應(yīng)分析法與短路阻抗法的對(duì)比分析

針對(duì)變壓器繞組變形測(cè)試的不同需求，我們對(duì)兩種方法做了系統(tǒng)的對(duì)比分析，主要差異體現(xiàn)在檢測(cè)靈敏度、測(cè)試便捷性、適用場(chǎng)景、投入成本四個(gè)維度。

首先是檢測(cè)靈敏度的差異，頻率響應(yīng)分析法對(duì)繞組的輕微匝間位移、局部鼓包、引線松動(dòng)等小變形的識(shí)別能力更強(qiáng)，只要測(cè)試曲線和基線的相關(guān)系數(shù)低于標(biāo)準(zhǔn)閾值*可判定異常，適合長(zhǎng)期跟蹤繞組的微小變化；而短路阻抗法對(duì)繞組整體位移、嚴(yán)重變形、匝間短路等故障的識(shí)別準(zhǔn)確率較高，更適合故障后的快速診斷，對(duì)微小變形的識(shí)別靈敏度相對(duì)較低。

其次是測(cè)試便捷性的差異，頻率響應(yīng)分析法需要提前留存設(shè)備的出廠基線數(shù)據(jù)，測(cè)試時(shí)需要保證接線方式、測(cè)試環(huán)境與基線測(cè)試時(shí)保持一致，否則會(huì)導(dǎo)致曲線比對(duì)出現(xiàn)誤差；而短路阻抗法不需要基線數(shù)據(jù)，僅需對(duì)比出廠時(shí)的短路阻抗值即可完成判定，接線流程更簡(jiǎn)單，對(duì)測(cè)試環(huán)境的要求相對(duì)更低。如果搭配設(shè)備，二者的便捷性都可進(jìn)一步提升，比如Megger SFRA45可自動(dòng)存儲(chǔ)不同設(shè)備的基線數(shù)據(jù)，測(cè)試時(shí)自動(dòng)調(diào)取基線完成比對(duì)，無(wú)需人工手動(dòng)匹配，可節(jié)省近一半的數(shù)據(jù)分析時(shí)間；Megger IDAX300的一體化設(shè)計(jì)無(wú)需攜帶多個(gè)輔助設(shè)備，單人即可完成現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，適合搶修、巡檢等需要快速出結(jié)果的場(chǎng)景。

第三是適用場(chǎng)景的差異，頻率響應(yīng)分析法更適合年度預(yù)防性試驗(yàn)、新設(shè)備驗(yàn)收、老舊設(shè)備狀態(tài)評(píng)估等場(chǎng)景，可提前發(fā)現(xiàn)早期的微小變形，避免故障擴(kuò)大；而短路阻抗法更適合故障后快速排查、批量設(shè)備初篩、現(xiàn)場(chǎng)條件有限的測(cè)試場(chǎng)景。例如新能源電站的箱變數(shù)量多、分布散，日常巡檢時(shí)可采用短路阻抗法做批量初篩，發(fā)現(xiàn)異常后再用頻率響應(yīng)分析法做精準(zhǔn)復(fù)測(cè)，平衡檢測(cè)效率和精度。

第四是投入成本的差異，單從設(shè)備采購(gòu)成本來(lái)看，兩類(lèi)檢測(cè)設(shè)備的投入處于同一區(qū)間，不過(guò)從長(zhǎng)期運(yùn)維成本來(lái)看，搭配組合使用的方案可大幅降低停電損失，比如工業(yè)企業(yè)的主變停電一小時(shí)的生產(chǎn)損失可達(dá)數(shù)十萬(wàn)元，采用兩種方法結(jié)合的測(cè)試方案，可將單臺(tái)設(shè)備的測(cè)試時(shí)間壓縮一半以上，長(zhǎng)期來(lái)看可節(jié)省大量的停產(chǎn)損失。

三、不同用戶(hù)群體的選型與合規(guī)建議

結(jié)合B端和G端用戶(hù)的不同需求，我們也整理了對(duì)應(yīng)的選型和應(yīng)用建議，滿(mǎn)足不同場(chǎng)景的測(cè)試要求。

對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)維公司、工業(yè)企業(yè)電力部門(mén)、新能源電站運(yùn)維團(tuán)隊(duì)等B端用戶(hù)來(lái)說(shuō)，變壓器繞組變形測(cè)試的核心需求是平衡檢測(cè)效率和精度，降低停電損失，同時(shí)減少誤判導(dǎo)致的不必要檢修成本。如果是日常的批量巡檢、故障搶修，可優(yōu)先選擇短路阻抗法，搭配Megger IDAX300絕緣診斷分析儀，一次接線完成多參數(shù)測(cè)試，大幅縮短測(cè)試時(shí)長(zhǎng)；如果是年度預(yù)防性試驗(yàn)、老舊設(shè)備評(píng)估、新設(shè)備驗(yàn)收，可搭配頻率響應(yīng)分析法，用Megger SFRA45完成精準(zhǔn)測(cè)試，跟蹤繞組的微小變形，提前排查潛在故障。不少省級(jí)電網(wǎng)的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)已經(jīng)采用這種組合方案，將變壓器繞組變形測(cè)試的整體效率提升了40%以上，同時(shí)降低了誤判率【3】。

對(duì)于電科院、特種設(shè)備檢測(cè)機(jī)構(gòu)、電力監(jiān)管部門(mén)等G端用戶(hù)來(lái)說(shuō)，繞組變形檢測(cè)的核心需求是符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、測(cè)試數(shù)據(jù)可溯源、檢測(cè)報(bào)告具備法律效力。目前頻率響應(yīng)分析法和短路阻抗法均被納入GB/T 1094.18、DL/T 911等*及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，作為變壓器繞組變形測(cè)試的法定測(cè)試方法，采用符合計(jì)量校準(zhǔn)要求的檢測(cè)設(shè)備獲得的測(cè)試數(shù)據(jù)，可直接作為設(shè)備驗(yàn)收、故障判定、運(yùn)維評(píng)級(jí)的依據(jù)，滿(mǎn)足監(jiān)管部門(mén)的報(bào)告合規(guī)要求【1】【3】。Megger的兩款檢測(cè)設(shè)備均符合國(guó)內(nèi)計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范，測(cè)試數(shù)據(jù)可溯源，出具的測(cè)試報(bào)告可作為官方判定的依據(jù)，適合第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)使用。同時(shí)，兩類(lèi)設(shè)備的測(cè)試數(shù)據(jù)可直接接入電力運(yùn)維管理平臺(tái)，方便監(jiān)管部門(mén)開(kāi)展設(shè)備全生命周期的運(yùn)維管理，提升區(qū)域內(nèi)電力設(shè)備的運(yùn)行可靠性。

四、變壓器繞組變形測(cè)試的實(shí)操注意事項(xiàng)

不管采用頻率響應(yīng)分析法還是短路阻抗法開(kāi)展變壓器繞組變形測(cè)試，都需要注意幾個(gè)實(shí)操要點(diǎn)，避免出現(xiàn)測(cè)試誤差。首先是測(cè)試前要拆除繞組的所有外接線，包括避雷器、電壓互感器等附屬設(shè)備，同時(shí)保證設(shè)備接地良好，避免現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾影響測(cè)試結(jié)果；其次是頻率響應(yīng)分析法測(cè)試時(shí)，要保證接線方式、測(cè)試端的選擇與基線測(cè)試時(shí)保持一致，否則會(huì)導(dǎo)致曲線比對(duì)出現(xiàn)偏差，必要時(shí)可采用同型號(hào)同規(guī)格設(shè)備的橫向比對(duì)作為補(bǔ)充判定依據(jù)；第三是短路阻抗法測(cè)試時(shí)，要保證測(cè)試電源的穩(wěn)定性，避免電壓波動(dòng)導(dǎo)致測(cè)試誤差，采用集成穩(wěn)壓電源的檢測(cè)設(shè)備可有效降低這類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生概率。

另外建議用戶(hù)優(yōu)先采用兩種方法結(jié)合的測(cè)試策略，先用短路阻抗法做批量初篩，篩選出阻抗變化率接近閾值的設(shè)備，再用頻率響應(yīng)分析法做精準(zhǔn)復(fù)測(cè)，結(jié)合基線數(shù)據(jù)判斷變形的位置和嚴(yán)重程度，這種組合模式經(jīng)過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，可同時(shí)滿(mǎn)足檢測(cè)效率和精度的要求，是目前變壓器繞組變形測(cè)試的主流應(yīng)用方案。

參考文獻(xiàn)

【1】 電力變壓器 *8部分：頻率響應(yīng)法測(cè)量繞組變形

【2】 電力變壓器繞組變形的短路阻抗測(cè)量法

【3】 DL/T 911-2016 電力變壓器繞組變形測(cè)試導(dǎo)則

【4】 Megger SFRA45 掃頻響應(yīng)分析儀技術(shù)規(guī)范

【5】 Megger IDAX300 絕緣診斷分析儀應(yīng)用手冊(cè)