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中試控股技術研究院魯工為您講解：330KV線路參數(shù)測試裝置

ZSXL-Z 輸電線路異頻參數(shù)測試儀(高配分體）

超強的抗感應電壓能力
一體化結構，體積小、重量輕
參考標準： DL/T 741-2010

輸電線路異頻參數(shù)測試儀：隨著電網(wǎng)的發(fā)展和線路走廊用地的緊張，同桿多回架設的情況越來越普遍，輸電線路之間的耦合越來越緊密，在輸電線路工頻參數(shù)測試時干擾越來越強，嚴重影響測試的準確性和測試儀器設備的安全性

針對這一問題，我們開發(fā)了新一代輸電線路異頻參數(shù)測試系統(tǒng)，集成變頻測試電源、精密測量模塊、高速數(shù)字處理芯片及獨有的國家專利技術抗感應電壓電路；有效地消除強干擾的影響，保證儀器設備的安全，能極其方便、快速、準確地測量輸電線路的工頻參數(shù)。

主要技術參數(shù)
1使用條件 -20℃～50℃ RH＜80%
2抗干擾原理 變頻法
3電    源 AC 220V±10% 發(fā)電機≧3KW
4電源輸出 最大輸出電壓 AC250V
電壓精度 0.5%
電流精度 0.5%
最大輸出電流 8A
輸出頻率 45Hz、55Hz
5測量范圍 電容 0.01～30μF
阻抗 0.01～400Ω
阻抗角 -180°～+180°
6測量分辨率 電容 0.0001μF
阻抗 0.0001Ω
阻抗角 0.0001°
7測量準確度 電容：     ≥1μF時，±1%讀數(shù)±0.01μF；
           ＜1μF時，±2%讀數(shù)±0.01μF；
電阻：     ≥1Ω時，±1%讀數(shù)±0.01Ω；
           ＜1Ω時，±2%讀數(shù)±0.01Ω；
阻抗角：   ±0.2°(電壓＞1.0V）； 
±0.3°(電壓:0.2V～1.0V)；
8抗干擾電流 30A
9抗感應電壓 10KV
10外型尺寸 550（L）×430（W）×530（H）
11存儲器大小 200 組  支持U盤數(shù)據(jù)存儲
12重    量 60 Kg

輸電線路異頻參數(shù)測試系統(tǒng)的注意事項如下： 
1、連接儀器和被測線路時，保證線路測量端可靠接地（掛接地線），測試完成后恢復，取接地線；  
2、儀器可靠接大地，注意各個測試信號接地線要按照接線指示圖完成； 
3、在雷雨天氣或者沿線路有雷雨天氣時，不能進行測量，以保證人員和設備安全。 
輸電線路異頻參數(shù)測試系統(tǒng)接線和拆線的步驟：  
        測試接線和拆線操作請按照下述步驟進行：  
        1.將被測試線路的引下線可靠接地；  
        2.將輸電線路異頻參數(shù)測試系統(tǒng)保護地（裸銅線）可靠接入大地；  
        3.將輸電線路異頻參數(shù)測試系統(tǒng)測試線連接至被測試線路的引下線；  
        4.開始測試前打開線路引下線的接地；  
        5.所有測試完成后，將線路引下線可靠接地；  
        6.拆除輸電線路異頻參數(shù)測試系統(tǒng)測試線；  
        7.拆除接地線（裸銅線）；  
        8.恢復被測線路狀態(tài)。 
電阻R：反映線路通過電流時產(chǎn)生的有功功率損失（熱效應）；
電抗X（電感L）：反映載流線路周圍產(chǎn)生的磁場效應；
電導G：反映電暈現(xiàn)象產(chǎn)生的有功功率損失；
電納B（電容C）：反映載流線路周圍產(chǎn)生的電場效應。
輸電線路工頻參數(shù)測試系統(tǒng)
是發(fā)電站、變電站等現(xiàn)場或?qū)嶒炇覝y試各種高壓輸電線路參數(shù)的高精度測試儀器。儀器為一體化結構，內(nèi)置變頻電源模塊，可變頻調(diào)壓輸出電源。
測量變壓器的空載損耗，負載損耗，零序阻抗，電壓有效值，電壓平均值，電流，功率，功率因數(shù)，頻率，主變壓器低電壓阻抗測量（檢查繞組變形）等相關參數(shù)。 
自動波型畸變校正，電壓校正，電流校正，溫度校正，無須任何手工計算。 
在儀器允許的測量范圍內(nèi)可直接測量，超出測量范圍時可外接一次電壓互感器和電流互感器。 
本儀器測量精度高，重復性好，測量結果可直接存儲，儀器內(nèi)置不掉電存儲器，可長期保存測量結果，并可隨時查閱。 
特有的觸摸式屏幕，中文提示菜單，點中所選項目，即進入相應的功能測試狀態(tài)，直觀方便。 
具有RS-232接口，可以外接打印機或與計算機通訊。試驗接線簡潔明了，按相色對號入座，方便快捷。 
不掉電日歷，時鐘功能。 
如需測三相空載按相應鍵進入。 

電力系統(tǒng)由發(fā)電廠（發(fā)電機、升壓變）、220-500kV高壓輸電線路、區(qū)域變電站（降壓變壓器）、35-110kV高壓配電線路（用戶、降壓變壓器）和6-10kV配電線路以及220V380V低壓配電線路組成。

其中高壓輸電線路、低壓配電線路是連接發(fā)電、供電、用電之間的橋梁，極其重要！

輸電線路工頻參數(shù)包含線路的正序電容、零序電容、正序阻抗、零序阻抗、線路間的互感電抗和耦合電容測量；

變壓器是電網(wǎng)中的主要核心設備，其安全狀況對整個系統(tǒng)的安全運行具有舉足輕重的地位，而從變壓器事故的情況看，很多都伴隨有繞組的變形現(xiàn)象，甚至是由于繞組變形引起的。僅2000年，廣東省內(nèi)通過繞組變形測試就發(fā)現(xiàn)8臺運行中的110kV變壓器存在繞組變形，中試控股并及時對這些變壓器進行了維修和加固改造，消除了事故隱患，取得了顯著的效益。因此，開展變壓器繞組變形測試對變壓器的安全運行有著重要的意義，也是我們開展變壓器狀態(tài)檢修的必備條件。

 

1.變壓器繞組變形的原因及危害

變壓器在運行中不可避免地要遭受各種短路故障電流的沖擊，特別是出口短路和近區(qū)短路對變壓器的危害大，變壓器繞組將承受巨大的、不均勻的軸向和徑向電動應力作用。當繞組內(nèi)部機械結構存在薄弱環(huán)節(jié)，必然會產(chǎn)生繞組變形現(xiàn)象。包括軸向、徑向尺寸變化，器身位移，匝間短路及繞組扭曲、鼓包等。變壓器繞組變形后繼續(xù)運行可有發(fā)生下列情況：

（1）變壓器立即損壞。我局曾有一臺110kv變壓器在遭受近區(qū)短路，重合成功后，二十多秒后瓦斯動作，事后檢查繞組變形，返廠重繞；

（2）由于繞組變形，引起變壓器的絕緣材料損傷或者絕緣距離發(fā)生改變，導致絕緣強度下降，在長期正常電壓或過電壓作用下，終可能導致絕緣擊穿，此類情況可以用電氣試驗和油試驗等常規(guī)的方法檢出其絕緣缺陷；

（3）繞組變形后，絕緣狀況沒有損壞，但線圈的機械強度下降，當再次遭受短路故障時，將承受不住巨大的電動力而發(fā)生損壞，此類情況由于絕緣沒有損壞，常規(guī)電氣試驗及油試反映不出問題，只能通過繞組變形測試的手段才能得出正確的結論。同時，這種情況也比較常見，因為許多的變壓器并不會只遭受一次短路就損壞，而運行中的變壓器可能已經(jīng)遭受多次短路沖擊，機械強度已下降，甚至有輕微變形，但由于常規(guī)試驗無法檢出其內(nèi)部的變形故障，在大修吊檢之前是無法判斷其狀態(tài)的，是嚴重的事故隱患。

因此，積極開展變壓器繞組變形測試工作，及時發(fā)現(xiàn)和處理有問題的變壓器，有針對性地進行吊檢，即可節(jié)省大量的人力，物力，對防止變壓器事故的發(fā)生也有極其重要的作用。

2.變壓器繞組變形測試方法

變壓器繞組發(fā)生局部的機械變形后，其內(nèi)部的電感、電容等分布參數(shù)必然發(fā)生變化，特別是電感值。以往多使用的是集中參數(shù)檢測法，如常規(guī)的測驗變比，直流電阻等來診斷變壓器繞組是否發(fā)生變形，因其靈敏度較低，顯得困難；另一種方法是短路阻抗來判斷，但也是中繞組變形非常嚴重時才能發(fā)現(xiàn)。同時這種試驗需要龐大的試驗設備及試驗電源容量，在現(xiàn)場很難滿足開展該項試驗的條件。目前，我局使用中試控股ZSBX-III繞組變形測試系統(tǒng)采用的是頻率響應分析（FRA）的原理。該方法建立在對變壓器繞組分布參數(shù)網(wǎng)絡分析的基礎上，變壓器繞組可以被看作是電阻、電感、電容構成的無源線性雙端口網(wǎng)絡，根據(jù)電工學原理，其網(wǎng)絡特性可以用傳遞函數(shù)H（jw）或n（f）來概述。如圖1所示。

根據(jù)電工學理論，如果繞組發(fā)生機械變，即發(fā)生了軸向、徑向尺寸，勢必會改變網(wǎng)絡上的L、K、C等分布參數(shù)，隨著網(wǎng)絡參數(shù)的改變，從而導致其頻率響應特性。因此我們比較不同時期該變壓器的頻率響應特性是否一致，就可以判斷變壓器是否發(fā)生了變形及變形程度的大小。

3.TDT型變壓器繞組變形測試系統(tǒng)及其分析方法

該測試系統(tǒng)是采用頻響法診斷變壓器繞組變形的。其原理顯通過計算機管理和控制，由掃頻電壓發(fā)生器依次輸出不同頻率的正強波電壓信號Vs（f）到變壓器驍組的一個端子上，然后通過雙通道檢測單元紀錄繞組兩端上的電壓信號Vi（f）和Vo（f），并作相應的數(shù)字化處理，得到其在不同掃描頻率下的幅值和相位，然后根據(jù)下式求得被測試繞組的幅頻響應特性或相頻響應特性，再由計算機作輸出處理（如圖2所示）。

幅頻響應特性：

H（f）=20lg（Avo（f）/Avi（f））

相頻響應特性：

φ（f）=φvo（f）-φVi（f）

電力變壓器繞組的幅頻響應特性H（f）主要取決于其內(nèi)部電感、電容等分布參數(shù)，通常具有如下特性：

（1）當頻率低于10KHz時，其頻率響應特性主要由線圈的電感所決定，諧振點通常較少，對分布電容的變化較不敏感；

（2）當電頻率超過1MHz時，繞組的電感又被分布電容所旁路，對電感的變化不敏感；

（3）在10KHz-1MHz的范圍內(nèi)，繞組的分布電感和電容均發(fā)揮作用，其頻率響應特性具有較多的諧振點能夠靈敏地反映出繞組電感，電容的變化情況。因此，在該系統(tǒng)中，選用10KHz-1MHz的掃頻測量范圍。

頻率響應分析法診斷變壓器繞組變形是建立在比較繞組頻率響應特性變化基礎上的，中試控股即變壓器遭受突發(fā)短路沖擊后測得的各個繞組的頻率響應特性為原始測試結果一致，則表明該次短路故障沒有導致繞組變形，反之，可根據(jù)其特性變化的情況判斷變形的繞組以及其變形的嚴重程度。（這種判斷的方法，在實際的測試中，我們對兩臺遭受出口短路的220kV變壓器進行檢查，得出的頻響特性波形與兩年前所測試出的波形相當一致，故判斷其繞組未受到該次短路沖擊的破壞）。在實際的工作中，很多時候會碰上沒有原始數(shù)據(jù)的情況，（即那些已投入運行的變壓器，投運前沒有做該項測試），就采用比較變壓器互相繞組相間特性曲線的差異，對繞組繞組的變形情況作出判斷，對于制造工藝良好的變壓器，其三相繞組的結構基本是一致的，測得的頻響曲線通常具有一定的可比性，但需注意，這種“可比性”僅僅是相對的，受繞組引線長度，其內(nèi)部位置等影響，特別是三角型接法的繞組，測得的三相頻率響應特性往往有較大的差異，這時應與該型號同廠家同一時期的其他變壓器作比較。