频率响应分析法在变压器绕组变形检测中的技术解析 ——以ZX-BRY02变压器绕组变形测试仪为例

引言

变压器作为电力系统的核心设备，其内部绕组状态的可靠性直接关系到电网运行安全。传统检测方法难以有效识别绕组早期形变，而频率响应分析（FRA）技术通过绕组频域特征变化实现绕组变形的无损诊断，已成为当前国内外检测变压器绕组结构状态的主流方法。本文将结合ZX-BRY02变压器绕组变形测试仪的技术特点，系统分析FRA技术在变压器故障诊断中的应用原理与实践价值。

一、FRA技术原理与绕组变形检测机制

变压器绕组可视为由分布电感和电容构成的复杂网络。在频域激励下，绕组的频率响应图谱反映了其内部结构特征：

1.绕组结构唯一性原理
同类型绕组在相同工艺条件下的分布参数（L、C）具有一致性，其频响曲线呈现稳定的幅频与相频特征。

2.变形敏感频段特征
绕组发生位移、鼓包或匝间短路时，分布参数变化导致：

○   谐振频点偏移（通常向低频移动）

○   幅值响应变化（局部谐振峰升高或降低）

○   曲线形态畸变（特定频段响应异常）

2.多维度比较分析

○   横向比较：A/B/C三相绕组曲线相似度分析，识别不对称变形

○   纵向比较：同一绕组历史数据比对，量化变形发展趋势

二、ZX-BRY02测试仪关键技术特性分析

三、现场检测流程与数据分析要点

1.测试准备阶段

○   确认变压器停运并充分放电

○   建立标准接线模式（激励端与响应端定义）

○   设置扫频参数（建议首次采用全频段扫描）

2.数据采集关键控制

○   保持测试接线一致性，减少接触电阻影响

○   记录环境温度与变压器分接开关位置

○   异常波形立即复测验证

3.诊断分析逻辑框架

四、典型故障图谱特征与案例解析

1.轴向位移变形

○   特征：低频段（1kHz以下）谐振峰明显偏移

○   机理：绕组整体压缩或拉伸导致等效电感变化

2.径向鼓包变形

○   特征：中频段（10k-100kHz）出现附加谐振峰

○   机理：局部绕组变形引发分布电容突变

3.匝间短路故障

○   特征：高频段（>500kHz）响应幅值显著降低

○   机理：短路匝形成涡流损耗，导致高频信号衰减

五、技术应用建议与注意事项

1.基准图谱建立
新投运或大修后变压器应建立原始频响图谱存档，作为后续比较基准。

2.干扰抑制措施

○   远离运行中的高压设备（最小距离≥10m）

○   采用屏蔽电缆并确保接地良好

○   避免测试线与电力线路平行敷设

3.诊断结论验证
对于“中度变形”及以上结论，建议结合：

○   油色谱分析（检测过热/放电迹象）

○   短路阻抗测试（验证绕组机械稳定性）

○   局部放电检测（评估绝缘状态）

六、技术发展趋势展望

1.智能化诊断深化
引入机器学习算法，建立绕组变形模式库，提升自动识别准确率。

2.多参量融合分析
集成振动信号、红外测温等多源数据，构建综合故障评估模型。

3.云端数据平台应用
实现测试数据远程管理与专家协同诊断，提升现场技术支持效率。

结语

ZX-BRY02变压器绕组变形测试仪代表的FRA技术，通过量化分析绕组频响特征变化，为变压器内部结构状态评估提供了有效的技术手段。正确理解其检测原理、规范测试流程、科学解读诊断结果，对于及时发现绕组早期缺陷、预防突发性故障、延长变压器服役寿命具有重要实践意义。随着智能诊断技术的发展，FRA技术将在电力设备状态检修体系中发挥更加关键的作用。

技术提示：绕组变形检测应纳入变压器周期性预防性试验计划，建议每3-5年或经受短路冲击后及时开展测试，建立全寿命周期绕组结构健康档案。

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