變電站主變遭受出口短路沖擊后，如何快速判斷繞組是否發(fā)生形變？作為電力運維中常用的變壓器測試儀器，變壓器繞組變形測試儀的規(guī)范操作直接影響缺陷判斷的準確率。根據(jù)2025年中國電力科學(xué)研究院發(fā)布的《電力變壓器運行缺陷統(tǒng)計報告》，繞組變形類缺陷占變壓器總故障的37%，未及時檢出的繞組形變會導(dǎo)致絕緣擊穿、燒毀等重大事故，因此掌握規(guī)范的測試方法、明確頻響法測試的核心原理，對電力運維人員十分必要。

一、應(yīng)用場景導(dǎo)入

變壓器繞組變形測試儀的使用場景主要覆蓋四類場景：一是變壓器經(jīng)受近區(qū)短路、出口短路故障后，需第一時間開展繞組變形排查，確認繞組結(jié)構(gòu)是否受損；二是變壓器例行預(yù)防性試驗，按照DL/T 911-2023《電力變壓器繞組變形測量 頻率響應(yīng)法》要求，110kV及以上電壓等級變壓器每3年開展一次頻響法測試，35kV等級變壓器可根據(jù)運行情況選擇性開展；三是變壓器大修、吊罩作業(yè)完成后，通過測試驗證繞組裝配是否符合要求，確認運輸、安裝過程中未發(fā)生形變；四是新設(shè)備交接試驗中，作為出廠試驗的補充驗證，排查出廠測試未發(fā)現(xiàn)的隱性缺陷。

二、設(shè)備準備與檢查

開展測試前需完成三項準備工作：第一是物料準備，包含變壓器繞組變形測試儀主機、配套的激勵端測試線、響應(yīng)端測試線、專用接地線，待測變壓器的銘牌參數(shù)、歷史測試報告，以及符合現(xiàn)場電壓等級要求的絕緣手套、驗電器、接地線等安全工器具；第二是外觀與狀態(tài)檢查，確認設(shè)備外殼無破損、測試線絕緣層無開裂、接線端子無氧化銹蝕，室外作業(yè)前需確認主機剩余電量不低于80%，避免測試中途中斷；第三是設(shè)備自校驗，將激勵端與響應(yīng)端測試線短接，運行儀器自帶的自校準程序，確認掃頻曲線線性度偏差不超過±0.5dB，校準通過后方可進入現(xiàn)場作業(yè)。

三、標準操作流程

第一步是安全措施布置，將待測變壓器各側(cè)與電網(wǎng)完全斷開，對各繞組充分放電后掛接臨時接地線，拆除變壓器外接的母線、無功補償裝置、避雷器等附屬設(shè)備，避免外部元件的分布參數(shù)影響測試結(jié)果。

第二步是規(guī)范接線，首先將變壓器繞組變形測試儀的接地端子與現(xiàn)場接地網(wǎng)可靠連接，接地電阻需不大于4Ω；隨后將激勵信號線接至待測繞組的首端，響應(yīng)信號線接至待測繞組的末端，非測試繞組的首尾端均需可靠接地，接線過程中需將測試線懸空布置，與接地金屬構(gòu)件的距離不小于1米，減少額外分布電容的干擾。

第三步是參數(shù)設(shè)置與原理確認，錄入待測變壓器的額定電壓、容量、接線組別等銘牌信息，選擇頻響法測試模式，按照標準要求設(shè)置掃頻頻段為1kHz~1MHz，掃頻點數(shù)量不少于2000個，勾選自動保存原始數(shù)據(jù)選項。繞組變形測試原理基于線性網(wǎng)絡(luò)的幅頻響應(yīng)特性：變壓器繞組本質(zhì)是由電阻、電感、匝間電容、對地電容組成的無源線性二端口網(wǎng)絡(luò)，向繞組輸入端注入幅度恒定的掃頻正弦信號時，輸出端的信號幅度會隨頻率變化形成特征曲線；當繞組發(fā)生位移、鼓包、匝間短路等形變時，網(wǎng)絡(luò)的分布參數(shù)會發(fā)生改變，對應(yīng)的幅頻曲線會出現(xiàn)偏移、峰值消失或新增等變化，通過曲線比對即可判斷繞組的變形程度，這也是頻響法測試的核心邏輯【3】。

第四步是測試實施，啟動測試程序后儀器自動輸出掃頻信號，測試全程禁止觸碰測試線，避免信號出現(xiàn)異常波動，每一相繞組測試完成后及時保存曲線，同一繞組需重復(fù)測試2次，兩次曲線的相關(guān)系數(shù)不低于0.99才算有效，否則需重新檢查接線后再次測試。

第五步是數(shù)據(jù)分析，測試完成后將測得的幅頻特性曲線與該繞組的出廠曲線、上次預(yù)試曲線，或同型號同容量變壓器的同相位繞組曲線做對比，按照標準判斷變形等級：相關(guān)系數(shù)大于0.98為正常，0.95~0.98為疑似變形，小于0.95為明顯變形【1】。

四、常見問題與解決方法

測試過程中*常遇到的問題是測試曲線毛刺多、重復(fù)性差，這類問題通常由接地不良、測試線貼近接地體、現(xiàn)場強電磁干擾導(dǎo)致，可先重新檢查接地線連接是否牢固，再將測試線架空遠離金屬構(gòu)件，若仍存在干擾可調(diào)整掃頻步長，避開鄰近帶電設(shè)備的運行頻段，必要時更換屏蔽測試線開展測試。

第二類常見問題是三相曲線一致性差但無歷史曲線參考，首先需排查接線是否存在錯誤，比如激勵端與響應(yīng)端接反、非測試繞組未接地等，排除接線問題后，可對比同型號同批次變壓器的測試曲線，再結(jié)合直流電阻、短路阻抗等其他變壓器測試儀器的測試結(jié)果綜合判斷，避免誤判。

第三類常見問題是儀器無法啟動掃頻，通常由測試線開路或激勵端短路導(dǎo)致，可逐一檢查接線端子是否擰緊、測試線內(nèi)部是否存在斷線，更換備用測試線后即可恢復(fù)正常。

五、安全注意事項

測試前必須確認待測變壓器各側(cè)完全斷電、充分放電，接線前使用對應(yīng)電壓等級的驗電器確認各繞組無殘余電壓，嚴禁帶電開展測試作業(yè)；雷雨天氣禁止開展室外測試，避免雷擊損壞儀器或造成人員觸電；測試過程中不要隨意插拔測試線，避免瞬態(tài)電壓損壞儀器的信號采集模塊；現(xiàn)場存在鄰近帶電設(shè)備時，測試人員與帶電部位的安全距離需符合DL/T 408的要求，110kV電壓等級安全距離不小于1.5米，220kV電壓等級不小于3米。

六、維護保養(yǎng)建議

每次使用完成后，使用干凈的軟布擦拭主機和測試線表面的灰塵，將測試線整理整齊避免彎折受力，存放在干燥通風的儀器箱內(nèi)；每6個月開展一次設(shè)備計量校準，送到有資質(zhì)的計量機構(gòu)校驗，確保掃頻精度、幅度誤差符合標準要求；長期存放時每3個月開機充電一次，每次充電不少于4小時，避免內(nèi)置電池虧電損壞；儀器嚴禁存放在潮濕、有腐蝕性氣體的環(huán)境中，避免電路板、接線端子出現(xiàn)氧化腐蝕。

七、實戰(zhàn)案例分享

2025年10月，南方電網(wǎng)某220kV變電站主變遭受10kV側(cè)出口短路故障，運維人員使用變壓器繞組變形測試儀開展頻響法測試，發(fā)現(xiàn)B相高壓繞組的10kHz~100kHz頻段曲線較上次預(yù)試曲線偏移3dB，相關(guān)系數(shù)為0.92，結(jié)合短路阻抗測試結(jié)果，判斷B相繞組發(fā)生明顯變形，吊罩檢查發(fā)現(xiàn)繞組中部有3處匝間位移，及時更換繞組后避免了主變燒毀事故，為電站減少直接經(jīng)濟損失超200萬元。

2026年2月，某陸上風電集控中心對35kV升壓站主變開展例行預(yù)試，通過頻響法測試發(fā)現(xiàn)1號主變C相繞組與其他兩相曲線的相關(guān)系數(shù)為0.96，屬于疑似變形，運維人員結(jié)合出廠曲線比對、歷史運行記錄分析，判定為裝配階段的固有偏差，后續(xù)跟蹤測試6個月未發(fā)現(xiàn)曲線進一步偏移，避免了不必要的吊罩作業(yè)，節(jié)省運維成本近30萬元。

參考文獻

【1】 DL/T 911-2023, 電力變壓器繞組變形測量 頻率響應(yīng)法[S]

【2】 中國電力科學(xué)研究院, 2025年電力變壓器運行缺陷統(tǒng)計報告[R], 2025

【3】 IEC 60076-18:2022, Power transformers - Part 18: Measurement of frequency response of windings[S]