2024电力变压器绕组变形频率响应法

电力变压器绕组变形频率响应法在线监测技术规范目  次TOC\o"1-2"\h\z\u目次 I前言 II电力变压器绕组变形频率响应法在线监测技术规范 11范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14总则 25监测方法 26特征函数测量 47分析诊断 78装置组成与性能要求 99检验方法 1210检验规则 1411标志、包装、运输、贮存 16附录A（资料性附录）变压器绕组中性点互阻抗计算方法 17附录B（资料性附录）欧氏距离计算方法 19电力变压器绕组变形频率响应法在线监测技术规范范围本文件规定了扫频频率响应分析法在线变压器绕组变形监测技术的检测原理、装置要求、和诊断方法。本标准适用于66kV及以上电压等级电力变压器及其它特殊用途的变压器。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1094.18-2016电力变压器第18部分：频率响应测量DL/T911-2016电力变压器绕组变形的频率响应分析法DL/T1430-2015变电设备在线监测系统技术导则DL/T1498.1-2016变电设备在线监测装置技术规范JJG840-2015函数发生器检定规程JJG490-2002脉冲信号发生器检定规程术语和定义DL/T911中的术语和定义以及下列术语和定义适用于本文件。绕组变形Windingdeformation指电力变压器绕组在遭受短路电流冲击或在运输过程中遭受冲撞时，在电动力或机械力作用下发生的轴向或径向尺寸变化，通常表现为绕组局部扭曲、鼓包或移位等特征，包括引线变形或移位、绕组匝间短路等。特征函数Characteristicfunction与电网络内部元件参数相关的、以频率为自变量的函数，在本文件中用来表征绕组变形情况。特征函数可包括绕组网络的网络函数和端口电气参数以及由它们组成的函数。转移导纳函数Transferadmittancefunction用拉普拉斯变换形式表示的电路网络的响应电流与激励电压之比。转移导纳函数极点和零点的分布与网络的内部元件参数、连接方式以及端口连接的阻抗密切相关。导纳比值函数Transferadmittancefunction电路网络中同一激励电压下，两个响应电流之比。即两个转移导纳函数之比。互阻抗Mutualimpedance多端口电路网络阻抗参数矩阵中的非对角线元素，即两个端口之间的转移阻抗。扫频频率响应分析Sweepfrequencyresponseanalysis，SFRA连续改变外施正弦波激励信号源的频率，测量电路网络在不同频率下的特征函数，并通过分析特征函数的幅频响应或相频响应曲线来诊断绕组变形的技术。外部网络Loadnetwork由与被监测电力变压器的各个绕组相连的变电站其他电力设备、与该变电站连接的输电线路、电源和电力负荷等构成的电路网络。诊断指标Numericalindices通过频率响应曲线计算得到的表征两条频率响应曲线间相关性、差异度的数值指标。总则1）本文件中的频响法在线监测技术，可应用于正常带电运行的被测变压器，无需停电和拆解高压引线；用非带电运行的变压器时，要求绕组连接有其他设备或者接地线，能够为绕组响应电流提供回路。2）传感器和辅助设备的绝缘水平应高于安装位置的过电压，不影响被测变压器的安全运行。3）当激励信号是正弦信号时，要求在每一个扫频频率点保持频率稳定至少20ms，其中前8ms用于等待响应信号达到稳态。4）对于受外界电网影响的网络函数，应在尽量短时间内完成频响信号测量，并记录变电站电网结构和变压器负载电流。4）运行中变压器的高低压绕组之间和各相绕组之间存在基于外部网络的回路，应依次测量各个绕组的特征函数，进行总体诊断。5）检测时应记录变压器内部温度、油中微水含量和分接开关档位。6）监测装置应不影响变压器的正常运行，不增加变压器的安全风险；监测装置应具有接地的金属屏蔽外壳，并且就近可靠接地。原理基本原理在扫频响应法常用的1kHz~1MHz高频率范围，变压器的每个绕组均可等效为一个由分布式线性电阻、电感（互感）、电容等元件构成的无源线性电网络。变压器所有绕组组成了以绕组高压出线端和中性点为端口的无源多端口电网路。变压器绕组多端口网络与外部网络共同组成的网络可以看做具有端口1和端口2的无源二端口网络。以双绕组变压器为例，等效电路示意图如图1所示。若变压器绕组发生变形，绕组的分布电感、电容必然改变，不但被测变压器多端口网络的网络函数会发生变化，而且无源二端口网络的端口网络函数也会随之发生变化。当外部网络参数未发生改变时，通过无源二端口网络的网络函数变化情况，可以诊断被测变压器是否发生变形。同理，两个端口网络函数之比也能够在某些情况下诊断绕组变形。若能获得被测变压器多端口网络的阻抗矩阵参数，并以此来诊断绕组变形，则诊断结果不受外部网络的影响。在线扫频频响法指将一个端口（例如端口1）作为激励端，向该端口施加正弦激励电压信号；并将另一个端口（例如，端口2）作为响应端，测量响应电流信号。通过改变激励正弦信号的频率，获得特征函数的幅频曲线或者相频曲线，并通过分析曲线的的变化情况来诊断绕组变形情况。图1变压器绕组及外部电路等效电路网络示意图特征函数转移导纳函数无源二端口网络的转移导纳函数是响应电流与激励电压之比，如公式（1）所示。其幅值的对数形式如公式（2）所示： （1） （2）式中、和分布表示复频域的转移导纳函数、激励电压和响应电流；H1(f)、U(f)和I(f)分别是它们的幅值；和f分别是角频率和频率；j表示复数的虚部。H1(f)简写为H1。若激励电压为变压器中性点端口电压、响应电流为中性点端口电流，则公式（1）所示的转移导纳函数变成中性点端口的导纳函数。此时的信号注入和测量均在中性点低电位区域，便于现场实施。导纳比函数导纳比函数是激励端口相同、响应端口不同的同一激励电压下两个转移导纳函数之比，如公式（3）所示。其幅值的对数形式如公式（4）所示：（3） （4）式中、、和分布表示复频域的导纳比函数、激励电压、端口1的响应电流和端口2的响应电流；H2(f)、U(f)、I1(f)和I2(f)分别是它们的幅值；和f分别是角频率和频率；j表示复数的虚部。H2(f)简写为H2。互阻抗电力变压器的中性点处于低电位，当监测装置能够满足安全要求时，可以测量中性点的电压，则能够得到变压器多端口网络的中性点端口与绕组高压出线端口之间的互阻抗。该互阻抗能够反映变压器绕组网络的变化，可作为诊断变压器绕组变形的特征函数。该特征函数如公式（5）所示，其幅值的对数变换如公式（6）所示。中性点互阻抗的计算方法参照附件A，不受外部网络的影响。（5）（6）式中是变压器绕组中性点端口与第i个绕组高压端口之间的互阻抗。、、和分布表示复频域的互阻抗函数、中性点电压、端口i的响应电流和端口k的响应电流；H3(f)是互阻抗函数的幅值，简写为H3；和f分别是角频率和频率；j表示复数的虚部。电压传递函数通过高压套管的试验抽头或者电压抽头，可以测量绕组高压出线端的响应电压，则能够得到变压器多端口网络的激励端口与响应端口之间的电压传递函数。该特征函数在形式上与离线频响法一致，如公式（7）所示，其幅值的对数变换如公式（8）所示。 （7） （8）式中、和分布表示复频域的电压传递函数、激励电压和响应电压；H4(f)、U1(f)和U2(f)分别是它们的幅值；和f分别是角频率和频率；j表示复数的虚部。H4(f)简写为H4。特征函数测量方法从接地中性点注入和测量信号激励信号注入利用线圈磁场耦合原理，通过罗果夫斯基线圈型传感器向接地的中性点注入激励信号。其原理如图2，罗果夫斯基线圈套在绕组中性点接地线上，用激励源US向线圈注入电流IS，则中性点接地线中可以感应出电压U，进而在接地线上产生电流i。图2利用线圈从中性点接地线注入激励信号激励信号测量可以采用下列方法测量施加在中性点端口的激励信号：1）测量激励源电压US和电流IS，根据罗果夫斯基线圈的特性推算接地线上的感应电压U和感应电流i。2）利用输入阻抗大于1M的电压测量仪器测量接地线上的感应电压U。测量点应位于罗果夫斯基线圈与中性点套管之间的接地线上，并尽量靠近中性点套管。3）利用电流传感器测量接地线上的感应电流i。测量点应位于罗果夫斯基线圈与中性点套管之间的接地线上，并尽量靠近中性点套管。响应信号测量利用电流传感器测量接地线上的响应电流信号。测量点应位于罗果夫斯基线圈与中性点套管之间的接地线上，并尽量靠近中性点套管。从不接地中性点注入和测量信号激励信号注入其原理如图3所示，利用激励源US通过电容器C向中性点注入激励信号，中性点上将出现激励电压信号U。图2利用电容器从中性点注入激励信号中性点电压信号测量中性点电压信号可通过下列方法进行测量：1）通过中性点电容电阻分压器进行测量；2）通过输入阻抗大于1M的电压测量仪器进行测量。技术要求电容器或电容分压器应满足下列技术要求：1）工频阻抗宜大于1k、1kHz下高频阻抗宜小于500；2）电容器或电容分压器的耐压水平应高于变压器中性点可能出现的过电压。通过耦合线圈从高压出线端注入和测量信号激励信号注入利用线圈磁场耦合原理，通过罗果夫斯基线圈型传感器向绕组高压出线端注入激励信号。如图3所示，线圈放置在高压套管根部外围，激励源US施加在线圈上，线圈磁场在高压套管中的引线上产生感应电压U。图3利用线圈从绕组高压端注入激励信号响应信号测量利用电流传感器测量绕组高压出线端的响应电流信号。电流传感器放置在高压套管根部外围，可参考图3所示线圈位置。技术要求采用耦合线圈从高压出线端注入或者测量信号，应满足下列技术要求：1）激励线圈或者电流传感器放置在绕组高压套管根部时，不能降低套管的外绝缘沿面爬电距离和沿面闪络距离。2）激励线圈或者电流传感器放置位置不能影响套管放油取样、试验抽头试验操作和电压抽头试验操作。通过套管试验抽头或者电压抽头注入和测量信号激励信号注入利用套管试验抽头向绕组高压出线端注入激励信号的原理和现场接线示意如图4所示。套管末屏与高压引出线之间存在电容C1，套管末屏与套管法兰（接地）之间存在电容C2，激励电压源US接入试验抽头时，能够在绕组高压端引出线上产生电压U，作为激励电压信号。为防止试验抽头上出现较高工频电压，在试验抽头上接入保护阻抗Zp，其工频阻抗很小。利用套管电压抽头向绕组高压出线端注入激励信号的原理和现场接线类似图4，利用电压测量屏（即，次屏）与高压引出线之间的电容注入信号。由于此时试验抽头接地，电压抽头可以不接地，因而无需连接保护阻抗Zp。（a）原理图（b）现场接线示意图图4利用试验抽头从绕组高压端注入激励信号激励信号测量1）可根据激励电压源输出电压US和输出电流IS，利用图4a所示电路推算绕组高压端引出线上的电压信号U。2）可将末屏或者次屏对高压引出线之间的电容C1作为变压器绕组电路网络的一部分，取激励源US作为激励电压信号，对US进行测量。响应信号测量基于图5所示的电容分压原理，利用高压套管的试验抽头或者电压抽头测量高压出线端上的响应电压信号。（a）从试验抽头测量信号（b）从电压抽头测量信号图5利用套管抽头测量绕组高压端响应信号技术要求通过套管试验抽头或者电压抽头注入和测量信号，应满足下列技术要求：1）试验抽头上可能出现的过电压幅值不应超过套管末屏对地绝缘和末屏小套管绝缘水平。2）激励源输出端口或者测量仪器输入端口应能够承受试验抽头或者电压抽头上可能出现的过电压。3）注入激励信号不应对末屏或次屏绝缘造成不良影响。从平衡绕组出线端注入和测量信号平衡绕组接地对于具有平衡绕组的变压器，平衡绕组出线端也是变压器绕组多端口网络的一个端口。可参照第6.1条中从接地中性点注入和测量信号的方式，从平衡绕组接地端口注入和测量信号。平衡绕组不接地可参照第6.2条中从不接地中性点注入和测量信号的方式，从平衡绕组不接地端口注入和测量信号。转移导纳测量方法中性点或者平衡绕组接地对于中性点接地或者平衡绕组接地的绕组，从中性点或者绕组接地点注入激励电压信号U，从各绕组高压出线端测量响应电流信号I或者i，并且同时检测中性点激励电压信号U，基本检测回路如图6所示。根据公式（1）和（2）利用响应电流信号与激励电压信号之比计算转移导纳函数的频响特性曲线。图6中性点接地变压器的转移导纳函数测量方法中性点或者平衡绕组不接地对于中性点或者平衡绕组不接地的三相变压器，从其中一相（任一高压绕组、中压绕组或低压绕组）高压线端注入激励电压信号U，从其他相（任一高压绕组、中压绕组或低压绕组）高压线端测量响应电流信号Ij或ij，基本检测回路如图7所示。根据公式（1）和（2）利用响应电流信号与激励电压信号之比计算转移导纳函数的频响特性曲线。图7中性点不接地变压器的转移导纳函数测量方法转移导纳比值测量方法基于图6或者图7所示的转移导纳测量回路，固定激励信号注入点位置不变，同时测量某两相绕组（高压绕组或低压绕组）高压端响应电流或中性点电流，根据公式（3）和（4）利用两个响应电流之比计算转移导纳比函数的频响特性曲线。中性点互阻抗测量方法基本检测回路如图8所示，依次从变压器每一个端口（若变压器中性点接地，则包括中性点）注入激励电压信号U，从高压绕组、低压绕组的每一相高压侧测量响应电流信号Ij，并且测量中性点接地线上的响应电压U0和响应电流信号I0。具体测量方法见附录A。根据附件A中的矩阵方程(A-2)或者(A-4)，计算中性点互阻抗，进而根据公式（5）和（6）计算中性点对各绕组高压出线端互阻抗函数的频响特性曲线。该方法可用于测量平衡绕组接地变压器中平衡绕组接地端口对其他端口的互阻抗函数。图8中性点互阻抗函数测量方法示意图分析诊断诊断原则基本原则采用在线频响法诊断变压器绕组变形，应遵循下列基本原则：1）应对相同电压等级的三相绕组频响曲线进行纵向、横向以及综合比较，通过特征指标判断绕组特征函数频响特性的变化。2）在线频响法测量结果的影响因素多，应采用多个特征函数的特征指标进行综合分析。检测与诊断周期在线频响法检测与诊断周期，应遵循下列原则：1）宜按照基准值数据库建库要求制定检测时间，在线检测结果纳入基准值数据库。2）应在变压器遭受出口短路冲击、雷电冲击之后进行诊断。纵向比较法基本概念纵向比较法基本概念参见DL/T911。诊断条件采用转移导纳函数和导纳比函数开展纵向比较时，要求当前测量值与基准值所在测量时刻的变电站网络结构、负荷电流、油温基本一致；中性点接线方式和分接开关档位相同。基准值数据库为实施基于转移导纳函数和导纳比函数的纵向比较，应建立基准值数据库，以便能够从基准值数据库中选出符合第7.2.2条规定的基准值。建立基准值数据库时，应该采用不同时间段的随机性原则，避免数据库中的元素之间存在人为的强相关性。变压器经过绕组、引出线或套管维修更换之后，应重新建立基准值数据库。横向比较法基本概念横向比较法基本概念参见DL/T911。诊断条件开展基于转移导纳函数和导纳比函数的横向比较时，应满足下列条件：1）同一台变压器的不同相别之间的横向对比时，三相负荷基本平衡；2）两台变压器之间的横向对比时，变压器对应的变电站网络结构、负荷电流、油温基本一致；中性点接线方式和分接开关档位相同。综合分析法基本概念综合分析法基本概念参见DL/T911。诊断条件开展综合分析诊断，应满足下列条件：1）应包含在线监测数据变化趋势分析，避免在线监测装置测量误差和装置故障造成错误诊断结果2）应包含变压器遭受异常工况（包括遭受电路电流冲击、过电压冲击）信息。频响曲线波形分析该方法参见DL/T911。诊断指标特征函数选择7.6.1.1对于星型连接且中性点接地的变压器绕组，优先选用转移导纳函数作为该绕组的特征函数，且激励信号应从中性点注入。7.6.1.2对于无接地中性点的绕组，应从该电压等级绕组的某一相高压侧注入激励信号，从另外两相绕组高压侧测量响应信号，优先选用转移导纳比值作为该电压等级绕组的特征函数。7.6.1.3在有条件测量变压器中性点互阻抗时，应测量中性点互阻抗，以消除变电站网络及变压器负载的影响。相关系数相关系数诊断指标和判据参见DL/T911。欧氏距离欧式距离可反应两条波形之间的距离大小，可作为辅助手段分析变压器的绕组变形情况。当绕组发生变形缺陷时，相对于正常情况下的频响曲线，其曲线会发生偏移，当偏移程度越大时，欧式距离越大。具体结果还应根据变压器的运行情况及其他信息综合判断。欧氏距离的计算方法参见附录B。装置组成与性能要求装置组成监测装置整体构成监测仪整体构成如图12所示，包括传感单元、激励单元、信号调理单元、采集单元、分析单元、通讯单元以及配件。图12变压器绕组变形频率响应法在线检测仪整体构成示意传感单元传感单元分为激励传感器和响应传感器，均为磁场耦合原理的线圈式传感器。激励传感器用于将激励信号耦合到绕组中，宜安装于套管根部地电位处。响应电流传感器用于测量绕组的高压出线端响应电流信号，宜安装于套管根部地电位处。激励单元激励单元用于给激励传感器提供大功率激励信号。激励单元根据激励信号波形可分为正弦激励源和脉冲激励源。信号调理单元信号调理单元用于处理传感器输出信号，提高响应信号信噪比。主要实现信号放大和滤波功能，能够自动调节增益，可以在大工频噪声背景下测得微伏级的扫频信号。采集单元系统采集单元用于完成多路响应信号的同步采集和数据存储。分析单元系统分析单元用于完成信号特征函数提取、传递函数计算、频响曲线绘制、频响指纹计算、频响曲线的分析诊断和诊断结果的存储与展示。通讯单元系统通讯单元用于监测仪与互联网或者变电站设备状态监测平台通讯，上传监测结果。配件单元配件单元包括信号通道保护器（防止短路电流、雷电流等损坏监测仪）、多路切换开关（用于切换激励注入通道和响应测量通道，实现对多个绕组的轮流检测）和信号电缆。性能要求传感器传输阻抗传感器在1kHz~1MHz频段范围内的传输阻抗应不小于5mV/mA。测量频率最大读数时所对应的频率应位于1kHz~1MHz范围内，且-6dB带宽包括1kHz~1MHz频率范围。高压正弦激励源频率误差输出信号包括1kHz~1MHz范围，频率递进步长不大于0.1kHz，频率误差不大于0.01%。高压正弦激励源幅值误差输出信号在1kHz~1MHz范围内幅值不小于100Vpp，幅值误差不大于1%。高压脉冲激励源上升时间输出信号为双指数波形，脉冲上升时间（10%~90%）不大于35ns。高压脉冲激励源幅值输出信号为双指数波形，脉冲峰值绝对值不小于100V。系统采集单元系统采集单元指标参数基本要求参见表3。系统采集单元参数名称参数采样速率单通道不低于50MS/s采样精度模数转换位数不小于12位信号通道数不小于4个独立采样通道系统分析单元系统分析单元具备信号特征函数提取、传递函数计算、频响曲线绘制、频响指纹计算、频响曲线的分析诊断和诊断结果的存储与展示功能。系统采集单元指标参数基本要求参见表4。系统分析单元参数名称参数操作界面全中文界面曲线显示至少可同时显示9条曲线数据格式符合DLT911-2016附录B分析功能支持DLT911-2016附录C的分析功能参数设置可设置测试参数系统通讯单元系统通讯单元具备互联网联网功能、与计算机点对点连接功能和优盘数据拷贝功能，能够将频响曲线及数值指标传输给其他计算机或者系统平台。配件单元保护器能够在变压器遭受近区短路冲击和遭受雷电冲击时，保护监测仪各单元不受损坏。检验方法项目及要求除环境影响试验之外，其它试验项目应在如下试验环境中进行：环境温度：+15℃+35℃。相对湿度：25%75%。大气压力：80kPa110kPa。通用技术条件试验通用技术条件试验项目参照DLT1498.1-2016《变电设备在线监测装置技术规范第1部分：通则》中的相关条目执行。功能检验按照8.1进行逐项检查，所有功能应能正确运行。性能特性测试传感器传输阻抗试验传感器传输阻抗试验接线图如图3所示。-匹配电阻QUOTER0-无感电阻。传感器传输阻抗试验接线图试验回路应满足如下要求：校准夹具在100Hz10MHz频带范围内，驻波比：<2：1。扫频仪扫描频率设置为1kHz1MHz，测量幅频特性曲线，进行系数换算（*50），可得最终传感器传输阻抗曲线图。传输阻抗曲线最小值应不小于5mV/mA。试验回路应满足如下要求：R0QUOTER0宜为50Ω±0.2%的无感电阻；被检传感器的输出端应配50Ω的负载，并通过50欧同轴电缆（长度1米）接扫频仪。测量频率试验传感器频率范围试验接线图如图4所示。QUOTEUS-正弦信号发生器US-正弦信号发生器；-匹配电阻QUOTER0-无感电阻；QUOTEM0M0-被检仪器。测量频率试验接线图采用信号发生器US输出频率可调、峰值为100Vpp的电压，在100Hz2MHz范围内以100Hz步长改变频率（改变频率时须保持US峰值为100Vpp不变），记录在各频率点下被检仪器（含传感器）的读数。被检仪器（含传感器）最大读数时所对应的频率应位于1kHz~1MHz范围内，且-6dB带宽包括1kHz~1MHz频率范围。高压正弦激励源频率误差试验依据JJG840-2015《函数发生器检定规程》，测量激励源在100Vpp输出的频率误差，测量频点应包括：1kHz、2kHz、5kHz、10kHz、20kV、50kHz、100kHz、200kHz、500kHz、1000kHz。各频点频率误差不大于0.01%。高压正弦激励源幅值误差试验依据JJG840-2015《函数发生器检定规程》，设置激励源输出幅值为100Vpp时的幅值误差，测量频点应包括：1kHz、2kHz、5kHz、10kHz、20kV、50kHz、100kHz、200kHz、500kHz、1000kHz。各频点幅值误差不大于1%。高压脉冲激励源上升时间试验依据JJG490-2002《脉冲信号发生器检定规程》，设置激励源输出为100V，测量幅值由10%峰值上升至90%峰值的时间。脉冲上升时间（10%~90%）不大于35ns。高压脉冲激励源幅值试验依据JJG490-2002《脉冲信号发生器检定规程》，设置激励源输出为100V，测量幅值由10%峰值上升至90%峰值的时间。脉冲幅值绝对值不低于100V。检验规则电力变压器频率响应法在线监测装置的检验分为型式试验、出厂试验、用户抽检和定期试验四类。检验项目见表5。电力变压器绕组变形频率响应法在线监测装置检验项目序号检验项目技术要求试验方法型式试验出厂试验用户抽检定期试验1结构和外观检查DL/T1498.1-20165.11DL/TWXXXX6.10●●●●2功能检验基本功能DL/T1498.1-20165.3DL/T1498.1-20166.2●●●●3专项功能6.3.27.3●●●●4性能特性测试传感器传输阻抗8.2.19.4.1●●●●5频率范围8.2.19.4.2●●●●6高压正弦激励源频率误差8.2.29.4.3●●●●7高压正弦激励源幅值误差8.2.29.4.4●●●●8高压脉冲激励源上升时间8.2.29.4.5●●●●9安全试验绝缘电阻DL/T1498.1-20165.5.1DL/T1498.1-20166.4.1●●○×10介质强度试验DL/T1498.1-20165.5.2DL/T1498.1-20166.4.2●●○×11环境适应性试验低温试验DL/T1498.1-20165.7.1DL/T1498.1-20166.6.1●×○×序号检验项目技术要求试验方法型式试验出厂试验用户抽检定期试验12环境适应性试验高温试验DL/T1498.1-20165.7.2DL/T1498.1-20166.6.2●×○×13恒定湿热试验DL/T1498.1-20165.7.3DL/T1498.1-20166.6.3●×○×14温度变化DL/T1498.1-20165.7.4DL/T1498.1-20166.6.4●×○×15机械性能试验振动试验DL/T1498.1-20165.8.1DL/T1498.1-20166.7.1●○○×16冲击试验DL/T1498.1-20165.8.2DL/T1498.1-20166.7.2●×××17碰撞试验DL/T1498.1-20165.8.3DL/T1498.1-20166.7.3●×××18电磁兼容性试验静电放电抗扰度试验DL/T1498.1-20165.6.1DL/T1498.1-20166.5.1●×○×19射频电磁场辐射抗扰度试验DL/T1498.1-20165.6.2DL/T1498.1-20166.5.2●×○×20电快速瞬变脉冲群抗扰度试验DL/T1498.1-20165.6.3DL/T1498.1-20166.5.3●×○×21浪涌（冲击）抗扰度试验DL/T1498.1-20165.6.4DL/T1498.1-20166.5.4●×○×22射频场感应的传导骚扰抗扰度试验DL/T1498.1-20165.6.5DL/T1498.1-20166.5.5●×○×23工频磁场抗扰度试验DL/T1498.1-20165.6.6DL/T1498.1-20166.5.6●×○×24脉冲磁场抗扰度试验DL/T1498.1-20165.6.7DL/T1498.1-20166.5.7●25阻尼振荡磁场抗扰度试验DL/T1498.1-20165.6.8DL/T1498.1-20166.5.8●×○×26电压暂降抗扰度试验DL/T1498.1-20165.6.9DL/T1498.1-20166.5.9●×○×27外壳防护性试验防尘试验DL/T1498.1-20165.9.1DL/T1498.1-20166.8.1●×○×28防水试验DL/T1498.1-20165.9.2DL/T1498.1-20166.8.2●×○×29连续通电试验DL/T1498.1-20165.9.3DL/T1498.1-20166.8.3●×○×●表示应进行检验的项目，○表示需要时可进行检验的项目，×表示可不进行检验的项目。型式试验型式试验是制造厂家将装置送交具有资质的检测单位，由检测单位依据试验条目完成检验，检验项目见表9。当出现下列情况之一时，应进行型式试验：新产品定型，投运前；连续批量生产的装置每四年一次；正式投产后，如设计、工艺材料、元器件有较大改变，可能影响产品性能时；国家技术监督机构或受其委托的技术检验部门提出型式试验要求时；合同规定进行型式试验时。出厂试验每台装置出厂前，应由制造厂的检验部门进行出厂检验，全部检验合格后，附有合格证，方可允许出厂。检验项目见表9。入网检测试验入网检测是对新产品、改型产品或初次进入运行单位应用的电力变压器频率响应法在线监测装置进行的检测，试验合格后，方可投入运行。检验项目见表9。到货抽检到货抽检是对待验收使用的在线监测装置进行的抽样检测，应按照每个供应商、每种型号不少于10%的比例（至少1台）抽检，若抽检发现任意一台不合格，该供货商同型号产品需全部接受检测，仪器检测合格后，方可正式使用。检验项目见表9。定期试验使用中的电力变压器频率响应法在线监测装置首次检验和每2年检验一次定期检验，以保证测量仪器的准确可靠。检验项目见表9。标志、包装、运输、贮存标志每台装置应有明晰的铭牌，内容如下：a) 装置型号；b) 产品全称；c) 制造厂全称及商标；d) 额定参数；e) 出厂年月及编号。包装箱上应有如下标记：发货厂名、产品名称、型号；包装箱外形及毛重；包装箱外面书写“防潮”、“小心轻放”、“不可倒置”等字样。包装产品包装前的检查产品的合格证书、产品说明书、出厂检测报告、装箱清单、附件、备品备件齐全；产品外观无损伤；产品表面无灰尘。包装的一般要求产品应有内包装和外包装，包装应有防尘、防雨、防水、防潮、防震等措施。运输产品应适用于陆运、空运、水（海）运，运输装卸包装箱应按标准进行操作。贮存包装好的装置应存贮在环境温度为-40℃+60℃、湿度不大于85%的库房中，室内无酸、碱、盐及腐蚀性、爆炸性气体，不受灰尘雨雪的侵蚀。长期贮存，每隔36个月开机检查。

（参考性附录）

变压器绕组中性点互阻抗计算方法变压器绕组的多端口等效网络带电运行变压器与外部网络连接，响应电流受到外部网络的影响，而且除了中性点响应电压容易获取之外，绕组高压引出线一侧的响应电压信号难以得到。即使中性点不接地，鉴于中性点工频电压比较低，可采用绝缘要求不太高的仪器测量中性点上的扫频电压信号。响应信号的不完整，制约了对被测变压器绕组自身传递函数的构建。若想要在传递函数中排除外部网络的影响，至少需要一个电压信号（可以选择中性点扫频电压信号，或者铁芯接地线扫频电压信号），并且利用多次测量、多路信号同步测量来弥补信息的不足。此时变压器等效为多端口网络，其与外部网络的连接情况如图4所示，其中端口0是变压器的中性点。（a）变压器中性点接地（b）变压器中性点不接地图4变压器的等效多端口电路网络（以三相双绕组变压器为例）变压器绕组中性点互阻抗测算方法激励源依次从变压器的每一个端口注入信号，测量每一个端口的响应电流信号，以及中性点的电压信号。根据无源多端口网络的中性点端口电压方程，利用轮流检测数据，针对中性点接地变压器可以构造出矩阵方程(A-1)。对该矩阵方程进行变换，可得到关于变压器中性点端口与其他端口之间互阻抗，如(A-2)所示。该互阻抗不受外部网络影响，可作为能够反映变压器绕组电气特性的传递函数使用。 （A-1） . （A-2）式中U00是激励从中性点注入时中性点的扫频电压向量，Iij是激励从j号端口注入时端口i上的响应电流向量，z0i是变压器中性点与端口i之间的互阻抗。根据无源多端口网络的中性点端口电压方程，利用轮流检测数据，针对中性点不接地变压器可以构造出矩阵方程(A-3)。对该矩阵方程进行变换，可得到关于变压器中性点端口与其他端口之间互阻抗，如(A-4)所示。该互阻抗不受外部网络影响，可作为能够反映变压器绕组电气特性的传递函数使用。 (A-3) (A-4)式中U0i是激励从i号端口注入时中性点的扫频电压向量，Iij是激励从j号端口注入时端口i上的响应电流向量，z0i是变压器中性点与端口i之间的互阻抗。

（资料性附录）

欧氏距离计算方法欧式距离可反映m维空间中两个点之间的真实距离，两条曲线和之间的欧氏距离计算公式为：（B-1）

电力变压器绕组变形频率响应法在线监测技术规范编制说明

一、编制目的在运用现有离线频响法检测变压器绕组变形情况时，要求变压器退出运行，并且要拆解高压引线，使被测变压器独立于电力网络。这种解线操作费时费力，因停运造成的经济损失巨大。而且变压器难有停电检测机会。在线频响法无需停电即可对变压器进行绕组变形检测，克服了上述缺点。但是在线频响法是一种新型检测技术，需要进行规范。二、主要原则和思路本文件主要根据以下原则编制：a)鉴于离线频响法和在线频响法的基本诊断原理一致，只是改变了信号的检测形式，因而本文件以现有离线频响法检测标准为基础，参考了离线频响法诊断绕组变形的分析方法、数值指标和诊断判据。b）重点考虑了在线频响法与离线频响法的应用场景差异，即在线监测时变压器处于电力网络之中，并不独立，而且难以获取绕组高压出线端的响应电压信号，从而在激励信号注入、响应信号测量、传递函数构造、分析诊断条件等方面进行了适应性规定。C）对于实施在线频响法的监测仪进行了适应性规定，包括装置的性能指标要求和额定电压试验、额定电流试验、准确度检测试验、抗电磁骚扰试验等试验项目及其合格要求。三、与其他标准的关系本文件与相关技术领域的国家现行法律、法规和政策保持一致。本文件涉及知识产权问题。四、主要工作过程1.在线传递函数标准制定参考一台SFSZ11-180000/220kV变压器，以A相绕组为例，构建传递函数，研究在绕组高压鼓包和轴向位移故障情况下的传递函数H1~H3，并于离线检测传递函数H0作对比，得到频响曲线相关系数随故障程度变化曲线如图1所示，可以得出，离线检测和在线检测传递函数的相关系数在各个频段变化趋势基本一致，因此数据归一化处理后，在线和离线检测传递函数的判据可采用同一套标准。（a）A相绕组鼓包（b）a相绕组轴向位移图1鼓包位移故障频响曲线相关系数图继续对各个传递函数的特征函数进行分析，以判断各特征函数反映绕组变形种类和变形程度的能力。特征函数的评价指标有三个：单调性、线性度和灵敏度。单调性描述的是曲线的递增递减特征，一个好的特征函数应该随着变形程度的增加单调递增或者单调递减。线性意味着变化规律可以用直线表示，特征函数的线性对定量诊断至关重要。因此为了量化特征函数的线性指标，对其进行了回归分析。这是一种统计算法，以定义两个变量间的线性耦合程度。线性回归分析输出的是处于0~1之间的决定系数rd。rd越接近1表明线性度越高，当rd等于1时，则表示自变量和因变量之间存在完全的线性关系。灵敏度高的特征函数是指当绕组存在相同程度的变形时，特征值变化幅度大。灵敏度越高的参数，表现形式为随变形程度而变化的曲线的拟合斜率绝对值k越大。上述传递函数的相关系数R评价指标结果如下表所示，可以得出结论，在线传递函数对于鼓包变形的灵敏度稍微优于离线传递函数，而对于位移变形的灵敏度比离线传递函数稍差；在线传递函数的特征函数的线性度普遍优于离线传递函数。表1传递函数H0~H3最佳特征函数的评价指标对比Table1ThecomparisonofevaluationindexsofthecharacteristicparametersoftransferfunctionsH0-H3特征值指标H0H1H2H3鼓包位移鼓包位移鼓包位移鼓包位移RHFRHFEDMFEDRMFEDLFRHFEDHFrd0.9480.9460.9000.9950.9450.9990.9520.992k0.3951.0150.4040.8750.3841.0400.3810.994注：RLF——低频段相关系数；RMF——中频段相关系数；RHF——高频段相关系数；RTF——整频段相关系数；EDLF——低频段欧氏距离；EDMF——中频段欧氏距离；EDHF——高频段欧氏距离；EDTF——整频段欧氏距离通过上述验证，可以发现，绕组变形在线检测和离线检测传递函数得到的频响曲线随着故障程度的变化趋势基本一致，因此离线检测传递函数的判据适用于在线检测。而且，在线检测的灵敏度优于离线检测。因此，在线检测传递函数的构造不仅可以解决变压器绕组变形带电检测的问题，而且在反映变形程度方面的能力不比离线检测的差。2.考虑到频响法在线监测时，每次注入的激励信号为固定频率的正弦信号，该信号会在变电站复杂网络中不断传播，需要等到信号达到稳定值，即信号经过折反射衰减至0，端口处测得的响应电压电流达到固定不变的正弦值，才能用来构造传递函数，因此需要统计信号稳定所需时间。本次研究利用了一种时域近似求解传输线方程的数值方法，即有限差分法或者FDTD（Finite-Difference，Time-Domain）法搭建了完整的变压器模型，在Simulink仿真软件中实现封装模块化。并在Simuli