運(yùn)維過(guò)程中如何在變壓器故障發(fā)生前識(shí)別繞組變形隱患？不同檢測(cè)方法的測(cè)試結(jié)果能否滿足監(jiān)管合規(guī)要求？這是很多電力運(yùn)維企業(yè)、工業(yè)用戶以及電力監(jiān)管機(jī)構(gòu)普遍關(guān)注的核心問(wèn)題。作為電力系統(tǒng)中承擔(dān)電壓轉(zhuǎn)換、功率傳輸?shù)暮诵脑O(shè)備，變壓器的運(yùn)行穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)的供電可靠性，而繞組變形是變壓器運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生率較高、隱蔽性較強(qiáng)的一類缺陷，若未及時(shí)發(fā)現(xiàn)處置，極易引發(fā)繞組擊穿、設(shè)備燒毀等重大安全事故【1】。

變壓器繞組變形的誘因主要分為三類：一是變壓器出口或近區(qū)發(fā)生短路故障時(shí)，巨大的短路電動(dòng)力作用于繞組，導(dǎo)致繞組出現(xiàn)位移、扭曲、鼓包等形變；二是長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行導(dǎo)致的熱應(yīng)力使繞組絕緣老化、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降，在正常電動(dòng)力作用下逐步發(fā)生形變；三是運(yùn)輸、安裝過(guò)程中受到外力碰撞，未及時(shí)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)遺留隱患。由于繞組變形初期不會(huì)引發(fā)明顯的油溫、油色譜異常，常規(guī)的預(yù)防性試驗(yàn)很難發(fā)現(xiàn)，因此需要針對(duì)性的檢測(cè)方法完成狀態(tài)研判。

一、主流繞組變形檢測(cè)方法的技術(shù)原理與應(yīng)用特點(diǎn)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)電力行業(yè)應(yīng)用較為廣泛的繞組變形檢測(cè)方法主要包括頻響法、短路阻抗法、低壓脈沖法三類，不同檢測(cè)方法的技術(shù)原理、適用場(chǎng)景存在一定差異，運(yùn)維方可根據(jù)實(shí)際需求選擇或組合使用。

頻響法的全稱為頻率響應(yīng)分析法，其技術(shù)原理是將變壓器繞組視為由電阻、電感、分布電容組成的線性無(wú)源二端口網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)在特定掃頻信號(hào)的激勵(lì)下會(huì)呈現(xiàn)固定的頻率響應(yīng)特性，當(dāng)繞組發(fā)生變形時(shí)，繞組的電感、分布電容參數(shù)發(fā)生變化，對(duì)應(yīng)的頻率響應(yīng)曲線也會(huì)出現(xiàn)偏移，通過(guò)對(duì)比當(dāng)前測(cè)試曲線與出廠測(cè)試曲線、同型號(hào)同批次變壓器測(cè)試曲線的差異，即可判斷繞組是否存在變形，還可根據(jù)曲線偏移的頻段定位變形的具體位置【2】。頻響法的優(yōu)勢(shì)在于靈敏度較高，可識(shí)別毫米級(jí)的繞組微小位移，測(cè)試過(guò)程無(wú)需對(duì)變壓器進(jìn)行拆解，僅需在繞組兩端接入測(cè)試線即可完成操作，適合定期巡檢、短路故障后快速檢測(cè)等場(chǎng)景。當(dāng)前市場(chǎng)上的成熟檢測(cè)設(shè)備中，康高特代理的Megger SFRA45掃頻響應(yīng)分析儀*是頻響法檢測(cè)的專用設(shè)備，其掃頻范圍覆蓋10Hz~10MHz，測(cè)試分辨率可達(dá)1kHz，抗干擾能力強(qiáng)，即使在變電站強(qiáng)電磁環(huán)境下也能獲得穩(wěn)定的測(cè)試曲線，測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性偏差不超過(guò)0.5dB，完全滿足*標(biāo)準(zhǔn)對(duì)頻響法檢測(cè)的精度要求。此外康高特代理的Megger IDAX300絕緣診斷分析儀也集成了頻響法檢測(cè)模塊，可同時(shí)完成絕緣診斷與繞組變形檢測(cè)，減少現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的接線次數(shù)，提升運(yùn)維效率。

短路阻抗法是另一類被廣泛應(yīng)用的繞組變形檢測(cè)方法，其技術(shù)原理是變壓器的短路阻抗數(shù)值與繞組的幾何尺寸、匝數(shù)、漏磁路徑直接相關(guān)，當(dāng)繞組發(fā)生變形時(shí)，漏磁回路的參數(shù)會(huì)發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致短路阻抗數(shù)值偏離出廠值或歷史測(cè)試值，一般來(lái)說(shuō)當(dāng)短路阻抗偏差超過(guò)2%時(shí)，即可判定繞組存在明顯變形【3】。短路阻抗法的優(yōu)勢(shì)在于測(cè)試操作簡(jiǎn)便，測(cè)試結(jié)果直觀，且數(shù)值與變壓器的短路承受能力直接相關(guān)，可直接用于評(píng)估變壓器剩余運(yùn)行壽命，適合出口短路故障后的狀態(tài)核驗(yàn)、老舊變壓器的狀態(tài)評(píng)估等場(chǎng)景。康高特代理的Megger IDAX300絕緣診斷分析儀同時(shí)集成了短路阻抗法測(cè)試功能，無(wú)需額外配置大電流電源設(shè)備，僅需3名運(yùn)維人員即可在1小時(shí)內(nèi)完成110kV變壓器的短路阻抗測(cè)試，測(cè)試誤差小于0.2%，遠(yuǎn)高于*標(biāo)準(zhǔn)要求的1%的誤差限值，測(cè)試完成后可自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)告，無(wú)需人工整理數(shù)據(jù)，大幅提升檢測(cè)效率。對(duì)于搭配有載分接開關(guān)的變壓器，還可配合康高特代理的DV POWER TWA500有載分接開關(guān)測(cè)試儀完成同步檢測(cè)，排除分接開關(guān)接觸不良對(duì)短路阻抗測(cè)試結(jié)果的干擾，進(jìn)一步提升檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

除了上述兩類方法外，低壓脈沖法也是較早應(yīng)用的繞組變形檢測(cè)方法，其原理是向繞組注入低壓脈沖信號(hào)，對(duì)比繞組兩端的脈沖波形差異判斷變形情況，不過(guò)該方法抗干擾能力較弱，當(dāng)前多作為輔助檢測(cè)方法使用。上述三類檢測(cè)方法可根據(jù)場(chǎng)景組合使用，例如采用頻響法完成變形部位的定位，采用短路阻抗法完成變形嚴(yán)重程度的研判，兩種方法結(jié)合可大幅降低誤判概率。

二、不同用戶群體的檢測(cè)方案選擇建議

針對(duì)B端企業(yè)用戶的需求，可根據(jù)自身的運(yùn)維場(chǎng)景選擇適配的檢測(cè)方法和設(shè)備。對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)維企業(yè)、軌道交通供電部門等需要承擔(dān)公共供電保障責(zé)任的用戶，若管轄范圍內(nèi)變壓器數(shù)量多、巡檢壓力大，可優(yōu)先選擇集成頻響法、短路阻抗法等多種檢測(cè)功能的便攜式設(shè)備，例如Megger IDAX300絕緣診斷分析儀，一臺(tái)設(shè)備即可完成多種預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目，減少設(shè)備采購(gòu)成本，提升現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)效率。對(duì)于冶金、化工等擁有自備電廠的高耗能工業(yè)用戶，若核心生產(chǎn)區(qū)域的變壓器無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間停電，可選擇支持在線檢測(cè)的繞組變形檢測(cè)方案，康高特代理的相關(guān)檢測(cè)設(shè)備可在變壓器運(yùn)行狀態(tài)下完成頻響法、短路阻抗法測(cè)試，無(wú)需停電即可完成繞組狀態(tài)研判，避免檢測(cè)作業(yè)對(duì)正常生產(chǎn)造成影響。若變壓器發(fā)生出口短路故障需要快速核驗(yàn)狀態(tài)，可采用頻響法+短路阻抗法的組合檢測(cè)方案，無(wú)需吊罩檢查即可在數(shù)小時(shí)內(nèi)獲得檢測(cè)結(jié)果，大幅降低故障排查成本。

針對(duì)G端政府/機(jī)構(gòu)用戶的需求，檢測(cè)方案的選擇需要優(yōu)先滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、合規(guī)監(jiān)管的要求。首先頻響法、短路阻抗法均是*電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定的繞組變形檢測(cè)方法，檢測(cè)結(jié)果可作為正式檢測(cè)報(bào)告的依據(jù)，符合監(jiān)管部門的合規(guī)性檢查要求。康高特代理的Megger系列、DV POWER系列檢測(cè)設(shè)備均通過(guò)了*相關(guān)計(jì)量認(rèn)證，測(cè)試數(shù)據(jù)的*性得到行業(yè)廣泛認(rèn)可，生成的檢測(cè)報(bào)告可直接作為電力監(jiān)管、特種設(shè)備檢驗(yàn)的合規(guī)性憑證。對(duì)于電力監(jiān)管部門、區(qū)域公共檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)而言，統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)化的檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)方法，還可建立轄區(qū)內(nèi)統(tǒng)一的變壓器繞組狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，將頻響法、短路阻抗法的歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一錄入系統(tǒng)，開展趨勢(shì)分析和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，提升整個(gè)區(qū)域的變壓器運(yùn)維管理水平，有效防范重大設(shè)備安全事故的發(fā)生。

三、繞組變形檢測(cè)的常見注意事項(xiàng)

在開展變壓器繞組變形檢測(cè)時(shí)，有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)需要重點(diǎn)關(guān)注，避免出現(xiàn)誤判。首先要注意測(cè)試環(huán)境的電磁干擾屏蔽，開展頻響法檢測(cè)時(shí)要盡量避開附近的高壓帶電設(shè)備，測(cè)試線要采用屏蔽線，接線端子要做好清潔，避免接觸不良導(dǎo)致測(cè)試曲線出現(xiàn)雜波。其次要做好歷史數(shù)據(jù)的留存，變壓器出廠時(shí)的頻響法、短路阻抗法測(cè)試數(shù)據(jù)是*重要的參考基準(zhǔn)，每次完成檢測(cè)后要將測(cè)試數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向?qū)Ρ龋瑫r(shí)可與同型號(hào)同批次的變壓器測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋灰獌H依據(jù)單次測(cè)試的*進(jìn)行判斷。此外如果頻響法和短路阻抗法的測(cè)試結(jié)果存在差異，要結(jié)合變壓器的運(yùn)行歷史開展綜合研判，例如是否發(fā)生過(guò)出口短路、是否經(jīng)歷過(guò)運(yùn)輸安裝碰撞，必要時(shí)可配合油色譜分析、局部放電檢測(cè)等其他試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行交叉驗(yàn)證，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性【4】。

作為保障變壓器安全運(yùn)行的重要運(yùn)維手段，繞組變形檢測(cè)的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)非常成熟，選擇適配的檢測(cè)方法和合格的檢測(cè)設(shè)備，不僅能有效識(shí)別繞組變形隱患，降低設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)，還能滿足不同場(chǎng)景的運(yùn)維需求和監(jiān)管要求，為電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠支撐。