DLT 911-2016 電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法

頻率響應(yīng)分析法2016-02-05發(fā)布2016-07-01實(shí)施國(guó)家能源局發(fā)布I Ⅱ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14檢測(cè)原理 25檢測(cè)儀器的要求 26檢測(cè)方法 37繞組變形的分析判斷 4附錄A(資料性附錄)變壓器繞組變形測(cè)試儀的基本要求 6附錄B(資料性附錄)頻率響應(yīng)特性曲線的數(shù)據(jù)導(dǎo)出格式 7附錄C(規(guī)范性附錄)用相關(guān)系數(shù)R輔助判斷變壓器繞組變形 8附錄D(資料性附錄)用縱向比較法判斷變壓器繞組變形的示例 9附錄E(資料性附錄)用橫向比較法判斷變壓器繞組變形的示例 附錄F(資料性附錄)用綜合分析法判斷變壓器繞組變形的示例 附錄G(資料性附錄)變壓器繞組變形時(shí)的典型干擾波形的示例 附錄H(資料性附錄)用頻率響應(yīng)分析法判斷變壓器繞組變形的流程 附錄I(資料性附錄)變壓器繞組變形時(shí)的典型幅頻響應(yīng)特性曲線 Ⅱ本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009《標(biāo)本標(biāo)準(zhǔn)與DL/T911—2004相比，主要技——增加了“三相頻響指紋”的術(shù)語和定義(見3.6);——增加了變壓器繞組變形測(cè)試儀的基本要求(見附錄A);——增加了檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出格式要求(見附錄B);——修訂了用相關(guān)系數(shù)R輔助判斷變壓器繞組變形的方法(見附錄C);——增加了變壓器繞組變形縱向比較法的示例(見附錄D);——增加了變壓器繞組變形橫向比較法的示例(見附錄E);——增加了變壓器繞組變形綜合比較法的示例(見附錄F);——增加了變壓器繞組變形測(cè)試常見的干擾波形(見附錄G);——增加了用頻率響應(yīng)分析法判斷變壓器繞組變形的流程(見附錄H)。1頻率響應(yīng)分析法本標(biāo)準(zhǔn)適用于66kV及以上電壓等級(jí)電力變壓器及其他特殊用途的變壓器。下列文件對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。DL/T1093電力變壓器繞組變形的電抗法檢測(cè)判斷導(dǎo)則指電力變壓器繞組在遭受短路電流沖擊或在運(yùn)輸過程中遭受沖撞時(shí)，在指具備一對(duì)輸入端口和一對(duì)輸出端口的網(wǎng)絡(luò)。如果網(wǎng)絡(luò)是由線性的電阻、電感(包括互感)和電容用拉普拉斯變換形式表示的無源雙口網(wǎng)絡(luò)的輸出與輸入之比。傳遞函數(shù)極頻率響應(yīng)frequencyrespo指在正弦穩(wěn)態(tài)情況下，網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)H(jo)與角頻率o的關(guān)系。通常把H(jo)幅值隨o的變連續(xù)改變外施正弦波激勵(lì)信號(hào)源的頻率，分別測(cè)量在不同頻率下的輸出信24檢測(cè)原理在較高頻率的電壓作用下，變壓器的每個(gè)繞組均可視為一個(gè)由線性電阻、電感(互感)、電容等分布參數(shù)構(gòu)成的無源線性雙口網(wǎng)絡(luò)，其內(nèi)部特性可通過傳遞函數(shù)H(jw)描述，如圖1所示。若繞組發(fā)生變形，繞組內(nèi)部的分布電感、電容等參數(shù)必然改變，導(dǎo)致其等效網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)H(jo)的零點(diǎn)和極點(diǎn)發(fā)生變化，使網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)特性發(fā)生變化。用頻率響應(yīng)分析法檢測(cè)變壓器繞組變形，是通過檢測(cè)變壓器各個(gè)繞組的幅頻響應(yīng)特性，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行縱向、橫向或綜合比較，根據(jù)幅頻響應(yīng)特性的差異，判斷變壓器可能發(fā)生的繞組變形。變壓器繞組的幅頻響應(yīng)特性可采用圖1所示的頻率掃描方式獲得。連續(xù)改變外施正弦波激勵(lì)源Us的頻率f(角頻率o=2πf),測(cè)量在不同頻率下的響應(yīng)端電壓U?和激勵(lì)端電壓U?的信號(hào)幅值之比，獲得指定激勵(lì)端和響應(yīng)端情況下繞組的幅頻響應(yīng)曲線，常用對(duì)數(shù)形式表示[見式(1)]。圖1頻率響應(yīng)分析法的基本檢測(cè)回路U?(f),U?(f)——H(f)=201g[U?(f)/U?(f)]頻率為f時(shí)傳遞函數(shù)的模H(jo)|;頻率為f時(shí)響應(yīng)端和激勵(lì)端電壓的峰值或有效值|U?Gio)和|U?(io)]。5檢測(cè)儀器的要求5.1檢測(cè)儀器的基本要求變壓器繞組變形測(cè)試儀的基本要求參見附錄A。5.2掃頻檢測(cè)范圍掃頻檢測(cè)范圍應(yīng)包括1kHz～1000kHz頻段。5.3掃頻檢測(cè)方式宜采用線性分布的頻率掃描檢測(cè)方式，并可對(duì)單個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)。信號(hào)源輸出正弦波信號(hào)的頻率精確度應(yīng)不大于0.01%。3掃描頻率的間隔宜為1kHz。檢測(cè)儀器的正弦波信號(hào)輸出源Us的輸出阻抗Rg應(yīng)為502,兩個(gè)信號(hào)檢測(cè)端U?和U?的輸入阻抗不應(yīng)低于1M2,并應(yīng)在信號(hào)響應(yīng)端與公共端之間就近加裝50Q的匹配電阻R(參見圖1)。同軸電纜的長(zhǎng)度宜在15m～20m之間，所使用的電纜應(yīng)是阻抗為50Q的射頻電纜。檢測(cè)儀器應(yīng)具備-100dB～20dB的動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍，且在-80dB～20dB范圍內(nèi)的檢測(cè)絕對(duì)誤差應(yīng)小于檢測(cè)儀器應(yīng)具備選頻濾波功能，其6dB帶寬應(yīng)小于掃描頻率的2%。頻率響應(yīng)特性曲線的數(shù)據(jù)導(dǎo)出格式參見附錄B。沿套管的瓷套引下。接地線不能纏繞，應(yīng)就近與變壓器的金屬箱體進(jìn)行電氣連46.3.1根據(jù)變壓器繞組的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，按照?qǐng)D2選定被測(cè)繞組的激勵(lì)端(輸入端)和響應(yīng)端(測(cè)量端),距離變壓器套管較近的其他端頭進(jìn)行測(cè)量，但應(yīng)注明，6.3.3對(duì)于帶有平衡繞組的變壓器，宜將平衡繞組的接地端打開。橫向以及綜合比較，通過相關(guān)系數(shù)判斷變壓器繞組幅頻用相關(guān)系數(shù)R輔助判斷變壓器繞組變形的方法參見附錄C?？v向比較法是指對(duì)同一臺(tái)變壓器、同一繞組、同一分接開關(guān)位置、不用縱向比較法判斷變壓器繞組變形的示例參見附錄D。在同一時(shí)期制造的同型號(hào)變壓器的幅頻響應(yīng)特性，來判斷變壓器繞組是否變形。該用橫向比較法判斷變壓器繞組變形的示例參見附錄E。5進(jìn)行分析。變壓器繞組變形時(shí)的典型干擾波形示例參見附錄G。結(jié)合變壓器運(yùn)行工況及短路阻抗等其他試驗(yàn)結(jié)果。用頻率響應(yīng)分析法分布數(shù)量的變化，是分析變壓器繞組變形的重要依據(jù)。變壓器繞組變形時(shí)的7.6.2幅頻響應(yīng)特性曲線低頻段(1kHz～100kHz)的波峰或波谷位置發(fā)生明顯變化，通常預(yù)示著繞組7.6.3幅頻響應(yīng)特性曲線中頻段(100kHz～600kHz)的波峰或波谷位置發(fā)生明顯變化，通常預(yù)示著繞組發(fā)生扭曲和鼓包等局部變形現(xiàn)象。在該頻率范圍內(nèi)的幅頻響應(yīng)特性曲線具7.6.4幅頻響應(yīng)特性曲線高頻段(>600kHz)的波峰或波谷位置發(fā)生明顯變化，通常預(yù)示著繞組的對(duì)地電容改變，可能存在繞圈整體移位或引線位移等情況。頻率較高時(shí)，繞組的感于繞組的餅間電容遠(yuǎn)大于對(duì)地電容，波峰和波谷分布位置主要以對(duì)地電容受測(cè)試引線的影響，且該類變形現(xiàn)象通常在中頻段也會(huì)有較明顯的反應(yīng)6變壓器繞組變形測(cè)試儀的基本要求見表A.1。備注說明-10℃~-50℃掃頻范圍掃頻間隔可對(duì)單個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)空載時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍不大于1dB(-80dB～20dB)1個(gè)輸出，2個(gè)輸入阻抗匹配響應(yīng)端與公共端之間就近加裝502的不小于2.5mm2宜采用扁平裸銅線提供出廠曲線隔離變壓器電源隔離裝置曲線顯示至少可同時(shí)顯示6條曲線可分屏幕顯示2組(每組3條)曲線，以便進(jìn)行綜合分析存儲(chǔ)或?qū)С鰯?shù)據(jù)檢索7數(shù)據(jù)文件名應(yīng)包含激勵(lì)端、響應(yīng)端和測(cè)量次數(shù)信息，且均以2個(gè)字符表示。其中，代表繞組電壓等級(jí)的字符為H(高壓)、M(中壓)和L(低壓),代表繞組端頭名稱的字符為A、B、C和X、Y、Z,a)第1行第1列為頻率單位“kHz”,第2列為幅值單位“dB”,第3列為掃頻測(cè)量的起始頻率值，第4列為終止頻率值，第5列為掃頻測(cè)量的頻點(diǎn)數(shù)量。b)第2行第3列用于記錄檢測(cè)儀器的型號(hào)及版本等信息，以“;”開頭。c)第3行起至第N(N=頻點(diǎn)數(shù)量+3)行用于記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，其中第1列為頻率(單位為kHz),第2列為幅值(單位為dB)。d)第N+1行的第3列記錄變壓器的名稱信息，以“;”開頭。e)第N+2行的第3列記錄測(cè)試編號(hào)，以“;”開頭，例如“;01”表示第一次測(cè)試。f)第N+3行的第3列記錄變壓器分接開關(guān)的擋位信息，以“;”開頭，例如“;12”表示測(cè)試時(shí)分接開關(guān)處于第12擋擋位。g)第N+4行的第3列記錄激勵(lì)端的名稱，以“;”開頭，例如“;HO”,其中，被測(cè)繞組的電壓等級(jí)以H(高壓)、M(中壓)和L(低壓)表示，被測(cè)繞組的端頭名稱通常為A、B、C、O或X、Y、Z等。h)第N+5行的第3列記錄響應(yīng)端的名稱，以“;”開頭，例如“;HA”。i)第N+6行的第3列記錄測(cè)試時(shí)間，以“;”開頭，例如“;2013年5月9日12時(shí)6分”。j)第N+7行的第3列記錄備注信息(如生產(chǎn)廠家名稱),以“;”開頭。k)第N+8行的第3列記錄被測(cè)變壓器的型號(hào)，以“;”開頭，例如“;SFPSZ7-120000/220”。8(規(guī)范性附錄)C.1通過相關(guān)系數(shù)可以定量描述出兩條波形曲線之間的相似程度，通?？勺鳛檩o助手段用于分析變壓C.2設(shè)有兩個(gè)長(zhǎng)度為N的傳遞函數(shù)幅度序列X(k)、Y(k),k=0,1,…,N-1,且X(k)、Y(k)為實(shí)數(shù)，相a)計(jì)算兩個(gè)序列的標(biāo)準(zhǔn)方差c)計(jì)算兩個(gè)序列的歸一化協(xié)方差系數(shù)C.3可根據(jù)表C.1判斷變壓器繞組的變形程度。表C.1相關(guān)系數(shù)與變壓器繞組變形程度的關(guān)系(供參考)繞組變形程度明顯變形1.0>RLp≥0.6或RMF<0.6注：在用于橫向比較法時(shí)，被測(cè)變壓器三相繞組的初始頻響數(shù)據(jù)應(yīng)較為一致，R為曲線在低頻段(1kHz～100kHz)內(nèi)的相關(guān)系數(shù)；RMF為曲線在中頻段(100kHz～600kHz)內(nèi)的相關(guān)系數(shù)；Rπ為曲線在高頻段(600kHz～1000kHz)內(nèi)9短路電流沖擊以后的幅頻響應(yīng)特性曲線(LaLx02)與沖擊前的曲線(LaLx01)相比較，部分波峰及波某臺(tái)三相變壓器在遭受短路電流沖擊以后測(cè)得的低壓繞組幅頻響應(yīng)特性曲線如圖E.1所示。曲線性卻較好(如圖E.2所示),故可判定變壓器在遭受突發(fā)性短路電流沖擊后產(chǎn)生了繞組變形。圖E.2與圖E.1同型號(hào)變壓器的三相低壓繞組幅頻響應(yīng)特性曲線某臺(tái)變壓器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的三相繞組幅頻響應(yīng)特性曲線如圖F.1所示，可見A相繞組頻響特性在低頻段與另外兩相存在局部差異(橫向比較法),但由于不能排除該變壓器三相繞組的頻響特性存在原始差異的可能性，不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為存在繞組變形。但若把該頻響數(shù)據(jù)與圖F.2所示的該臺(tái)變壓器的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比(縱向比較法),具有較高的相似性，可判斷A相繞組在低頻段的頻響差異并不是繞組變形造成圖F.2與圖F.1相同變壓器的三相繞組幅頻響應(yīng)壓器繞組的頻響特性數(shù)據(jù)曲線應(yīng)是連續(xù)和平滑的，其幅值大多分布在-70dB～0dB可能會(huì)超過0dB或者低于-70dB。1)測(cè)試回路接觸不良造成的(如存在不穩(wěn)定的接觸電阻)。一方面可檢查更換測(cè)試引線；另如果測(cè)得的頻響特性曲線中含有圖G.2所示的尖峰，通常應(yīng)進(jìn)行如下檢查和如果測(cè)得的頻響特性曲線中含有圖G.3所示的整體平移曲線，通常繞組變形分析流程圖如圖H.1所示。是否是否否是是否否注：有關(guān)變壓器繞組變形短路阻抗法檢測(cè)的原理、參數(shù)、要求等內(nèi)容參見DL/T1093。(資料性附錄)圖I.1～圖I