本實(shí)用新型涉及變形檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變壓器繞組變形檢測裝置。

背景技術(shù)：

隨著電網(wǎng)容量的增大，對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和供電可靠性的要求也逐步提高。由于一次電氣設(shè)備直接影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，因此隨著對供電可靠性要求的提高，一次設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求也隨之提高。大型電力變壓器是電網(wǎng)中最主要的一次電氣設(shè)備，同時(shí)也是電力系統(tǒng)各種設(shè)備中最重要且貴重的關(guān)鍵設(shè)備之一。由于電力變壓器的安全運(yùn)行與否直接影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因而對于長期運(yùn)行的電力變壓器若不及時(shí)對故障進(jìn)行維修不僅會損害變壓器，而且還會對電網(wǎng)的正常運(yùn)行造成影響，導(dǎo)致電力系統(tǒng)的崩潰，因此，對于電力變壓器故障診斷與監(jiān)測有著非同尋常的意義。

在電力變壓器的長期運(yùn)行過程中，經(jīng)常會遭受各種短路電流沖擊，特別是變壓器出口與近區(qū)出現(xiàn)短路故障時(shí)，巨大的短路沖擊電流將使變壓器繞組受到正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)十倍甚至數(shù)百倍的電動(dòng)力使變壓器繞組急劇發(fā)熱，這種情況下變壓器繞組很容易發(fā)生破損或者變形。在運(yùn)輸、安裝或者吊罩過程中，電力變壓器經(jīng)常會受到意外沖撞顛簸和振動(dòng)，意外沖撞顛簸和振動(dòng)也容易導(dǎo)致繞組發(fā)生變形。通過大量的實(shí)驗(yàn)研究和實(shí)踐證明，變壓器繞組變形具有明顯的累積效應(yīng)，當(dāng)變壓器繞組變形累積到一定程度后，變壓器繞組的動(dòng)穩(wěn)定性將受到破壞，抗短路能力大幅下降，當(dāng)變壓器繞組再次遭受短路沖擊時(shí)將失去動(dòng)平衡，從而導(dǎo)致重大事故的發(fā)生，因此，如何有效診斷變壓器繞組是否存在松動(dòng)或變形是判斷變壓器是否需要進(jìn)行檢修處理的基礎(chǔ)。

變壓器繞組從電氣角度來看可視為一個(gè)由線性電阻、電感及電容等分布參數(shù)構(gòu)成的無源線性網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)繞組發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，電阻電感電容等分布參數(shù)發(fā)生變化，同時(shí)變壓器的漏抗與其形狀關(guān)系密切。國內(nèi)外先后提出的可用于檢測變壓器繞組變形的方法主要包括短路阻抗法、率響應(yīng)法等，但由于短路阻抗法靈敏度較低，故障檢出率較低，因而短路阻抗法、率響應(yīng)法等方法只能在變壓器線圈整體變形較為嚴(yán)重時(shí)得到較為準(zhǔn)確的診斷結(jié)果，不能提早做出應(yīng)對措施。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種變壓器繞組變形檢測裝置，以解決現(xiàn)有變壓器繞組變形檢測方法只能檢測到較為嚴(yán)重的變壓器線圈整體變形。

本實(shí)用新型提供一種變壓器繞組變形檢測裝置，所述裝置包括依次串聯(lián)的電源、電流測量裝置和變壓器繞組，所述變壓器繞組的兩端分別電連接電壓測量裝置，所述電流測量裝置和所述電壓測量裝置分別電連接示波器。

優(yōu)選地，所述變壓器繞組為幅向變形繞組、軸向變形繞組或餅間間距增大繞組。

優(yōu)選地，所述裝置還包括負(fù)載電阻，所述負(fù)載電阻與所述變壓器繞組串接。

優(yōu)選地，所述示波器為數(shù)字熒光示波器DPO4054。

優(yōu)選地，所述電流測量裝置為皮爾森101線圈，所述電壓測量裝置為Tektronix P5100A探頭。

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：

本實(shí)用新型提供了一種變壓器繞組變形檢測裝置，所述裝置包括依次串聯(lián)的電源、電流測量裝置和變壓器繞組，所述變壓器繞組的兩端分別電連接電壓測量裝置，所述電流測量裝置和所述電壓測量裝置分別電連接示波器。本實(shí)用新型通過電流測量裝置和電壓測量裝置測量通過變壓器繞組的電流以及變壓器繞組兩端的電壓，并將所測得的電流和電壓發(fā)送至示波器，以使示波器顯示測量波形，進(jìn)而結(jié)合李薩如圖形特性參量綜合分析繞組響應(yīng)的變化，進(jìn)而判斷和分析繞組是否發(fā)生變形。由于變壓器繞組正常情況及變形情況下，李薩如圖形長軸與短軸的變化較為明顯，因此變壓器繞組發(fā)生輕微變形，本實(shí)用新型提供的變壓器繞組變形檢測裝置也能明顯檢測到，因而，本實(shí)用新型提供的變壓器繞組變形檢測裝置具有較高的靈敏度。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本實(shí)用新型。

附圖說明

此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本實(shí)用新型的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本實(shí)用新型的原理。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一種變壓器繞組變形檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第二種變壓器繞組變形檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的測量結(jié)果圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的圖3中的局部放大圖；

符號表示：

1-電源，2-電流測量裝置，3-變壓器繞組，4-電壓測量裝置，5-示波器，6-負(fù)載電阻。

具體實(shí)施方式

這里將詳細(xì)地對示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實(shí)施例中所描述的實(shí)施方式并不代表與本實(shí)用新型相一致的所有實(shí)施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本實(shí)用新型的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

請參考附圖1，附圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一種變壓器繞組變形檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的變壓器繞組變形檢測裝置包括依次串聯(lián)的電源1、電流測量裝置2和變壓器繞組3，所述變壓器繞組3的兩端分別電連接電壓測量裝置4，所述電流測量裝置2和所述電壓測量裝置4分別電連接示波器5。電源1、電流測量裝置2和變壓器繞組3串接形成回路。

具體的，電源1為整個(gè)變壓器繞組變形檢測裝置提供頻率為50Hz，電壓為220V的工頻電壓，以保證變壓器繞組變形檢測裝置中各設(shè)備的正常運(yùn)行。

電流測量裝置2串接在電源1和電壓測量裝置4之間，以測量系統(tǒng)的電流，進(jìn)而測量通過變壓器繞組3的電流。進(jìn)一步，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，電流測量裝置2可以為電流表、萬用表以及皮爾森101線圈等測量電流的裝置。優(yōu)選地，電流測量裝置2為皮爾森101線圈。

變壓器繞組3為待檢測裝置。變壓器繞組3可以為正常繞組、幅向變形繞組、軸向變形繞組或餅間間距增大繞組，其中，幅向變形繞組的變形為相對于正常繞組偏移3.6cm的繞組；軸向變形繞組的變形為首端形成梯形長度和兩邊長分別為22.5cm，7cm，6cm的鼓包，中段形成梯形長度和兩邊長分別為23.5cm，8cm，6cm的鼓包；末端形成梯形長度和兩邊長分別為24.5cm，8cm，4.5cm的鼓包；餅間間距增大繞組的變形為首端餅間匝間距由原來10mm變?yōu)?5mm。

電壓測量裝置4設(shè)置有兩個(gè)，兩個(gè)電壓測量裝置4分別連接在變壓器繞組3的兩端，以測量電壓經(jīng)過變壓器繞組3后所產(chǎn)生的變化，即電壓差。進(jìn)一步，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，電壓測量裝置4可以為電壓表、萬用表以及Tektronix P5100A探頭等測量電流的裝置。優(yōu)選地，根據(jù)示波器5的類型選擇而選取電壓測量裝置4為Tektronix P5100A探頭。

示波器5分別連接電流測量裝置2和兩個(gè)電壓測量裝置4，進(jìn)而便于在示波器5上以電壓差為橫軸、電流為縱軸而顯示待檢測變壓器繞組3的波形，進(jìn)而便于分析對比所測波形和李薩如圖形。進(jìn)一步，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，示波器5可以為數(shù)字示波器、模擬示波器以及數(shù)字熒光示波器DPO4054等。由于數(shù)字熒光示波器DPO4054具有10M樣點(diǎn)的記錄長度、2.5GS/s的取樣速率，因而能夠以較高的分辨率將采集到的波形進(jìn)行顯示，因而，在本實(shí)用新型實(shí)施例中優(yōu)選選取數(shù)字熒光示波器DPO4054。與示波器5相對應(yīng)的，當(dāng)示波器5選取數(shù)字熒光示波器DPO4054時(shí)，電壓測量裝置4選取Tektronix P5100A探頭。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的變壓器繞組變形檢測裝置在對變壓器繞組3進(jìn)行檢測時(shí)，將電源1、電流測量裝置2、待檢測的變壓器繞組3、電壓測量裝置4和示波器5按照附圖1所示的結(jié)構(gòu)連接，形成電流回路。電流測量裝置2檢測回路中的電流，兩個(gè)電壓測量裝置4分別檢測待檢測的變壓器繞組3變壓前后的電壓，所測得的電流、電壓結(jié)果輸送至示波器5。示波器5對接收到的電流信號和電壓信號進(jìn)行快速傅里葉變換(FFT，F(xiàn)ast Fourier Transformation)并提取基波分量，所提取的基波分量在中matlab(Matrix Laboratory，矩陣實(shí)驗(yàn)室)構(gòu)建仿真模型，并對信號進(jìn)行處理，進(jìn)而構(gòu)成電壓電流李薩如特性的輸入輸出值，并在示波器5中顯示波形。變壓器繞組3正常情況下同李薩如圖形一致，均為橢圓形，當(dāng)變壓器繞組3發(fā)生變形時(shí)，示波器5所顯示的波形發(fā)生變化。當(dāng)變壓器繞組3發(fā)生軸向與幅向變形時(shí)，橢圓圖長軸與短軸比變壓器繞組3正常狀態(tài)下對應(yīng)的橢圓圖的長軸要增大，且幅向變形的短軸增大程度要小于軸向變形；當(dāng)變壓器繞組3發(fā)生餅間間距變化時(shí)，與變壓器繞組3正常狀態(tài)下的圖像相比，橢圓圖長軸增大、短軸變小，因此，可以通過橢圓的長軸與短軸的變化程度來判斷繞組發(fā)生變化的程度，即長軸與短軸相對正常的繞組變化程度越大，故障越嚴(yán)重。即使變壓器繞組3發(fā)生輕微變形，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的變壓器繞組變形檢測裝置能夠進(jìn)行相應(yīng)檢測，且具有很高的靈敏度。

請參考附圖2，附圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第二種變壓器繞組變形檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的變壓器繞組變形檢測裝置除去第一種變壓器繞組變形檢測裝置中的所有裝置外還包括負(fù)載電阻6，負(fù)載電阻6與變壓器繞組3串接，且未串接在兩個(gè)電壓測量裝置4之間。負(fù)載電阻6通常采用較大功率的電阻，如50Ω，以防止系統(tǒng)過電流對設(shè)備造成損害。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第二種變壓器繞組變形檢測裝置的具體檢測方法同第一種變壓器繞組變形檢測裝置，此處不再贅述。

本實(shí)用新型實(shí)施例還對健康繞組、匝間短路、幅向變形繞組、軸向變形繞組和餅間間距增大繞組進(jìn)行了具體測量，其中，幅向變形繞組的變形為相對于正常繞組偏移3.6cm的繞組；軸向變形繞組的變形為首端形成梯形長度和兩邊長分別為22.5cm，7cm，6cm的鼓包，中段形成梯形長度和兩邊長分別為23.5cm，8cm，6cm的鼓包；末端形成梯形長度和兩邊長分別為24.5cm，8cm，4.5cm的鼓包；餅間間距增大繞組的變形為首端餅間匝間距由原來10mm變?yōu)?5mm。測量結(jié)果請參考附圖3和附圖4。

從附圖3和附圖4中能夠看出，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的變壓器繞組變形檢測裝置能夠有效檢測變壓器繞組是否發(fā)生變形，具有較高的靈敏度，且能夠有效區(qū)分是發(fā)生哪種變形。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里實(shí)用新型的公開后，將容易想到本實(shí)用新型的其它實(shí)施方案。本申請旨在涵蓋本實(shí)用新型的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本實(shí)用新型的一般性原理并包括本實(shí)用新型未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本實(shí)用新型的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本實(shí)用新型的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。