武漢凱迪正大電氣有限公司
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從變壓器線圈的等值電路上可知道,頻率響應(yīng)的頻率范圍各有所代表。在頻率較低時(shí),對(duì)地電容及餅間電容所形成的容抗較大,而感抗ωL較小,所以如果電感線圈發(fā)生改變,造成電感量變化,則低頻部分的諧振峰有變化。從目前數(shù)據(jù)看,如果50kHz以下的頻譜發(fā)生改變,則預(yù)示著電感變化或整體變形。對(duì)于局部變形,一般總電感量變化較小,所以低頻部分反映不明顯。而中頻部分會(huì)對(duì)小的局部電容變化敏感,因?yàn)樾∶娣e的變形,改變了局部的諧振點(diǎn),這些諧振發(fā)生在較高頻率處。所以中頻(30kHz~200kHz)部分的頻譜改變表明線圈局部變化情況。高頻條件下,因?yàn)榈戎惦娐分械碾姼性斐傻碾娍乖龃蠖鴾p小對(duì)諧振點(diǎn)的貢獻(xiàn),等值電路中以電容的影響為主,而且餅間電容較大,所以對(duì)地電容的改變對(duì)高頻部分的頻譜圖影響較大,所以引線及分接開關(guān)對(duì)地的位置距離等結(jié)構(gòu)則在這個(gè)頻段體現(xiàn)較強(qiáng)。另外,如果線圈的結(jié)構(gòu)完整,從等值電路上看,在高頻部分應(yīng)是總趨勢(shì)呈衰減減少。
從宏觀的角度去看變壓器繞組,變壓器三相線圈之間的結(jié)構(gòu)是基本一致的,所以三相線圈之間的頻譜圖有可比性。但這種‘一致’是相對(duì)的。從微觀的角度去看變壓器的繞組,三相之間的差異是絕對(duì)的,關(guān)鍵是分析這種差異所出現(xiàn)的位置以及這種差異在頻譜圖上所處的頻段及差異量。所以,頻譜圖在低頻段出現(xiàn)差異時(shí),一般表明線圈整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題,可能會(huì)危及運(yùn)行。應(yīng)根據(jù)其它方面的測(cè)量手段來重點(diǎn)分析判斷。
如果在中頻和高頻段頻譜圖發(fā)生差異,應(yīng)具體的分析這種差異是否代表線圈引線的結(jié)線差異或分接開關(guān)引線長(zhǎng)短的差異。這種差異有些是變壓器設(shè)計(jì)制造中固有的,有些是由于引線對(duì)地距離改變?cè)斐傻摹?/p>
當(dāng)分析出有些變形時(shí),應(yīng)根據(jù)這種變形發(fā)生的線圈及對(duì)絕緣的危害判斷是否需要立即退出運(yùn)行。例如,局部的小程度的軸向壓縮或拉開變形發(fā)生在低壓繞組時(shí),可以認(rèn)為不會(huì)立即危害運(yùn)行;而如果發(fā)生在高壓繞組,則可能會(huì)引起餅間絕緣距離不夠危及運(yùn)行安全。又例如,某些變壓器線圈之間發(fā)生小程度偏芯時(shí),線圈之間的絕緣強(qiáng)度不夠會(huì)造成局部放電、油色譜改變,引起瓦斯動(dòng)作等。而有些變壓器因?yàn)榫€圈間的絕緣強(qiáng)度裕度比較大,較小程度的偏芯不會(huì)危及變壓器運(yùn)行。
所以變壓器線圈變形分析應(yīng)根據(jù)頻譜圖上的諧振峰的改變以及其它變壓器常規(guī)試驗(yàn)結(jié)果、變壓器具體結(jié)構(gòu)來進(jìn)行。具體情況,具體分析。避免造成誤判,導(dǎo)致不必要的損失。
附件一:測(cè)量匹配問題:從行波的角度來分析匹配和未匹配的不同。
1. 匹配條件下:從變壓器繞組向電纜看,匹配電阻和電纜波阻抗的等值Z=Ro/Zo;Zo為電纜波阻抗;因?yàn)镽o=Zo,輸出電壓U為未接;電纜波阻抗時(shí)的一半。
從電纜看測(cè)量?jī)x:因?yàn)閮x器輸入端呈高阻,可以認(rèn)為是開路狀態(tài),電壓波在此時(shí)為正全反射,測(cè)量?jī)x所接收的電壓為傳輸?shù)蕉丝诘碾妷旱?倍,剛好是匹配電阻Ro在未接電纜波阻抗時(shí)的電壓值。
從測(cè)量電纜往變壓器繞組看過去繞組可以認(rèn)為高阻抗,電纜端口相當(dāng)于只有測(cè)量電阻Ro,由于Ro與Zo匹配,則再?zèng)]有折射或反射波出現(xiàn)。所以測(cè)量過程可以說是比較正常的,測(cè)量電壓就是測(cè)量匹配電阻上的電壓。
2. 未匹配條件下:從變壓器繞組看電纜,由于未匹配,看上去等值阻抗就為Z=Zo,傳輸?shù)诫娎|的電壓為繞組電抗與電纜波阻抗的分壓。
而從電纜到測(cè)量?jī)x輸入端口時(shí),由于高阻,在端口產(chǎn)生正全反射,測(cè)量電壓加倍。當(dāng)反射波從電纜傳回到變壓器端口時(shí),又由于沒有匹配電阻,將在端口再次產(chǎn)生正全反射,這樣再傳到測(cè)量?jī)x端口再產(chǎn)生全反射。經(jīng)多次反射后,測(cè)量?jī)x所測(cè)量的是這樣一個(gè)經(jīng)過多次反射后的電壓。由于電纜有一定的長(zhǎng)度L,不同的頻率點(diǎn)就會(huì)產(chǎn)生駐波,由于駐波的出現(xiàn),也會(huì)使測(cè)量時(shí)出現(xiàn)所不希望的變異,這樣變異在同一臺(tái)儀器上會(huì)因?yàn)闇y(cè)量電纜的差異而出現(xiàn)在不同的頻率點(diǎn)上,也會(huì)因變壓器的等值繞組電抗不同而改變。對(duì)不同的儀器,將會(huì)因?yàn)橐恍┢渌牟町愖兓蟆?/p>
從上比較可以看到,即使是在穩(wěn)定的正弦波掃頻條件下,測(cè)量端不匹配,對(duì)正常測(cè)量是致命的影響。