一、儀器概述
HDRZ-3000變壓器繞組變形測(cè)試儀根據(jù)對(duì)變壓器內(nèi)部繞組特征參數(shù)的測(cè)量,采用內(nèi)部故障頻率響應(yīng)分析(FRA)方法,能對(duì)變壓器內(nèi)部故障作出準(zhǔn)確判斷。
變壓器設(shè)計(jì)制造完成后,其線圈和內(nèi)部結(jié)構(gòu)就確定下來,因此對(duì)一臺(tái)多繞組的變壓器線圈而言,如果電壓等級(jí)相同、繞制方法相同,則每個(gè)線圈對(duì)應(yīng)參數(shù)(Ci、Li)就應(yīng)該是確定的。因此每個(gè)線圈的頻域特征響應(yīng)也隨之確定,對(duì)應(yīng)的三相線圈之間其頻率圖譜具有一定可比性。
變壓器在試驗(yàn)過程中發(fā)生匝間、相間短路,或在運(yùn)輸過程中發(fā)生沖撞,造成線圈相對(duì)位移,以及運(yùn)行過程中在短路和故障狀態(tài)下因電磁拉力造成線圈變形,就會(huì)使變壓器繞組的分布參數(shù)發(fā)生變化。進(jìn)而影響并改變變壓器原有的頻域特征,即頻率響應(yīng)發(fā)生幅度變化和諧振頻點(diǎn)偏移等。并根據(jù)響應(yīng)分析方法研制開發(fā)的變壓器繞組測(cè)試儀,就是這樣一種新穎的變壓器內(nèi)部故障無損檢測(cè)設(shè)備。它適用于63kV~500kV電力變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)故障檢測(cè)。
HDRZ-3000變壓器繞組變形測(cè)試儀是將變壓器內(nèi)部繞組參數(shù)在不同頻域的響應(yīng)變化經(jīng)量化處理后,根據(jù)其變化量值的大小、頻響變化的幅度、區(qū)域和頻響變化的趨勢(shì),來確定變壓器內(nèi)部繞組的變化程度,進(jìn)而可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷變壓器是否已經(jīng)受到嚴(yán)重破壞、是否需要進(jìn)行大修。
對(duì)于運(yùn)行中的變壓器而言,無論過去是否保存有頻域特征圖,通過比較故障變壓器線圈間特征圖譜的差異,也可以對(duì)故障程度進(jìn)行判斷。當(dāng)然,如果保存有一套變壓器原有的繞組特征圖,更易對(duì)變壓器的運(yùn)行狀況、事故后分析和維護(hù)檢修提供更為精確有力的依據(jù)。
變壓器繞組變形測(cè)試儀由筆記本電腦及單片機(jī)構(gòu)成高精度測(cè)量系統(tǒng),結(jié)構(gòu)緊湊,操作簡單,具有較完備的測(cè)試分析功能,對(duì)照使用說明書或經(jīng)過短期培訓(xùn)即可自行操作使用。
二、 技術(shù)特點(diǎn)
1、采集控制采用高速、高集成化微處理器。
2、筆記本電腦與儀器之間通信USB接口。
3、使用工控機(jī)與測(cè)量儀器一體化,在測(cè)量現(xiàn)場不需使用移動(dòng)電腦。
4、硬件機(jī)芯采用DDS數(shù)字高速掃頻技術(shù)(美國),通過測(cè)試可以準(zhǔn)確診斷出繞組發(fā)生扭曲、鼓包、移位、傾斜、匝間短路變形及相間接觸短路等故障。
5、高速雙通道16位A/D采樣(現(xiàn)場試驗(yàn)改變分接開關(guān),波形曲線有明變化)。
6、信號(hào)輸出幅度軟件調(diào)節(jié),大幅度峰值±10V。
7、計(jì)算機(jī)將檢測(cè)結(jié)果生成電子文檔(Word)
8、儀器具有線性掃頻測(cè)量和分段掃頻測(cè)量雙測(cè)量系統(tǒng)功能,兼容當(dāng)前國內(nèi)兩種技術(shù)流派的測(cè)量模式
9、幅頻特性符合國家關(guān)于幅頻特性測(cè)試儀的技術(shù)指標(biāo)。橫坐標(biāo)(頻率)具有線性分度及對(duì)數(shù)分度兩種,因此打印出的曲線可以是線性分度曲線也可以是對(duì)數(shù)分度曲線,用戶可根據(jù)實(shí)際需要選用。
10、檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析系統(tǒng),
橫向比較A、B 、C三相之間進(jìn)行繞組相似性比較,
其分析結(jié)果為:
①*性很好
②*性較好
③*性較差
④*性很差,
縱向比較A-A、B-B、C-C調(diào)取原數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)同相之間進(jìn)行繞組變形比較,
其分析結(jié)果為:
①正常繞組
②輕度變形
③中度變形
④嚴(yán)重變形
11、可自動(dòng)生成Word電子文檔,供保存和打印。
12、該儀器*電力標(biāo)準(zhǔn)DL/T911-2004《電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法》的技術(shù)條件。
三、 主要技術(shù)參數(shù)
3.1 掃描方式:
1. 1、線性掃描分布
掃頻測(cè)量范圍:(10Hz)-(10MHz)40000掃頻點(diǎn)、分辨率為0.25kHz、0.5kHz和1kHz。
2. 分段掃頻測(cè)量分布
掃頻測(cè)量范圍:(0.5kHz)-(1MHz)、2000掃頻點(diǎn);
(0.5kHz)-(10kHz)
(10kHz)-(100kHz)
(100kHz)-(500kHz)
(500kHz)-(1000kHz)
3.2其他技術(shù)參數(shù)
1. 幅度測(cè)量范圍: (-120dB)至(+20dB)
2. 幅度測(cè)量精度: 0.1dB
3. 掃描頻率精度: 0.01%
4. 信號(hào)輸入阻抗:1MΩ
5. 信號(hào)輸出阻抗:50Ω
6. 信號(hào)輸出幅值:±20V
7. 同相測(cè)試重復(fù)率:99.9%
8. 測(cè)量儀器尺寸(長寬高)300X340X120(mm)
9. 儀器鋁合金箱尺寸(長寬高)310X400X330(mm)
10.總體重量:10Kg
四、 使用特點(diǎn)
1.變壓器繞組變形測(cè)試儀由測(cè)量部分及分析軟件部分組成,測(cè)量部分是高速單片機(jī)控制,由信號(hào)生成及信號(hào)測(cè)量組成。整個(gè)工作由儀器自身的嵌入工控機(jī)完成,無需接線和連接筆記本電腦,使用方便。當(dāng)然也可使用USB接口與筆記本電腦連接。
2.在測(cè)試過程中僅需要拆除變壓器的連接母線,不需要對(duì)變壓器進(jìn)行吊罩、拆裝的情況下就完成所有測(cè)試。
3.儀器具備多種頻率線形掃頻測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量功能,線形掃頻測(cè)量掃描頻率高達(dá)10MHz,頻率掃描間隔可分為0.25kHz、0.5kHz和1kHz,對(duì)變壓器變形情況提供更多的分析。
4.儀器智能化程度高,使用方便,具有自動(dòng)量程調(diào)節(jié),自動(dòng)采樣頻率調(diào)節(jié)等多種功能。
5.軟件采用windows平臺(tái),兼容Win98/2000/WinXP/Win7/Win8/Win10系統(tǒng)。為使用者提供了更加方便和易于使用的顯示界面。
6.提供歷史曲線對(duì)比分析,可同時(shí)加載多條歷史曲線觀察,能具體選擇任意曲線進(jìn)行橫向和縱向分析。配有專家智能分析診斷系統(tǒng),可以自動(dòng)診斷變壓器繞組的狀態(tài),同時(shí)加載6條曲線,各條曲線相關(guān)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算,自動(dòng)診斷繞組的變形情況,給出診斷的參考結(jié)論。
7.軟件管理功能強(qiáng)大,充分考慮現(xiàn)場使用的需要,自動(dòng)保存環(huán)境條件參數(shù),以便作變壓器繞組變形診斷時(shí)提供依據(jù)。測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)存盤、具有彩色打印功能,方便用戶出測(cè)試報(bào)告。
8.軟件人性化特點(diǎn)明顯,測(cè)量的各種條件多為選擇項(xiàng),變壓器詳細(xì)參數(shù)可保存用做診斷參考,并且不用在現(xiàn)場輸入,可以以后再添加修改信息,使用起來更加方便。
9.軟件智能化程度高,在輸入、輸出信號(hào)連接好之后,設(shè)置好條件參數(shù),就可以完成所有的測(cè)量工作,并且隨時(shí)能在測(cè)量中打開歷史波形曲線進(jìn)行比較觀 察和停止測(cè)量。
10.每相測(cè)量所需時(shí)間小于60秒,對(duì)一臺(tái)高、中、低繞組的電力變壓器(容量、電壓等級(jí)不限)進(jìn)行繞組變形測(cè)量,總需時(shí)間不超過10分鐘。
測(cè)量變壓器時(shí),接線人員可任意布放信號(hào)輸入輸出引線,對(duì)測(cè)量結(jié)果無影響,接線人員可停留在變壓器油箱上面,不必下來,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。
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阻、阻抗、接地、接地電阻、接觸電壓、跨步電壓、過電壓、防雷、內(nèi)絕緣、外絕緣、絕緣配合、標(biāo)準(zhǔn)絕緣水平等,還深入一些的如功率表的接線和交流耐壓設(shè)備容量的選取等。
絕緣材料:防止導(dǎo)電元件之間導(dǎo)電的材料,如塑料、環(huán)氧樹脂、油、真空、 SF6氣體、
云母、電容器紙、絕緣漆、陶瓷等,其主要功能是阻斷電流通路,還應(yīng)具有很強(qiáng)的機(jī)械性能和耐熱特性,按照耐熱能力的高低,其有以下幾個(gè)等級(jí):
耐熱等級(jí) | O | A | E | B | F | H | C |
工作溫度(℃) | 90 | 105 | 120 | 130 | 155 | 180 | >180 |
電介質(zhì):能夠被電場極化的物質(zhì),可以理解為絕緣材料。它也有電導(dǎo),但它的泄漏電流很小,即導(dǎo)體和電介質(zhì)的本質(zhì)區(qū)別就在于導(dǎo)體中有可以自由移動(dòng)的帶電質(zhì)點(diǎn),其電阻率很小僅有10-8~10-4Ωm,而電介質(zhì)因?yàn)椴牧显又械脑雍藢?duì)電子的束縛,不能形成自由電子,只是分散的帶電質(zhì)點(diǎn),其電阻率可達(dá)107~1020Ωm。但不導(dǎo)電的電介質(zhì)是不存在的,在外電場的作用下,這些分散的帶電質(zhì)點(diǎn)沿電場的方向運(yùn)動(dòng)就形成了泄漏電流。泄漏電流可分為表面泄漏和體積泄漏兩部分。
電介質(zhì)的極化:絕緣材料中的帶電質(zhì)點(diǎn)在外電場的作用下沿電場方向的有規(guī)律、有限的移動(dòng),并顯示出極性,當(dāng)外電場消失時(shí)期又恢復(fù)原狀。它分為電子式極化、離子式極化、偶極子式極化、夾層式極化。
電介質(zhì)的損耗:絕緣材料在電場的作用下會(huì)產(chǎn)生泄漏電流和極化現(xiàn)象,這必然伴隨著材料的發(fā)熱和能量的損失。它可分為:電導(dǎo)損耗(既電導(dǎo)電流使介質(zhì)發(fā)熱,交直流電場中都有)、
游離損耗(電壓高于某一值時(shí),局部放電,電壓越高,損耗越大,在交直流電場中都存在)、
極化損耗(只在交變電場中存在,偶極子扭來扭去,產(chǎn)生摩擦損耗和內(nèi)部電場電勢(shì)的平衡形成的電流產(chǎn)生的損耗)。一般用tgδ來表述電介質(zhì)的損耗,它只與絕緣材料的性質(zhì)有關(guān),而與它的結(jié)構(gòu)、形狀、幾何尺寸無關(guān),有以下公式判斷比較:
tgδ = IR / IC = U / R /(UωC)= 1 / ω R C ①
P = U *(U / R)= U2 ωC tgδ ②
從②式進(jìn)行分析:U與頻率一定時(shí),P ∝ tgδ
由于C = εS / D 對(duì)于同類型的電介質(zhì),其ε是定值,電容基本不變,則可以直接從tgδ值判斷絕緣的優(yōu)劣,是否整體性受潮或者表面臟污等。
電介質(zhì)的吸收現(xiàn)象:絕緣材料在外電場的作用下體現(xiàn)出來的電流的性質(zhì),可分為電容電流Ic,它主要體現(xiàn)在彈性極化過程中;吸收電流Ia,它主鄭州變壓器繞組變形測(cè)試儀價(jià)錢鄭州變壓器繞組變形測(cè)試儀價(jià)錢要體現(xiàn)在夾層式極化和偶極子式極化過程中;電導(dǎo)電流Ig,它主要體現(xiàn)為泄漏電流,因?yàn)楸砻骐妼?dǎo)和體積電導(dǎo)的存在。吸收現(xiàn)象與電介質(zhì)表面臟污程度,溫度高低,受潮程度的不同而變化。因此在試驗(yàn)過程中,一定要注意環(huán)境溫度的影響和采取一定的屏蔽措施。由于材料的多層和復(fù)雜化,夾層式極化的現(xiàn)象尤為突出,則吸收比和極化指數(shù)的測(cè)試對(duì)檢查材料絕緣的好壞,是否整體受潮和臟污時(shí)有著非常重要的作用。
電介質(zhì)的擊穿:在強(qiáng)電場作用下,絕緣材料