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MERB-I变压器绕组变形测试仪线圈变形种类以及变形在等值电路中的等效改变

来源:武汉摩恩   发布时间:2018-04-12

MERB-I变压器绕组变形测试仪线圈变形种类以及变形在等值电路中的等效改变
我们知道线圈变形的原因主要有两种。一是运输途中剧烈地碰撞,二是发生近区短路时电磁力的破坏作用。但并非所有的变形都会立即危及运行,所以必须对变形的种类及变形面积、变形位置、变形程度进行一定的估计和分析,作为综合判断的手段之一。
线圈变形主要有以下几种形式:
整体变形
整体位移:这种变形是常见运输过程中的震动冲击力造成的,这种变形一般整体情况良好,只是线圈之间相对移动。这种变形一般不改变线圈的电感量和饼间电容,只改变线圈对地电容。所以其频谱图上各谐振峰点都存在,只是都向高频方向平移。另外在受电动力时,如有几根撑条受力移动位置或脱落,在受力消失后,则在原来的压紧力的作用下向一边偏芯,同时由于电动力造成内线圈收缩或外线圈扩张,高低压线圈之间的距离改变,对地电容减小,使谐振频率均向高频方向移动。谐振频率的改变量在较小的变化时与变形量成正比。其频谱图上的最大特征是,各谐频率峰都对应存在,只是平移。这种变形一般引线都分别被牵动,300kHz以上将有一定的改变。
整体压缩:线圈在电磁力或制造工艺的原因,会出现高度尺寸上的压缩。线圈在高度上的减小,将使线圈的总电感增加;同时使线圈饼间的电容增加。在对应的频谱图上,变形相曲线将出现第一个谐峰向低频方向移动;同时第一谐峰还将伴随着幅值升高;中高频部分的曲线与正常相的频谱曲线相同。
整体拉伸:线圈在出现固定压板松动、垫块失落等情况时,会出现高度尺寸上的拉伸。线圈在高度上的增加,将使线圈的总电感减小;同时使线圈饼间的电容下降。在对应的频谱图上,变形相曲线将出现第一个谐峰向高频方向移动;同时第一谐振峰还将伴随着幅值下降;中高频部分的曲线与正常相的频谱曲线相同。
局部变形
局部变形是指线圈的总高度未发生改变,或等效直径和线圈厚度尚未出现大面积的改变;只是部分线圈的尺寸分布均匀度改变,或部分线饼出现小程度等效直径的改变,线圈的总电感基本不变,所以故障相和非故障的频谱曲线在低频段的第一个谐振峰点处将重合,随着部分变形面积的大小,对应的后续几个谐振峰将发生位移。
局部压缩和拉开变形:这种变形一般认为是由于电磁作用力造成的,由于同方向的电流产生的斥力,在线圈两端被压紧时,这种斥力会将个别垫块挤出,造成部分被挤压,而部分被拉开。这种变形在两端压钉未动的条件下,一般不会牵动引线;这种变形一般只改变饼间的距离(轴向),在等值电路中体现在并联电感上的电容(饼间电容)的改变上。引线未被牵动的条件下,频谱的高频部分将变化很小。线圈整体并未被压缩,只有部分饼间距离拉开;部分饼间距离压缩。频率图上可以看到,有部分谐峰向高频方向移动,并伴随着峰值下降;而有部分谐振峰向低频方向移动,并伴随着峰值升高。变形面积和变形程度可以通过比较谐振峰点明显移动所处的位置(第几个峰),及谐振峰的移动量来估计分析。变形绕组所对应的图谱中,其谐振峰之间的频率差的均匀性变差,可以用此特征来区别。局部压缩和拉开变形程度较大时,低频与中频段有些谐振峰会重叠,个别峰会消失,有些谐振峰幅值升高。
匝间短路:如果线圈发生金属性匝间短路,线圈的整体电感将会明显下降,线圈对信号的阻碍大大减小。对应到频谱图,其低频端的谐振峰将会明显的向高频方向移动,对应的第一谐振峰消失。同时由于阻碍减小,频响曲线在低频段将会向衰减减小的方向移动,即曲线上移10—20db以上;另外由于Q值下降,频谱曲线上谐振峰谷之间的差异将减少。中频和高频段的频谱曲线与正常线圈的图谱重合。
线圈断股:线圈断股时,线圈的整体电感将会略有增大。对应到频谱图,其低频端的谐振峰将会向低频方向略有移动,幅值上的衰减基本不变;中频和高频段的频谱曲线与正常线圈的图谱重合。
金属异物:在正常线圈中,如果在线饼中存在金属异物,虽然对低频总电感影响不大,但饼间电容将增大。频谱曲线的低频部分谐振峰将向低频方向移动,中高频部分曲线的幅值将有所升高。
引线位移:引线发生位移时,不影响电感,所以频谱曲线的低频段应完全重合,只在200~500kHz部分的曲线发生改变,主要是衰减幅值方面的变化。引线向外壳方向移动则频谱曲线的高频部分向衰减增大方向移动,曲线下移;引线向线圈靠拢,则频谱曲线的高频部分向衰减减小方向移动,曲线上移。
轴向扭曲:轴向扭曲是在电动力作用下,线圈向两端顶出,在受到两端压迫时,被迫从中部变形,若原变压器的装配间隙较大或有撑条受迫移位,则线圈在轴向扭成S状;这种变形由于两端未变动,所以只改变了部分饼间电容和部分对地电容。饼间电容和对地电容都将减小,所以频谱曲线上将发生谐振峰向高频方向移动,低频附近的谐振峰值略下降,中频附近的谐振峰点频率略有上升,而且300kHz~500kHz的频谱曲线基本上保持原趋势。
线圈辐向变形:在电动力作用下,一般内线圈是向内收缩,由于内撑条的限制,线圈可能发生辐向变形,其边缘呈现锯齿状,这种变形将使电感略有减小,对地电容也略有改变,所以在整个频率范围内的谐振峰均向高频方向略移动。外线圈的辐向变形主要是向外膨胀,变形线圈总电感将增加,但内外线圈间的距离增大,线饼对地电容减小。所以频谱曲线上第一个谐振峰和谷将向低频方向移动,后面的各峰谷都将向高频方向移动。内线圈发生幅向收缩时,对应图谱曲线的第一谐振峰将向高频方向移动,并伴随着幅值升高。
分接开关烧蚀(各档位检查):带有分接开关的线圈,如果触点烧蚀面较大,在高频小电流通过时,由于油膜的影响,会出现小电流下的接触问题,其开关等值电路可以认为是一个低阻值电阻和一个电容的并联,这个电路插在电感电路上时,与各支路电感电容谐振,会产生很多的谐振峰。由于电阻的存在,无法形成大的谐振,使谐振曲线上产生很多毛刺,特别曲线在40dB以下时。谐振曲线的总轮廓与正常曲线基本重合。

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