张国云
特变电工股份有限公司新疆变压器厂 新疆昌吉 831100
摘要：伴随当前我国经济快速发展，各行各业在电力方面的需求逐步提高。而变压器主要功能在于转变电压，在电力系统当中是最重要的设备。在电力系统出现的事故当中，变压器绕组故障所占的比例较大，所以国内外很多相关的专家学者都展开了相应的研究活动，希望能够找到绕组结构变形的诊断和检测方法。本文主要对变压器绕组形变检测方法进行分析研究，以供参考。
关键词：变压器； 绕组形变； 检测方法； 频率； 振动； 脉冲
1 电力变压器绕组变形概述
电力变压器绕组变形指的主要是变压器在机械力或者电动力的条件下，变压器绕组出现轴向或者径向的尺寸变化，与此同时还伴有通常局部的鼓包、扭曲、移位等情况。在运输或者运行变压器的时候如果产生撞击的情况，都或多或少影响变压器，导致变压器出现绕组变形的问题，情况严重，会直接对变压器绕组甚至整个电力系统的运行产生影响。
2 变压器绕组形变检测方法的前期发展
在绕组变形检测的前期，通过集中参数检测的方式进行分析是最为普遍的，但是由于各方面因素的约束和限制这种方法只能检测出一些绕组出现严重变形的情况，通过这种方式进行操作灵敏度不高，而且非常繁琐。与此同时吊罩检测的方式也得到了一定的应用，然而这种方式具有一定的不足之处，除了无法对绕组内部的变形情况进行仔细检查外，还需要花费一定的人力、物力，当前在进行变压器绕组变形方式分析方面，使用的主要有脉冲响应法、低压脉冲分析法、短路电抗试验法等。
3 现代变压器绕组形变检测方法研究
3.1 频率响应法的应用
频率响应法是加拿大科学家提出的这种方式。在应用的过程中主要将扫频信号输送到变压器绕组一侧，接着记录另一侧的输出相应信号，通过分析对比输入输出频率，来绘制相应的频谱曲线图。这种频谱曲线图主要对不同频率下变压器绕组的电压分布情况进行反映。在频谱曲线达到峰值的时候，这就说明绕组电压分布达到极端情况可能会出现谐振，通过对类似的频谱变化情况进行分析，就可以判断绕组的结构特性[2]。
尽管这种方式在应用的过程中优势非常明显，灵敏度较高，然而也有一定的缺陷，一般应用在变压器停机检测方面。另外各种型号并不兼容，无法形成统一的标准来对故障来源进行细化处理，另外为了确保测线的可重复操作性和一致性，需要操作人员具有较高的素质，在应用的过程中受到一定的限制。
3.2 振动分析法的应用
上世纪80年代俄罗斯相关学者也提出了一种振动分析法，这种方式主要是对变压器的振动信号进行在线监测，通过对振动信号的状态去分析来进行变压器形变的判断，通过振动传感器获得变压器的振动信号，通过各种振动参量导致的机械特性变化来进行具体分析，在实践当中具有较高的灵敏度。与此同时在对信号检测和变压器强电系统间无直接接触，所以不会对变压器的正常运行进行产生影响，因此这种方式具有较高的安全性。
当前欧美等发达国家多年，对振动分析法进行分析获得了一定的测试经验，在试验过程中发现其准确率高达80%以上，因此这种方式受到了广泛的欢迎，应用较为普遍。我国在该方法的研究方面起步较晚，但是通过高精度加速度传感器、计算机技术等合理的应用，已经形成了完善的变压器振动信号检测系统，在运用的过程中可以有效地诊断绕组的运行情况[4]。
综合而言，振动分析法在实用性和精度方面优势非常明显，然而依然需要逐步更新和完善。振动分析法在应用过程中，依赖信号处理数据检测等相关技术，要想对振动分析监测法的诊断效果进行优化，完善诊断操作的体系，还需要注意不断的累积经验，合理地使用人工技术、小波分析的方法。
3.3 短路电抗试验法的应用
短路电抗试验法是前苏联专家学者提出的，在绕组出现形变的过程中可能会出现漏磁磁路变化，这种变化可以通过漏电抗的变化来进行反应，所以在进行绕组结构检测的过程中可以通过相关设备了解漏电抗的情况，如果变压器出现短路，绕组出现形变与否主要可以通过短路前后测得的短路电抗变化来进行分析和判断，在一定条件下短路电抗变化量较小，则说明绕组没有出现变形，在数值超过一定范围之后则说明出现了变形，其变化数值可以参考新国标的相关规定进行测试。
通过多年的累积和实践经验，短路电抗试验法逐步成为一种统一的测量方式，而且形成了相应的标准，和其他方法相比，短路电抗试验法重复性较高，可以对绕组变形时进行准确的评估。这种方式不管是在理论，还是在实践方面都可以对变压器绕组变形的情况进行判断[3]。
3.4 低压脉冲分析法的应用
波兰某学者提出通过低压脉冲分析的方式进行变压器绕组变形的检测，其主要原理在于对变压器绕组的响应和激励端时域信号的变化进行分析，获得绕组的基本信息。在操作过程中主要是将一个稳定的低压脉冲信号输入到被测变压器绕组的一端，接着对信号端和其他端的电压波形变化情况进行分析和记录，以便了解接入端和响应端的实际变化情况，然而如果绕组产生形变，就会造成绕组的电感和电容参数出现变化，这就会造成绕组内部特性产生改变，所以通过变压器绕组输入相同低压脉冲信号等方式来进行检测，主要是对比变形前后的相应情况获得相应的状态信息[1]。
变压器低压脉冲法主要在变压器短路耐受试验检测当中进行应用，但是由于电子技术和信息技术的限制，这一方法没有得到普及。直到上世纪80年的计算机和微处理器的快速普及，才会这种方法注入了新的动力，当前很多国家都逐步开始对该技术和方法进行完善，相信未来低压脉冲法会很好地进行变压器的绕组检测。
3 总结与分析
在低压脉冲分析法应用过程中，其主要优势在于具有较高的灵敏度，而且速度快，然后缺点在于测量方法过于复杂，抗干扰能力差，会受到检测部位的影响。
频率响应分析法在应用过程中，其主要优势在于抗干扰能力和可重复性，但是还没有形成统一的特征分析标准，在实践应用过程中非常依赖工作人员的经验。
短路电抗试验法在应用过程中能够统一化的进行接线方式的设计，测试较为简单，然而，在应用过程中，需要在离线方式下操作实验时间长，对设备要求高，通常在现场使用方面受到一定限制。
振动分析法在应用过程中可以在线对变压器进行诊断和检测。振动信号的获取主要是由加速度传感器完成的，因此在运行过程中不会对设备产生影响，但是变压器运行的温度环境等也会对振动信号的检测结果产生影响，因此还需要深入地分析[5]。
结束语
总而言之，在对变压器进行诊断和检测的过程中，需要重视创新，形成一种判断标准统一，而且抗干扰能力强的方法。在工程实践当中，可以快速地获取结果。这样可以在预防电力事故和状态在线检测方面具有非常重要的作用。
参考文献
[1] 张晋, 段鹏飞, 张立佳,等. 扫频阻抗法检测变压器绕组应力性形变的研究[J]. 陕西电力, 2015.000（013）：131-134.
[2] 陈炯, 雍剑书, 姚红伟. 变压器绕组变形的测试方法研究[C]// 中国高等学校电力系统及其自动化专业学术年会. 长沙理工大学, 2009.
[3] 涂正宏, 刘彦文, 徐鹏程,等. 变压器绕组的垂直表征式超声波三维成像检测系统研究[J]. 电气自动化, 2018, v.40；No.237（03）:46-48.
[4] 王楠, 刘宝成, 臧春艳,等. 基于磁——结构耦合场的变压器绕组形变分析[J]. 高压电器, 2016, v.52；No.322（01）:94-100.
[5] 张彬, 徐建源, 陈江波,等. 基于电力变压器振动信息的绕组形变诊断方法[J]. 高电压技术, 2015, 41（007）:2341-2349.