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GB 1094.18-2016-T 电力变压器 第18部分：频率响应测量

如图A.2所示，为了分析频率响应测量结果 则量数据，可对比相同变压器（同一制造单位的 变压器）的频率响应测量结果，如图A，3所 示[1].[2].[3]。与相似变压器（同一制造单位的技术规格相同而绕组结构可能略有不同的变压器）测量结 果比对时应特别注意，具有相似外观的变压器，经过一段时间制造单位改进设计后，也可能导致如图A.4 所示频率响应测量结果的差异，造成对绕组损毁情况的误诊断。如图A.5所示，对三相变压器则可比 较各相间测量结果的差异

A.2频率响应测量结果与基准测量结果的比较

1）方括号中的数字代表参考文献序号

DB11／T 1620-2019 建筑消防设施维修保养规程图A.3相同变压器频率响应测量结果的比较

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图A.4相似变压器频率响应测量结果的比较

通过比对频率响应测量结果，可鉴别变压器中出 频率响应曲线整体形状的变化； 响应曲线谐振峰值个数与谷值个数的变化； 谐振频率位置的变化

图A.5三相变压器相间频率响应测量结果的比较

过比对频率响应测量结果，可鉴别变压器中出现问题的可能性，一般采用以下判定标准4 一频率响应曲线整体形状的变化； 响应曲线谐振峰值个数与谷值个数的变化； 谐振频率位置的变化

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应用上还判据鉴别变压器问题的可信度取决于不同比较类型（与基准的比较、与相同变压器的比 较、与相似变压器的比较、相间的比较）下幅值变化与预期变化水平相比的差异程度。分析时还应考虑 由于测量接线不同或其他差异造成测量结果变化的可能性。比较变压器不同相间测量结果的差异时， 一些显著的差异也可被判定为是“正常”的，它们可能是由变压器内部引线长度不同、绕组内部连接不 同、相对箱体及其他相间的不同距离造成的。绕组接地及测量引线也可造成测量结果的差异，而分接开 关的分接位置则将严重影响测量结果。分析频率响应测量结果时，为避免误判，应当能确定或排除由上 述因素造成的测量结果的差异。 正确的操作对于将频率响应测量作为分析工具的效用至关重要。当观察到了有差异的测量结果 后，还需了解变压器的结构及其高频特性才能进行正确诊断。下面几节说明了频率响应的一般特性，给 出了一些影响频率响应的因素的示例，提供了对频率响应测量的指导与建议，强调了遵守良好的测量操 作的重要性，并提供了区分由绕组问题导致的测量结果的差异与由变压器结构差异导致的测量结果的

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由于测量受限和剩磁的不确定性造成的频率响应的差异与重复性问题（如图A，6中曲线所示）的 存在，建议选取中频区域及受绕组结构影响的高频区域作为分析频响数据的有用频率范围。这一范围 一般在2kHz~1MHz(>72.5kV）或2MHz(≤72.5kV)之间。 经分析比较，频率响应测量结果在这些频率范围内的差异可能是由变压器故障造成的。然而，频率 响应的差异也可能由以下因素造成： 测量接线及操作的差异； 一变压器内部连接及状态的差异； 一变压器结构的变化（与相似变压器相比或同台变压器的相间比对）。 不应混淆由这些因素导致的变压器频响特性的差异与由实际变压器故障导致的差异。A,4给出了 受上述因素影响的频率响应测量结果的分析示例。用FRA仿真模型分析很容易说明变压器结构变化 对频率响应测量结果的影响。一般采用经过验证的仿真计算结果与频率响应实测结果一起说明这一影 响7。变压器建模与FRA仿真的目的并非为实测结果提供“精准”的比对对象；它仅为诊断、分析实测 结果的辅助工具，特别是分辨表征绕组 形与移位的相关特性

A.4.1第三绕组三角形结线

星结绕组各相仅在中性点（星形交点）连接，而角结绕组各相则直接在出线端子处连接。角 的这种直接耦合方式对变压器各相的频率响应特性有极大的影响，特别是在绕组间连接影响区 A.7所示为自耦变压器第三绕组接成闭口三角形与开口三角形时其串联绕组的频率响应

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由图A.7可知，第三绕组呈开口 的频率响应（特别是中频段）变化显著。 这是因为第三绕组连接处感性耦合和容性耦合的显著变化使得频率响应的谐振波峰与波谷，尤其是位 于绕组连接影响频段（本例中为2kHz20kHz之间）的部分向低频段位移

图A.7第三绕组三角形接线对串联绕组频率响应的影响

若第三绕组在箱体外接成角结并接地，为更好地进行相间比较（当没有其他可参考的测量结果时）， 宜移除三角形接地并保持角结的完好，否则各相绕组间容性耦合将不一致，进而导致变压器中间频段的 三相频率响应特性的较大差异。

A.4.2星结中性点接线

如果三相变压器各相均有独立的中性点端子（星结外部连接点），则测量频率响应时，既可短接各 点端子，也可依次悬空各中性点端子。图A.8所示为测量时第三绕组中性点短接与开路两状态下 结果的比较。显然，第三绕组的频响特性尤其在低频段与中频段发生了变化

图A.8星结中性点接线对第三绕组频率响应的

如图A.9所示的自耦变压器串联绕组的频率响也表明，中性点的接线将影响频率响应低频段与 段的测量结果，尤其是谐振频率点的位置

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星结中性点端接线对串联绕组频率响应的影响

上述示例说明了测量时记录端子连接方式的重要性，将来测量频率响应时仍应采用相同的端子连 接方式，否则将导致如图A.9所示的频率响应测量结果特别是在绕组间影响频段（本例中为2kHz~ 20kHz的频段）的差异

接分接绕组与分接开关目

比较各相绕组的频率响应，三相的频响特性在铁心 造公差和内部引线的影响造成的。连接分接开关与分接绕组的内部分接引线的长度可能不同，这将导 致各相间引线电容的差异，因而在某些频段内（取决于绕组类型）各相绕组的频率响应将有所不同。如 图A.10所示，各相低压绕组（LV）的频率响应在20kHz~200kHz之间略有差别

图A.10连接分接绕组与有载分接开关的内部引线对相间频率响应的影响

信号从哪个端口输入、响应信号在哪个端口处测量是测量方法的重要细节之一。如图A.11月

比较同一绕组在不同信号传输方向下（线端对中性点或中性点端对线端）的频率响应测量结果可知二者 在高频段存在差异。这说明了测量时遵从4.4的测量接线要求或重复基准测量中采用的接线的重 要性

A.4.5液体绝缘介质类型的影响

图A.11测量方向对频率响应的影响

如图A.12所示，选用不同的液体绝缘 春中便用自然酯而非矿物油）将导致频率响应 全频段的产泛差异。比对相似设备频响特性时尤其应注意这部分的影响。如图A.13所示，当变压器 中充入空气而非液体绝缘介质时也将产生相似的效应，只是与充液体绝缘介质的情况相比，此时的频响 持性朝与其相反的方向位移

图A.12不同液体绝缘介质对频率响应的影响

A.4.6直流注入试验的影响与测量

图A.13充油对频率响应的影响

分。因此，应尽可能安排好试验与测量的先后顺序，这样频率响应就不用在变压器刚经历了直流注人试 验、铁心仍有剩磁的情况下测量。这类影响频率响应测量的试验还包括操作冲击试验与绕组直流电阻 测量。

图A.14直流注入试验对频率响应的影响

A.4.7 套管的影响

变压器任出厂试验时使用的套管 一样的，这就可能导致如图 下的频率响应在高频段的差异。 SF。母线，并在已分闸的接地刀闸接地处测量 响应，那么这样取得的测量结果可 较大差别

A.4.8 温度的影响

图A.15套管对频率响应的影响

如图A.16所示，当温差大于50℃时，温度将影响频率响应测量结果。温度变化将改变绕组阻值， 进而影响频率响应的幅值。绝缘液体密度与介电常数随温度的变化以及可能伴随的液体体积膨胀也将 使全频段内整体谐振频率产生较小位移。

A.4.9不良测量示例

图A.16温度对频率响应的影响

图A.所示为在试品测量亏线仕 洁果实例。由这些测量结果推断可知，当测量端子与测量引线间接触不良或接线不紧时，频率响应的低 顿段区域将掺杂噪声，且幅值也较低。 应保持频率响应测量的一致性，并系统地记录测量方法的所有细节。这有助于避免测量结果的假 生差异，并确保比对时频率响应的相容性。此外，如果观察到了测量结果与基准测量的差异，则重要的 一点是应首先进行重复测量，以验证这一差异不是由不良的测量操作或采用了不同的测量接线方式造 成的。还需强调的是，为了能理解 差异的原因，应详细记录每次测量的相关数据。

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1.4.10频率响应的评价

图A.17不良测量示例

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绕组由于夹件失效发生轴向前后的频率响店

导体倾斜的分接绕组的频率响应及其损伤部位

附录B （资料性附录） 频率响应测量的应用

对运输过程中造成的变压器损伤的检测与评估是频率响应测量的常见应用。采用该方法可通过一 组频率响应测量来获取铁心、绕组及夹件结构的机械状态信息。这些都是易受运输损伤的部件，然面还 有其他一些部件虽然也易受运输损伤，但却无法通过频率响应测量来有效地检测出来，因此应特别检验 铁心与夹件及铁心与箱体间的绝缘。 对于FRA的其他应用，为取得可靠的结果，在相同状态下进行比对测量是十分重要的。因此，如 果运输过程中或运至现场后的频率响应测量是以运输配置状态进行的，则还应测量该配置状态下的初 始频率响应。为方便变压器在运输配置下的测量，强烈建议变压器配置套管盖板或小型运输套管。通 常中型与大型变压器在运输时是不充油的（取决于大小、质量和环境限制），因而变压器充油情况下的出 厂或现场测量不能与运输配置情况下的测量进行比对，这两种情况下的测量结果是不同的。同样值得 一提的是在运输配置下取得的频率响应测量结果也不能作为变压器将来工作状态下测量的基准数据。 为检测、评估设备运输过程中的损伤而进行的频率响应测量应按本部分中要求的程序进行，应包括端对 端开路测量，测量时其他端口均悬空。短路测量不能灵敏地检测铁心区域的问题，因而测量频率响应时 需覆盖足够多的低频段检测频率点，因为这一频段的频率响应是与极易受运输损伤的铁心状态相关的。 完成变压器运输前的初始测盘后，运输过程中的任一时刻均可测量频率响应，以检验变压器的完好 性。需要注意的是，额率响应测量应是设备运输前进行的最后一项电气试验，也应是设备运至现场后的 第一项电气试验。此期间进行的其他试验项目，特别是直流试验（如：绕组直流电阻测量）可能会改变铁 心的磁化状态，进而阻碍对铁心完好性的评价。铁心磁化状态（此前的电气试验是否为绕组直流电阻测 量或操作冲击试验）、分接位置、油位或填充的其他非油类绝缘介质均应记录在测量文档中。如果测量 是在抽干油后短时间内进行的，则这一事实也应记录在案。绝缘中剩余油量的影响可能会造成随后在 无油填充状态下测量的频率响应结果的不确定性，因为运输过程中剩余的绝缘油可能会从绕组中析出 而改变电容，进而造成频率响应曲线的微小位移。 变压器的运输配置也应有据可查，并提供给其他需要重复测量频率响应的测试人员。如果实际采 用了不止一种的运输配置，则应取得各运输配置的基准测量数据及相应的配置记录。如果变压器在运 输过程中采用了多种不同类型的运输方式，如：公路、轮船、铁路、吊运等，则确认运输损伤出现在何处可 能是十分重要的。尤其当涉及到法律或保险事宜时，应特别谨慎地在更换运输方式前、后测量频率 响应。 当变压器在其最终目的地被接收后，应对其在当前运输配置下测量频率响应，并与初始测量的结果 进行比对，以检测运输过程中发生的任何可能损伤。如果测量结果显示无异常，则可在变压器依据运行 要求装配完好、充好油的状态下测量其频率响应，并作为将来测量的基准数据。建议在所有情况下，都 对频率响应测量设备与套管的实际接线进行拍照存档

频率响应测量已证明是检测由短路试验造成绕组损伤的准确方法。这一检测方式能发现不易 到的绕组尺寸的微小变化，是外观检查的良好补充，但引线的一些微小位移等就不容易由频率响应

检出了。 如果频率响应测量的目的是指出短路试验中发生的变化，则应遵守以下儿点： 基准测量应于进行短路试验前在短路试验测试台上进行。 建议频率响应测量要包括2.9定义的端对端短路测量，因这一应用有助于判定频率响应的变化是 由铁心磁化导致还是由绕组变形造成的 短路试验结束时应测量一次频率响应。建议在各次短路试验之间也测量频率响应，以检测在进行 下次短路试验之前可能出现的潜伏性故障，但为方便起见，测量可以在短接一个绕组的情况下进行。 短路试验前、后进行的频率响应测量应尽可能采用相同的测量设备、测量引线及引线接线方式，尽 可能消除造成测量结果差异的潜在因素

如果频率响应测量的目的是指出短路试验中发生的变化，则应遵守以下儿点： 基准测量应于进行短路试验前在短路试验测试台上进行。 建议频率响应测量要包括2.9定义的端对端短路测量，因这一应用有助于判定频率响应的变化 铁心磁化导致还是由绕组变形造成的 短路试验结束时应测量一次频率响应。建议在各次短路试验之间也测量频率响应，以检测在达 次短路试验之前可能出现的潜伏性故障，但为方便起见，测量可以在短接一个绕组的情况下进行。 短路试验前、后进行的频率响应测量应尽可能采用相同的测量设备、测量引线及引线接线方式 能消除造成测量结果差异的潜在因素

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方法二与方法一仅在测量引线与套管底座法兰的接地连接处有所区别，采用的是一定长度的金属 线或金属编织带，因而不满足最短接线要求。 接至套管处的导线长出部分将可能影响500kHz以上的幅值测量结果以及1MHz以上的谐振频 率。在比较基准测量结果与后续测量结果时应当考虑这部分的影响。 因套管底座法兰处不可接线而选用其他接线位置时，将可能影响500kHz以上的测量结果，此时 应特别记录选用的具体接线方案并确保重复测量时使用的是同一接线点。该方法不属于标准测量 方法。

C.5 方法三(图 C.2)

采用方法三接线，同轴电缆的屏蔽层在套管底座处与试品箱体直接连接，测量引线的中心导体经无 屏蔽导体与套管顶部线端连接。 注：如果仅在连接响应引线时选用方法三接线，则取得的测量结果将与方法一接线取得的测量结果具有可比性 这种接线方式也是采用外部分流回路（测量阻抗）时的最佳选择。如果电源引线与参考引线共用一根连接导 线，则接人回路的该导线将使得测量结果与方法一所得测量结果有所不同。

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.1带线端调压分接开关的三相自耦变压器的标

附录D 资料性附录 测量示例

D.1带线端分接开关的自耦变压器的绕组接线

表D.2分接开关接线

D.2绕组间感性连接测量

GTCC-098-2018 动车组中央控制单元-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则三相变压器（YNd1联结）绕组间感性连接测量的接线方式如表D.3和图D.2所示

D.3YNd1联结三相变压器绕组间感性连接测量

D.3绕组间容性连接测量

图D.2YNd1联结三相变压器绕组间感性连接测量接线图

D.4YNd1联结三相变压器绕组间容性连接测量

YNd1联结三相变压器绕组间容性连接测量接线图

水利工程建设项目档案管理规定(水办[2005]480号)表D.5YNd1联结三相变压器端对端短路测量

图D.4YNd1联结三相变压器端对端短路测量接线图