一、儀器概述

      HDRZ-3000變壓器繞組變形測(cè)試儀根據(jù)對(duì)變壓器內(nèi)部繞組特征參數(shù)的測(cè)量，采用內(nèi)部故障頻率響應(yīng)分析(FRA)方法，能對(duì)變壓器內(nèi)部故障作出準(zhǔn)確判斷。

     變壓器設(shè)計(jì)制造完成后，其線圈和內(nèi)部結(jié)構(gòu)就確定下來(lái)，因此對(duì)一臺(tái)多繞組的變壓器線圈而言，如果電壓等級(jí)相同、繞制方法相同，則每個(gè)線圈對(duì)應(yīng)參數(shù)(Ci、Li)就應(yīng)該是確定的。因此每個(gè)線圈的頻域特征響應(yīng)也隨之確定，對(duì)應(yīng)的三相線圈之間其頻率圖譜具有一定可比性。

     變壓器在試驗(yàn)過程中發(fā)生匝間、相間短路，或在運(yùn)輸過程中發(fā)生沖撞，造成線圈相對(duì)位移，以及運(yùn)行過程中在短路和故障狀態(tài)下因電磁拉力造成線圈變形，就會(huì)使變壓器繞組的分布參數(shù)發(fā)生變化。進(jìn)而影響并改變變壓器原有的頻域特征，即頻率響應(yīng)發(fā)生幅度變化和諧振頻點(diǎn)偏移等。并根據(jù)響應(yīng)分析方法研制開發(fā)的變壓器繞組測(cè)試儀，就是這樣一種新穎的變壓器內(nèi)部故障無(wú)損檢測(cè)設(shè)備。它適用于63kV～500kV電力變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)故障檢測(cè)。

     HDRZ-3000變壓器繞組變形測(cè)試儀是將變壓器內(nèi)部繞組參數(shù)在不同頻域的響應(yīng)變化經(jīng)量化處理后，根據(jù)其變化量值的大小、頻響變化的幅度、區(qū)域和頻響變化的趨勢(shì)，來(lái)確定變壓器內(nèi)部繞組的變化程度，進(jìn)而可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果判斷變壓器是否已經(jīng)受到嚴(yán)重破壞、是否需要進(jìn)行大修。

      對(duì)于運(yùn)行中的變壓器而言，無(wú)論過去是否保存有頻域特征圖，通過比較故障變壓器線圈間特征圖譜的差異，也可以對(duì)故障程度進(jìn)行判斷。當(dāng)然，如果保存有一套變壓器原有的繞組特征圖，更易對(duì)變壓器的運(yùn)行狀況、事故后分析和維護(hù)檢修提供更為精確有力的依據(jù)。

變壓器繞組變形測(cè)試儀由筆記本電腦及單片機(jī)構(gòu)成高精度測(cè)量系統(tǒng),結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)單，具有較完備的測(cè)試分析功能，對(duì)照使用說(shuō)明書或經(jīng)過短期培訓(xùn)即可自行操作使用。

二、 技術(shù)特點(diǎn)

      1、采集控制采用高速、高集成化微處理器。

      2、筆記本電腦與儀器之間通信USB接口。

      3、使用工控機(jī)與測(cè)量?jī)x器一體化，在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)不需使用移動(dòng)電腦。

      4、硬件機(jī)芯采用DDS數(shù)字高速掃頻技術(shù)(美國(guó))，通過測(cè)試可以準(zhǔn)確診斷出繞組發(fā)生扭曲、鼓包、移位、傾斜、匝間短路變形及相間接觸短路等故障。

      5、高速雙通道16位A/D采樣(現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)改變分接開關(guān)，波形曲線有明變化)。

      6、信號(hào)輸出幅度軟件調(diào)節(jié)，大幅度峰值±10V。

      7、計(jì)算機(jī)將檢測(cè)結(jié)果生成電子文檔(Word)

      8、儀器具有線性掃頻測(cè)量和分段掃頻測(cè)量雙測(cè)量系統(tǒng)功能,兼容當(dāng)前國(guó)內(nèi)兩種技術(shù)流派的測(cè)量模式

      9、幅頻特性符合關(guān)于幅頻特性測(cè)試儀的技術(shù)指標(biāo)。橫坐標(biāo)（頻率）具有線性分度及對(duì)數(shù)分度兩種，因此打印出的曲線可以是線性分度曲線也可以是對(duì)數(shù)分度曲線，用戶可根據(jù)實(shí)際需要選用。

      10、檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析系統(tǒng),

                 橫向比較A、B 、C三相之間進(jìn)行繞組相似性比較,

                                                 其分析結(jié)果為:

                                                                       ①*性很好

                                                                       ②*性較好

                                                                       ③*性較差

                                                                       ④*性很差,

                縱向比較A-A、B-B、C-C調(diào)取原數(shù)據(jù)與當(dāng)前數(shù)據(jù)同相之間進(jìn)行繞組變形比較，

                                                其分析結(jié)果為: 

                                                                        ①正常繞組

                                                                        ②輕度變形

                                                                        ③中度變形

                                                                        ④嚴(yán)重變形

      11、可自動(dòng)生成Word電子文檔，供保存和打印。

      12、該儀器*電力標(biāo)準(zhǔn)DL/T911－2004《電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法》的技術(shù)條件。

三、 主要技術(shù)參數(shù)

      3.1 掃描方式： 

                        1. 1、線性掃描分布

                                          掃頻測(cè)量范圍：(10Hz)-(10MHz)40000掃頻點(diǎn)、分辨率為0.25kHz、0.5kHz和1kHz。

                        2. 分段掃頻測(cè)量分布

                                         掃頻測(cè)量范圍：(0.5kHz)-(1MHz)、2000掃頻點(diǎn)；

                                                                 (0.5kHz)-(10kHz)

                                                                 (10kHz)-(100kHz)

                                                                 (100kHz)-(500kHz)

                                                                 (500kHz)-(1000kHz)

     3.2其他技術(shù)參數(shù)

                    1. 幅度測(cè)量范圍: (-120dB)至(+20dB)

                    2. 幅度測(cè)量精度: 0.1dB

                    3. 掃描頻率精度: 0.01%

                    4. 信號(hào)輸入阻抗：1MΩ

                    5. 信號(hào)輸出阻抗：50Ω

                    6. 信號(hào)輸出幅值：±20V

                    7. 同相測(cè)試重復(fù)率：99.9%

                    8. 測(cè)量?jī)x器尺寸(長(zhǎng)寬高)300X340X120(mm)

                    9. 儀器鋁合金箱尺寸(長(zhǎng)寬高)310X400X330(mm)

                    10.總體重量:10Kg

四、 使用特點(diǎn)

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)主要形式

分析風(fēng)電并網(wǎng)的影響，首先要考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)類型的不同。不同風(fēng)電機(jī)組工作原理、數(shù)學(xué)模型都不相同，因此，分析方法也有差異。目前國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)選用機(jī)組主要有3種：

1.1異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)

目前是我國(guó)主力機(jī)型，國(guó)內(nèi)已運(yùn)行風(fēng)電場(chǎng)大部分機(jī)組是異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)。主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，此種發(fā)電機(jī)為定速恒頻機(jī)組，運(yùn)行中轉(zhuǎn)速基本不變，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在風(fēng)能轉(zhuǎn)換 佳狀態(tài)下的機(jī)率比較小，因而，發(fā)電能力比新型機(jī)組低。同時(shí)，運(yùn)行中需要從電力系統(tǒng)中吸收無(wú)功功率。為滿足電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)功率因素的要求，采用在機(jī)端并聯(lián)補(bǔ)償電容器的方法，其補(bǔ)償策略是異步發(fā)電機(jī)配有若干組固定容量電容器。由于風(fēng)速大小隨機(jī)變化，驅(qū)動(dòng)異步發(fā)電機(jī)的風(fēng)機(jī)不可能經(jīng)常在額定風(fēng)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)

兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)普遍采用雙饋異步發(fā)電機(jī)形式，是目前世界主力機(jī)型，該機(jī)型稱為變速恒頻發(fā)電系統(tǒng)。由于風(fēng)力機(jī)變速運(yùn)行，其運(yùn)行速度能在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，使風(fēng)機(jī)風(fēng)能利用系數(shù)Cp得到優(yōu)化，獲得高的系統(tǒng)效率;可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)較平滑的電功率輸出;與電網(wǎng)連接簡(jiǎn)單，發(fā)電機(jī)本身不需要另外附加的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)功率因素一定范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)，例如從0.95先到0.95滯后范圍內(nèi)，因而具有調(diào)節(jié)無(wú)功功率出力的能力。

1.3直驅(qū)式交流永磁同步發(fā)電機(jī)

從大型風(fēng)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)中，齒輪箱是故障率較高部件。采用無(wú)齒輪箱結(jié)構(gòu)則避免了這種故障的出現(xiàn)，可以大大提高風(fēng)電機(jī)組的可利用率、可靠性，降低風(fēng)電機(jī)組載荷，提高風(fēng)力機(jī)組壽命。該機(jī)組采用直接驅(qū)動(dòng)永磁式同步發(fā)電機(jī)，全部功率經(jīng)A-D-A變換，接入電力系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行。與其他機(jī)型比較，需考慮諧波治理問題。

2、風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)影響分析方法

由于風(fēng)速變化是隨機(jī)的，因此風(fēng)電場(chǎng)出力也是隨機(jī)的，風(fēng)電本身這種特點(diǎn)使其容量可信度低，給電網(wǎng)有功、無(wú)功平衡調(diào)度帶來(lái)困難。

在風(fēng)電容量比較高的電網(wǎng)中，可能產(chǎn)生電能質(zhì)量問題，例如電壓波動(dòng)和閃變、頻率偏差，諧波問題等。更重要的是，需分析穩(wěn)定性問題，系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定等。當(dāng)然，相同裝機(jī)容量的風(fēng)電場(chǎng)在不同接入點(diǎn)對(duì)變壓器繞組變形測(cè)試儀*實(shí)用電網(wǎng)的影響是不同的，在短路容量大的接入點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)影響小，反之，影響大。

定量分析風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響，要從穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面進(jìn)行分析。

穩(wěn)態(tài)分析，就是對(duì)含風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)進(jìn)行潮流計(jì)算。在穩(wěn)態(tài)潮流分析中，風(fēng)電場(chǎng)高壓母線不能簡(jiǎn)單視為PQ節(jié)點(diǎn)或PU節(jié)點(diǎn)。

含風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)對(duì)平衡節(jié)點(diǎn)的有功、無(wú)變壓器繞組變形測(cè)試儀*實(shí)用功平衡能力提出更高要求，要分析含風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)在電網(wǎng)大、小運(yùn)行方式下，是否滿足系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行的各種約束。