变压器在运行中不可避免地要遭受出口短路或近区短路故障冲击,在运输安装过程中也可能受到碰撞冲击。在这些冲击力(包括电动力和机械力)作用下,变压器绕组就可能发生变形(如轴向、径向尺寸变化、位移、扭曲、鼓包等)而导致匝间短路,最终造成变压器损坏。变压器遭受冲击后,绕组是否有变形?是继续运行一段时间,还是立即退出运行?这些问题靠常规的电气试验是不能解决的,即使是耗时费力的吊罩检查也只能检查到围屏或最外层绕组。
国际国内用于检测变压器绕组变形的方法主要有三种:短路阻抗法、低压脉冲法和频率响应法。以前,对于变压器绕组变形的测试,多采用短路阻抗法。进入90年代以后,随着频率响应技术的日益成熟,频率响应分析法得到了充分的应用。
阻抗法测试的基本原理图
当所加电源的频率逐步增高时,变压器绕组分布参数的特性逐渐体现出来。实质上,变压器绕组在高频下是一个由分布电感和电容构成的线性无源两端网络,如图所示。图中,Ls为线匝自感;M为匝间互感;Cs为匝间电容;Cg为线匝对地电容(忽略了损耗因素)。
绕组分布参数网络的等效电路图