頻率響應(yīng)分析法作為一種行之有效的變壓器繞組變形檢測方法，目前已在國內(nèi)外得到廣泛使用，成為檢測變壓器繞組變形的主要方法。至九十年代初期起，我國很多研究所及公司機構(gòu)就開始對頻率響應(yīng)法進行了嘗試，通過數(shù)十年來不斷的分析改進目前取得了較好的成效，診斷出了一批變形嚴(yán)重的變壓器。

基于頻響分析法的繞組變形測試系統(tǒng)通常由測試儀器和測量分析軟件兩部分組成。就儀器而言，國外主要采用網(wǎng)絡(luò)分析儀(Network Analyzer)和掃頻響應(yīng)分析儀(Sweep Frequency Response Analyzer)，但由于它們價格昂貴，因此沒有在國內(nèi)廣泛使用。為了降低成本、推廣頻響分析法，目前電力行業(yè)內(nèi)很多研究所及公司機構(gòu)，如：武高所、電力科學(xué)院等都自行研制了變壓器繞組變形測試設(shè)備，并在我國電力系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，取得了很好的效果。測試設(shè)備由掃頻信號發(fā)生和寬帶數(shù)據(jù)信號采集兩個功能模塊組成，目前開發(fā)者通常將這兩個模塊集成于一張板卡上，使儀器更加輕巧便攜。

系統(tǒng)測量分析軟件通常由信號發(fā)生模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、相關(guān)分析模塊及界面顯示模塊組成。相關(guān)分析模塊是測量分析軟件核心，根據(jù)頻響分析法的診斷原理編寫代碼實現(xiàn)。頻響分析法的診斷技術(shù)建立在頻響幅值曲線橫向或縱向比較的基礎(chǔ)上。橫向比較法利用同一臺變壓器各側(cè)三相繞組進行比較，當(dāng)三相之間頻譜特性不一致時，參照同廠同期生產(chǎn)同型號變壓器繞組頻譜特征進行判斷，如果同期生產(chǎn)變壓器三相之間一致性良好則初步斷定該變壓器繞組發(fā)生形變。而縱向分析法則將變壓器目前記錄和正常工作時的歷史記錄幅頻特性進行比較，如果兩者差距超過某程度就可初步斷定繞組發(fā)生了形變。

在頻響分析法使用初期，我國普遍采用全頻域范圍內(nèi)對頻響曲線做相關(guān)性比較，即對1kHz-1MHz內(nèi)的采樣點做相關(guān)性計算，以曲線間相關(guān)系數(shù)為特征量比較曲線間的相似程度。同時，參考兩條頻響曲線在坐標(biāo)內(nèi)諧振點的空間位置進一步判斷繞組變形情況。

但在1kHz-1MHz的頻段上對該網(wǎng)絡(luò)加以分析，其頻響曲線所反映的信息是不同的。根據(jù)電工學(xué)理論，變壓器繞組是一個電感繞組，且繞組之間、繞組與接地部分之間，甚至同一繞組的層與層、匝與匝之間都存在電容，即變壓器繞組等效電路是如圖所示的無源線性二端口網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)頻率較低時，繞組的電感和電容都比較小，導(dǎo)致容抗較大，感抗較小，等值電路呈感性，可忽略縱向電容；隨著頻率增加，感抗變大，容抗變小，電路要考慮為最詳盡的模型，所有參數(shù)都包括在電路中；當(dāng)頻率繼續(xù)增大時，感抗將非常大，而容抗很小，電路呈純?nèi)菪?，電路等效為一個電容鏈型網(wǎng)絡(luò)。即隨著頻率的改變繞組的特征不斷變化，網(wǎng)絡(luò)在不同頻率下電感、電容諧振點的分布變化所反映的信息也是不同的。因此，在全頻域范圍內(nèi)分析曲線間的相關(guān)性不能有效的反映繞組變形位置及程度。

為了克服全頻域相關(guān)分析的不足，西安交通大學(xué)王環(huán)博士等人提出：將測量頻段分為高、中、低三段，將三頻段和全頻域上幅度譜的相關(guān)系數(shù)作為繞組變形判斷基礎(chǔ)。從而增加了反映繞組相對變形的信息量，也體現(xiàn)了不同類型的繞組變形導(dǎo)致頻響曲線在不同頻率區(qū)間的變化。目前，這種分頻段計算相關(guān)系數(shù)的思想已經(jīng)被廣泛采用，并納入國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之《電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法》中建議將測量頻段分為高、中、低三段計算相關(guān)系數(shù)，聯(lián)合三頻段上頻譜的相關(guān)系數(shù)與全頻段相關(guān)系數(shù)分析繞組變形情況。

國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之《電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法》發(fā)布后，用頻響曲線在高、中、低三個頻段上及全頻域的相關(guān)系數(shù)判斷繞組變形的診斷方法得到推廣。分頻段計算相關(guān)系數(shù)后，繞組頻率特性曲線在每個頻率范圍內(nèi)的相關(guān)程度更加明顯的體現(xiàn)出來了。但是頻響分析法始終建立在繞組頻響幅值曲線縱向和橫向比較的基礎(chǔ)上，缺乏統(tǒng)一量化標(biāo)準(zhǔn)以及深層次的診斷手段，因此該方法雖然已經(jīng)推廣了二十幾年，進展卻非常緩慢。

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