頻率響應(yīng)法測量變壓器繞組變形的原理是什么

測量變壓器繞組變形的方法有很多，其中頻率響應(yīng)法是里面較為方便、，得到了電力人員的廣泛運(yùn)用。那頻率響應(yīng)法測量變壓器繞組變形的原理是什么？其方法又是怎樣的呢？  
頻率響應(yīng)法利用掃頻技術(shù)，通過測試變壓器繞組頻率響應(yīng)特性曲線進(jìn)行橫向或縱向比較，可準(zhǔn)確診斷變壓器繞組變形情況。變壓器線圈可視為一分布參數(shù)元件，它由對地電容、縱向電容、電感和電阻等分布參數(shù)構(gòu)成了無源線性雙端口網(wǎng)絡(luò)，頻率響應(yīng)法是掃頻電壓發(fā)生器依次把輸出的不同頻率的正弦波電壓信號加在變壓器的一端，同時(shí)檢測不同掃描頻率下繞組兩端的對地電壓信號Vi(n)和Vo(n)，對數(shù)據(jù)經(jīng)過  
處理將得到被測變壓器繞組的傳遞函數(shù)H(n)：  
H(n)＝20Log(Vo(n)/Vi(n))  
電力變壓器繞組的傳遞函數(shù)主要取決于變壓器內(nèi)部電感、電容等分布參數(shù)，變壓器繞組的頻率響應(yīng)特性具有如下特征。  
1.當(dāng)頻率低于10kHz時(shí)，其頻率響應(yīng)特性主要由線圈的電感所決定，諧振點(diǎn)通常較少，對分布電容的變化較不敏感。  
2.當(dāng)頻率超過1MHz時(shí)，繞組的電感又被分布電容所旁路，諧振點(diǎn)也會相應(yīng)減少，對電感的變化較不敏感，而且隨著頻率的提高，測試回路（引線）的雜散電容也會對測試結(jié)果造成明顯影響。  
3.在10kHz～1MHz范圍內(nèi)，繞組的分布電感和電容均發(fā)揮作用，其頻率響應(yīng)特性具有較多的諧振點(diǎn)，能夠靈敏地反映出繞組電感、電容的變化情況。  
因此，頻率響應(yīng)法選用10kHz～1MHz的掃頻測量范圍對變壓器進(jìn)行繞組變形測試，線性掃頻點(diǎn)達(dá)500個(gè)以上，被測變壓器繞組的傳遞函數(shù)H(n)會得到較多的諧振峰測量效果。  
頻率響應(yīng)法測量變壓器繞組變形診斷方法：  
變壓器在制造完成后，其線圈結(jié)構(gòu)也即確定，變壓器繞組的分布參數(shù)元件的參數(shù)也隨之確定，如果在變壓器遭受突發(fā)短路沖擊或其它外力后，繞組在受到不均勻的軸向和徑向電動應(yīng)力作用時(shí)，可導(dǎo)致線圈的變形，其電感、電容、電阻等分布參數(shù)將發(fā)生改變，繞組的頻率響應(yīng)特性也將改變，對照繞組前后的傳遞函數(shù)的諧振峰數(shù)目、頻率及幅值變化大小及三相繞組頻率響應(yīng)圖譜的橫向比較可以進(jìn)行定性、定量分析，判斷變壓器繞組發(fā)生變形的嚴(yán)重程度。判斷變壓器繞組變形的方法一般遵循以下原則。  
1.頻響特性曲線在低頻段（10～200kHz）內(nèi)，繞組的對地電容及餅間電容所形成的容抗較大，而感抗較小，即繞組的電感影響起主要作用，當(dāng)這一頻響特性曲線出現(xiàn)諧振點(diǎn)減少或向高頻方向、信號幅度增大等變化時(shí)，可判斷變壓器繞組發(fā)生整體變形位移的可能。  
2.頻響特性曲線在中頻段（200～600kHz）內(nèi)，繞組的分布電感和電容均發(fā)揮作用，其頻響特性具有較多的諧振峰。當(dāng)諧振峰幅度發(fā)生改變時(shí)可能有引線位移；當(dāng)出現(xiàn)諧振峰幅度嚴(yán)重異常，諧振點(diǎn)前移的情況，應(yīng)考慮線圈內(nèi)有金屬異物；若有高阻帶的情況出現(xiàn)，應(yīng)考慮線匝開路或分接開關(guān)不到位的情況。總之在這一頻段內(nèi)，是變壓器繞組頻響特性曲線分析的重點(diǎn)范圍，如果頻響特性發(fā)生諧振峰頻率左右移動或諧振峰數(shù)目減少或增多等明顯變化時(shí)，通常預(yù)示著繞組發(fā)生扭曲和鼓包等局部變形現(xiàn)象。  
3.當(dāng)頻響特性曲線高頻段（＞600kHz）的諧振峰發(fā)生明顯變化時(shí)，通常預(yù)示著繞組的電容改變，因?yàn)樵诟哳l下，繞組的感抗增大，基本被餅間分布電容所旁路，故對諧振峰變化的影響程度較低，該頻段基本以電容的影響為主，因此繞組整體移位或分接開關(guān)引線的對地距離發(fā)生變化是造成頻響特性曲線變化的主要因素。這一頻段易受測量回路對地雜散電容、油枕、人體位置等影響，如果測試連接回路不當(dāng)，難以保證兩次測試結(jié)果在該頻段內(nèi)的重復(fù)性，因此測試時(shí)回路接線及外部環(huán)境應(yīng)盡可能一致。  
了解頻率響應(yīng)法測量變壓器繞組變形的原理及方法，有利于我們更好的進(jìn)行繞組變形試驗(yàn)，從而得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。