·         变压器设计制造完成后，其线圈和内部结构就确定下来，因此对一台多绕组的变压器线圈而言，如果电压等级相同、绕制方法相同，则每个线圈对应参数(Ci、Li)就应该是确定的。因此每个线圈的频域特征响应也随之确定，对应的三相线圈之间其频率图谱具有一定可比性。

·         变压器在试验过程中发生匝间、相间短路，或在运输过程中发生冲撞，造成线圈相对位移，以及运行过程中在短路和故障状态下因电磁拉力造成线圈变形，就会使变压器绕组的分布参数发生变化。进而影响并改变变压器原有的频域特征，即频率响应发生幅度变化和谐振频点偏移等。并根据响应分析方法研制开发的HTBX-H变压器绕组频率响应测试仪，就是这样一种新颖的变压器内部故障无损检测设备。它适用于63kV～500kV电力变压器的内部结构故障检测。

·         变压器绕组变形测试仪是将变压器内部绕组参数在不同频域的响应变化经量化处理后，根据其变化量值的大小、频响变化的幅度、区域和频响变化的趋势，来确定变压器内部绕组的变化程度，进而可以根据测量结果判断变压器是否已经受到严重破坏、是否需要进行大修。

·         对于运行中的变压器而言，无论过去是否保存有频域特征图，通过比较故障变压器线圈间特征图谱的差异，也可以对故障程度进行判断。当然，如果保存有一套变压器原有的绕组特征图，更易对变压器的运行状况、事故后分析和维护检修提供更为精密有力的依据。

·         变压器绕组变形频率响应测试仪由笔记本电脑及单片机构成高精度测量系统,结构紧凑，操作简单，具有较完备的测试分析功能，对照使用说明书或经过短期培训即可自行操作使用。

·         产品别称：电力变压器绕组变形测试仪、变压器绕组变形检测仪、变压器绕组变形测量仪、变压器绕组变形分析仪

1.  名词术语

绕组变形：指电力变压器绕组在机械力或电动力作用下发生的轴向或径向尺寸变化，通常表现为绕组局部扭曲、鼓包或移位等特征。变压器在遭受短路电流冲击或在运输过程中遭受冲撞时，均有可能发生绕组变形现象，它将直接影响变压器的安全运行。

双口网络：指具备一对输入端口和一对输出端口的网络。如果网络是由线性的电阻、电感（包括互感）和电容元件组成，且内部不含任何独立电源，则称之为无源线性双口网络。当频率较高时，变压器绕组可视为无源线性双口网络。

传递函数：用拉普拉斯变换形式表示的无源双口网络的输出与输入之比。传递函数极点和零点的分布与双口网络的内部元件参数、联接方式以及端口联接的阻抗密切相关。

频率响应：指在正弦稳态情况下，网络的传递函数H(jω)与角频率ω的关系。通常把H(jω)幅值随ω的变化关系称为幅频响应，H(jω)相位随ω变化的关系称为相频响应。

频率扫描：连续改变外施正弦波激励信号源的频率，测量网络在不同频率下的输出信号与输入信号之比，并绘制出相应的幅频响应或相频响应曲线。

2.  检测原理

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。

3.  检测方法

变压器绕组变形检测应在所有直流试验项目之前或者在绕组充分放电以后进行。应根据接线要求和接线方式，逐一对变压器的各个绕组进行检测，分别记录幅频响应特性曲线。

3.1  接线要求

3.1.1  检测前应拆除与变压器套管端部相连的所有引线，并使拆除的引线尽可能远离被测变压器套管。对于套管引线无法拆除的变压器，可利用套管末屏抽头作为响应端进行检测，但应注明，并应与同样条件下的检测结果作比较。

3.1.2  变压器绕组的幅频响应特性与分接开关的位置有关，宜在极限值分接位置下检测，或者应确保每次检测时分接开关均处于相同的位置。

3.1.3  因检测信号较弱，所有接线均应稳定，减小接触电阻。

3.1.4  两个信号检测端的接地线均应连接在变压器外壳上的明显接地端（如铁芯接地端），接地线应尽可能短且不应缠绕。

3.2  接线方式

应按照图2所示的方式选定信号的输入（激励）端和测量（响应）端，以便日后对检测结果进行标准化管理。

4.  分析判断

     用频率响应分析法判断变压器绕组变形，主要是对绕组的幅频响应特性进行纵向或横向比较，并综合考虑变压器遭受短路冲击的情况、变压器结构、电气试验及油中溶解

气体分析等因素。根据相关系数的大小，可较直观地反映出变压器绕组幅频响应特性的变化，通常可作为判断变压器绕组变形的辅助手段。用相关系数辅助判断变压器绕组变形的方法见附录。

 4.1  纵向比较法

纵向比较法是指对同一台变压器、同一绕组、同一分接开关位置、不同时期的幅频响应特性进行比较，根据幅频响应特性的变化判断变压器的绕组变形。该方法具有较高的检测灵敏度和判断精密性，但需要预先获得变压器原始的幅频响应特性，并应排除因检测条件及检测方式变化所造成的影响。

图3是某台变压器在遭受突发性短路电流冲击前后测得的低压绕组幅频响应特性曲线。遭受短路电流冲击以后的幅频响应特性曲线（LaLx02）与冲击前的曲线（LaLx01）相比较，部分波峰及波谷的频率分布位置明显向右移动，可判定变压器绕组发生变形。

 4.2  横向比较法

横向比较法是指对变压器同一电压等级的三相绕组幅频响应特性进行比较，必要时借鉴同一制造厂在同一时期制造的同型号变压器的幅频响应特性，来判断变压器绕组是否变形。该方法不需要变压器原始的幅频响应特性，现场应用较为方便，但应排除变压器的三相绕组发生相似程度的变形、或者正常变压器三相绕组的幅频响应特性本身存在差异的可能性。

图4是某台三相变压器在遭受短路电流冲击以后测得的低压绕组幅频响应特性。曲线LcLa与曲线LaLb、LbLc相比，波峰和波谷的频率分布位置以及分布数量均存在差异，即三相绕组的幅频响应特性一致性较差。而同一制造厂在同一时期制造的同型号变压器的三相绕组的频响特性一致性却较好（图5所示），故可判定变压器在遭受突发性短路电流冲击后绕组变形。

4.3  绕组变形分析

典型的变压器绕组幅频响应特性曲线，通常包含多个明显的波峰和波谷。经验及理论分析表明，幅频响应特性曲线中的波峰或波谷分布位置及分布数量的变化，是分析变压器绕组变形的重要依据。

幅频响应特性曲线低频段（1kHz~100kHz）的波峰或波谷位置发生明显变化，通常预示着绕组的电感改变，可能存在匝间或饼间短路的情况。频率较低时，绕组的对地电容及饼间电容所形成的容抗较大，而感抗较小，如果绕组的电感发生变化，会导致其频响特性曲线低频部分的波峰或波谷位置发生明显移动。对于绝大多数变压器，其三相绕组低频段的响应特性曲线应非常相似，如果存在差异则应及时查明原因。

幅频响应特性曲线中频段（100kHz~600kHz）的波峰或波谷位置发生明显变化，通常预示着绕组发生扭曲和鼓包等局部变形现象。在该频率范围内的幅频响应特性曲线具有较多的波峰和波谷，能够灵敏地反映出绕组分布电感、电容的变化。

幅频响应特性曲线高频段（>600kHz）的波峰或波谷位置发生明显变化，通常预示着绕组的对地电容改变，可能存在线圈整体移位或引线位移等情况。频率较高时，绕组的感抗较大，容抗较小，由于绕组的饼间电容远大于对地电容，波峰和波谷分布位置主要以对地电容的影响为主。

一．    主要技术规格

1.  工作电源：单相 AC 220V±10%，50Hz（47～63 Hz）

2.  工作温度：-30℃～50℃（测试主机）

3.  工作湿度：≤90%RH，无凝露

4.  扫频范围：100Hz～2MHz（可定制10MHz）

5.  频率精度：0.005％

6.  扫频方式：线性或对数

7.  扫频间隔：小于1kHz

8.  测量频率范围：－100dB～20dB

9.  扫频激励输出：20Vpp

10. 检测精度：优于±0.5dB

11. 输出阻抗： 50Ω

12. 输入端口阻抗： 1MΩ