變電站主變?cè)馐艹隹诙搪窙_擊后，如何快速判斷繞組是否發(fā)生形變？作為電力運(yùn)維中常用的變壓器測(cè)試儀器，變壓器繞組變形測(cè)試儀的規(guī)范操作直接影響缺陷判斷的準(zhǔn)確率。根據(jù)2025年中國(guó)電力科學(xué)研究院發(fā)布的《電力變壓器運(yùn)行缺陷統(tǒng)計(jì)報(bào)告》，繞組變形類(lèi)缺陷占變壓器總故障的37%，未及時(shí)檢出的繞組形變會(huì)導(dǎo)致絕緣擊穿、燒毀等重大事故，因此掌握規(guī)范的測(cè)試方法、明確頻響法測(cè)試的核心原理，對(duì)電力運(yùn)維人員十分必要。

一、應(yīng)用場(chǎng)景導(dǎo)入

變壓器繞組變形測(cè)試儀的使用場(chǎng)景主要覆蓋四類(lèi)場(chǎng)景：一是變壓器經(jīng)受近區(qū)短路、出口短路故障后，需第一時(shí)間開(kāi)展繞組變形排查，確認(rèn)繞組結(jié)構(gòu)是否受損；二是變壓器例行預(yù)防性試驗(yàn)，按照DL/T 911-2023《電力變壓器繞組變形測(cè)量 頻率響應(yīng)法》要求，110kV及以上電壓等級(jí)變壓器每3年開(kāi)展一次頻響法測(cè)試，35kV等級(jí)變壓器可根據(jù)運(yùn)行情況選擇性開(kāi)展；三是變壓器大修、吊罩作業(yè)完成后，通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證繞組裝配是否符合要求，確認(rèn)運(yùn)輸、安裝過(guò)程中未發(fā)生形變；四是新設(shè)備交接試驗(yàn)中，作為出廠試驗(yàn)的補(bǔ)充驗(yàn)證，排查出廠測(cè)試未發(fā)現(xiàn)的隱性缺陷。

二、設(shè)備準(zhǔn)備與檢查

開(kāi)展測(cè)試前需完成三項(xiàng)準(zhǔn)備工作：第一是物料準(zhǔn)備，包含變壓器繞組變形測(cè)試儀主機(jī)、配套的激勵(lì)端測(cè)試線、響應(yīng)端測(cè)試線、專(zhuān)用接地線，待測(cè)變壓器的銘牌參數(shù)、歷史測(cè)試報(bào)告，以及符合現(xiàn)場(chǎng)電壓等級(jí)要求的絕緣手套、驗(yàn)電器、接地線等安全工器具；第二是外觀與狀態(tài)檢查，確認(rèn)設(shè)備外殼無(wú)破損、測(cè)試線絕緣層無(wú)開(kāi)裂、接線端子無(wú)氧化銹蝕，室外作業(yè)前需確認(rèn)主機(jī)剩余電量不低于80%，避免測(cè)試中途中斷；第三是設(shè)備自校驗(yàn)，將激勵(lì)端與響應(yīng)端測(cè)試線短接，運(yùn)行儀器自帶的自校準(zhǔn)程序，確認(rèn)掃頻曲線線性度偏差不超過(guò)±0.5dB，校準(zhǔn)通過(guò)后方可進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。

三、標(biāo)準(zhǔn)操作流程

第一步是安全措施布置，將待測(cè)變壓器各側(cè)與電網(wǎng)完全斷開(kāi)，對(duì)各繞組充分放電后掛接臨時(shí)接地線，拆除變壓器外接的母線、無(wú)功補(bǔ)償裝置、避雷器等附屬設(shè)備，避免外部元件的分布參數(shù)影響測(cè)試結(jié)果。

第二步是規(guī)范接線，首先將變壓器繞組變形測(cè)試儀的接地端子與現(xiàn)場(chǎng)接地網(wǎng)可靠連接，接地電阻需不大于4Ω；隨后將激勵(lì)信號(hào)線接至待測(cè)繞組的首端，響應(yīng)信號(hào)線接至待測(cè)繞組的末端，非測(cè)試?yán)@組的首尾端均需可靠接地，接線過(guò)程中需將測(cè)試線懸空布置，與接地金屬構(gòu)件的距離不小于1米，減少額外分布電容的干擾。

第三步是參數(shù)設(shè)置與原理確認(rèn)，錄入待測(cè)變壓器的額定電壓、容量、接線組別等銘牌信息，選擇頻響法測(cè)試模式，按照標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)置掃頻頻段為1kHz~1MHz，掃頻點(diǎn)數(shù)量不少于2000個(gè)，勾選自動(dòng)保存原始數(shù)據(jù)選項(xiàng)。繞組變形測(cè)試原理基于線性網(wǎng)絡(luò)的幅頻響應(yīng)特性：變壓器繞組本質(zhì)是由電阻、電感、匝間電容、對(duì)地電容組成的無(wú)源線性二端口網(wǎng)絡(luò)，向繞組輸入端注入幅度恒定的掃頻正弦信號(hào)時(shí)，輸出端的信號(hào)幅度會(huì)隨頻率變化形成特征曲線；當(dāng)繞組發(fā)生位移、鼓包、匝間短路等形變時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的分布參數(shù)會(huì)發(fā)生改變，對(duì)應(yīng)的幅頻曲線會(huì)出現(xiàn)偏移、峰值消失或新增等變化，通過(guò)曲線比對(duì)即可判斷繞組的變形程度，這也是頻響法測(cè)試的核心邏輯【3】。

第四步是測(cè)試實(shí)施，啟動(dòng)測(cè)試程序后儀器自動(dòng)輸出掃頻信號(hào)，測(cè)試全程禁止觸碰測(cè)試線，避免信號(hào)出現(xiàn)異常波動(dòng)，每一相繞組測(cè)試完成后及時(shí)保存曲線，同一繞組需重復(fù)測(cè)試2次，兩次曲線的相關(guān)系數(shù)不低于0.99才算有效，否則需重新檢查接線后再次測(cè)試。

第五步是數(shù)據(jù)分析，測(cè)試完成后將測(cè)得的幅頻特性曲線與該繞組的出廠曲線、上次預(yù)試曲線，或同型號(hào)同容量變壓器的同相位繞組曲線做對(duì)比，按照標(biāo)準(zhǔn)判斷變形等級(jí)：相關(guān)系數(shù)大于0.98為正常，0.95~0.98為疑似變形，小于0.95為明顯變形【1】。

四、常見(jiàn)問(wèn)題與解決方法

測(cè)試過(guò)程中*常遇到的問(wèn)題是測(cè)試曲線毛刺多、重復(fù)性差，這類(lèi)問(wèn)題通常由接地不良、測(cè)試線貼近接地體、現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電磁干擾導(dǎo)致，可先重新檢查接地線連接是否牢固，再將測(cè)試線架空遠(yuǎn)離金屬構(gòu)件，若仍存在干擾可調(diào)整掃頻步長(zhǎng)，避開(kāi)鄰近帶電設(shè)備的運(yùn)行頻段，必要時(shí)更換屏蔽測(cè)試線開(kāi)展測(cè)試。

第二類(lèi)常見(jiàn)問(wèn)題是三相曲線一致性差但無(wú)歷史曲線參考，首先需排查接線是否存在錯(cuò)誤，比如激勵(lì)端與響應(yīng)端接反、非測(cè)試?yán)@組未接地等，排除接線問(wèn)題后，可對(duì)比同型號(hào)同批次變壓器的測(cè)試曲線，再結(jié)合直流電阻、短路阻抗等其他變壓器測(cè)試儀器的測(cè)試結(jié)果綜合判斷，避免誤判。

第三類(lèi)常見(jiàn)問(wèn)題是儀器無(wú)法啟動(dòng)掃頻，通常由測(cè)試線開(kāi)路或激勵(lì)端短路導(dǎo)致，可逐一檢查接線端子是否擰緊、測(cè)試線內(nèi)部是否存在斷線，更換備用測(cè)試線后即可恢復(fù)正常。

五、安全注意事項(xiàng)

測(cè)試前必須確認(rèn)待測(cè)變壓器各側(cè)完全斷電、充分放電，接線前使用對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)的驗(yàn)電器確認(rèn)各繞組無(wú)殘余電壓，嚴(yán)禁帶電開(kāi)展測(cè)試作業(yè)；雷雨天氣禁止開(kāi)展室外測(cè)試，避免雷擊損壞儀器或造成人員觸電；測(cè)試過(guò)程中不要隨意插拔測(cè)試線，避免瞬態(tài)電壓損壞儀器的信號(hào)采集模塊；現(xiàn)場(chǎng)存在鄰近帶電設(shè)備時(shí)，測(cè)試人員與帶電部位的安全距離需符合DL/T 408的要求，110kV電壓等級(jí)安全距離不小于1.5米，220kV電壓等級(jí)不小于3米。

六、維護(hù)保養(yǎng)建議

每次使用完成后，使用干凈的軟布擦拭主機(jī)和測(cè)試線表面的灰塵，將測(cè)試線整理整齊避免彎折受力，存放在干燥通風(fēng)的儀器箱內(nèi)；每6個(gè)月開(kāi)展一次設(shè)備計(jì)量校準(zhǔn)，送到有資質(zhì)的計(jì)量機(jī)構(gòu)校驗(yàn)，確保掃頻精度、幅度誤差符合標(biāo)準(zhǔn)要求；長(zhǎng)期存放時(shí)每3個(gè)月開(kāi)機(jī)充電一次，每次充電不少于4小時(shí)，避免內(nèi)置電池虧電損壞；儀器嚴(yán)禁存放在潮濕、有腐蝕性氣體的環(huán)境中，避免電路板、接線端子出現(xiàn)氧化腐蝕。

七、實(shí)戰(zhàn)案例分享

2025年10月，南方電網(wǎng)某220kV變電站主變?cè)馐?0kV側(cè)出口短路故障，運(yùn)維人員使用變壓器繞組變形測(cè)試儀開(kāi)展頻響法測(cè)試，發(fā)現(xiàn)B相高壓繞組的10kHz~100kHz頻段曲線較上次預(yù)試曲線偏移3dB，相關(guān)系數(shù)為0.92，結(jié)合短路阻抗測(cè)試結(jié)果，判斷B相繞組發(fā)生明顯變形，吊罩檢查發(fā)現(xiàn)繞組中部有3處匝間位移，及時(shí)更換繞組后避免了主變燒毀事故，為電站減少直接經(jīng)濟(jì)損失超200萬(wàn)元。

2026年2月，某陸上風(fēng)電集控中心對(duì)35kV升壓站主變開(kāi)展例行預(yù)試，通過(guò)頻響法測(cè)試發(fā)現(xiàn)1號(hào)主變C相繞組與其他兩相曲線的相關(guān)系數(shù)為0.96，屬于疑似變形，運(yùn)維人員結(jié)合出廠曲線比對(duì)、歷史運(yùn)行記錄分析，判定為裝配階段的固有偏差，后續(xù)跟蹤測(cè)試6個(gè)月未發(fā)現(xiàn)曲線進(jìn)一步偏移，避免了不必要的吊罩作業(yè)，節(jié)省運(yùn)維成本近30萬(wàn)元。

參考文獻(xiàn)

【1】 DL/T 911-2023, 電力變壓器繞組變形測(cè)量 頻率響應(yīng)法[S]

【2】 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 2025年電力變壓器運(yùn)行缺陷統(tǒng)計(jì)報(bào)告[R], 2025

【3】 IEC 60076-18:2022, Power transformers - Part 18: Measurement of frequency response of windings[S]