什么是耦合變壓器？它的工作原理是什么？

　　主板隔離耦合變壓器知識(shí)隔離指該元件既能夠接收到交換機(jī)通過PHY（網(wǎng)線）界面?zhèn)鱽淼?a target="_blank">信號，又能在物理接

　　線上保證了與RJ45接頭的分離。

　　主板維修檢測流程中耦合指該元件是通過電感互感耦合的原理實(shí)現(xiàn)了物理接線的分離。變壓器指使用該元件

　　的網(wǎng)卡電路還能適應(yīng)不同高低電平的RJ45信號源。

　　HN16515分為兩組，1～8為一組，9～16為一組。

　　·1、2、3直通，1、2之間為一個(gè)電感Ll，3為電感的中間抽頭引出線。

　　·5、6、7直通，6、7之間為一個(gè)電感L2，5為電感的中間抽頭引出線。

　　·10、11、12直通，10、11之間為一個(gè)電感L3，12為電感的中間抽頭引出線。

　　·14、15、16直通，15、16之間為一個(gè)電感L4，14為電感的中間抽頭引出線。

　　·Ll、L2、L3、L4要分成兩組纏繞在一個(gè)磁環(huán)上：具體到HN16515是Ll和L2纏繞

　　在一個(gè)磁環(huán)上，L3和L4纏繞在一個(gè)磁環(huán)上。

　　對于定義不明確的耦合隔離變壓器，可用萬用表來判斷出中間抽頭。而電感的互感配對情況，則需要搭建一

　　個(gè)極其簡單的測試環(huán)境后用示波器來判斷。

　　用帶相對測量功能的萬用表（電阻擋調(diào)零后）通過開路測量電感的三個(gè)引腳間的真實(shí)阻值， 經(jīng)過簡單計(jì)算后

　　即可判斷出哪個(gè)腳是電感的中間引出腳。HN16515的實(shí)測結(jié)果為：

　　R1.2 2 0.77 Q，R1.3_0.38 Q，R2.3=0.40 Q。用、2=Ri.3 +R2.3，據(jù)此判斷出第3腳為Ll的中間引出腳

　　多狀態(tài)的變壓器繞組形變該如何處理？

　　變壓器繞組變形是指電力變壓器繞組在運(yùn)輸中遭受機(jī)械力，或在運(yùn)行中遭受短路電動(dòng)力而發(fā)生的輻向或軸向的尺寸變化，如扭曲、鼓包或移位等。

　　繞組變形會(huì)直接影響變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重時(shí)造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)松動(dòng)間接影響到絕緣強(qiáng)度，危害變壓器的正常運(yùn)行。

　　國家電網(wǎng)公司“十八項(xiàng)反事故技術(shù)措施”明確要求，承受過近區(qū)短路故障的變壓器須進(jìn)行頻率響應(yīng)、低電壓短路阻抗的變壓器繞組變形測試，測試結(jié)果表明無變形的變壓器方可投入運(yùn)行。由于變壓器繞組變形具有很大的隱蔽性，同時(shí)頻率響應(yīng)、低電壓短路阻抗測試結(jié)果具有一定的不確定因素，僅依據(jù)頻率響應(yīng)、低電壓短路阻抗測試結(jié)果，給出變壓器是否變形的結(jié)論具有一定的技術(shù)難度，需依據(jù)相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果、變壓器的抗短路能力校核結(jié)果、變壓器的實(shí)際短路電流作出綜合判斷，建立一套基于多狀態(tài)量的變壓器繞組變形分析判斷策略。

　　1　變壓器繞組變形分析判斷狀態(tài)量的選取

　　運(yùn)行中承受短路的變壓器是否變形，與變壓器的抗短路能力及變壓器承受的短路電流大小直接相關(guān)，近區(qū)短路的直接后果是引起變壓器繞組幾何位置的改變，用電氣方式檢測變壓器繞組幾何尺寸改變的狀態(tài)量主要有頻率響應(yīng)、低電壓短路阻和繞組間電容量。繞組嚴(yán)重變形的變壓器可能引起變壓器絕緣損壞或繞組斷股，檢測變壓器絕緣損壞的狀態(tài)量主要有絕緣油色譜、局部放電量及空載電流等，檢測繞組斷股的狀態(tài)量主要有直流電阻。

　　短路試驗(yàn)法在實(shí)測中有比較統(tǒng)一的接線方式，并具有一定的靈敏度。該方法判斷簡單，在IEC和國標(biāo)中均有明確的規(guī)定，測試結(jié)果偏離規(guī)定數(shù)值時(shí)，能可靠地暴露故障，評價(jià)故障的危險(xiǎn)程度，其測試和判斷過程相對簡單。

　　頻率響應(yīng)法對繞組局部變形較靈敏，但在現(xiàn)場使用時(shí)對環(huán)境因素的要求較高，特征量值缺乏有機(jī)的組合，沒有形成簡明的、可量化的判據(jù)，對現(xiàn)場操作人員的專業(yè)水平要求較高。

　　繞組間電容量對變壓器繞組整體位移較靈敏，不能有效反映局部變形。

　　絕緣油色譜分析能反映故障的性質(zhì)，但不能直接確定故障部位。

　　局部放電量、空載電流、直流電阻測試結(jié)果主要反映繞組的絕緣及連通情況，不能直接確定繞組的變形情況，可作為變壓器繞組是否變形的輔助決策手段。

　　綜合考慮各狀態(tài)量對反映變壓器繞組變形的有效性及可操作性，基于多狀態(tài)量的變壓器繞組變形測試分析判斷，以低電壓短路阻抗為主狀態(tài)量，頻率響應(yīng)、繞組間電容量、油色譜、局部放電量、空載電流及直流電阻作為輔助狀態(tài)量?？紤]變壓器抗短路能力和變壓器實(shí)際承受的短路電流對變壓器繞組變形的影響。

　　2　基于多狀態(tài)量的變壓器繞組變形分析判斷步驟

　　基于多狀態(tài)量的變壓器變形綜合判斷，分為以下三步：

　　1）基于短路阻抗法的變壓器繞組變形判斷;

　　2）基于相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果的變壓器繞組變形判斷;

　　3）基于變壓器短路電流和抗短路能力的變形可信度判斷。

　　3　基于短路阻抗的變壓器變形判斷

　　在獲得準(zhǔn)確的變壓器低電壓短路阻抗的基礎(chǔ)上，對于同心式繞組，同一測試方法測得的變壓器繞組的短路阻抗同前次比較變化在2%以內(nèi)時(shí)，表明繞組無明顯變形;同前次比較變化在2%~3%，表明繞組變形有輕微變形，同前次比較變化大于3%，表明繞組有明顯變形。

　　如某變電站2#主變，型號為OSFPS7-150000/220，2006年6月低電壓短路阻抗測試結(jié)果是實(shí)測值與銘牌值的偏差，高對低為：-4.41%，高對中為：3.01%，中對低為：-7.61%。同年12月，該變壓器運(yùn)回原制造廠解體檢修，發(fā)現(xiàn)：高壓線圈未見明顯變形;中壓線圈三相均有不同程度的變形，低壓線圈A相嚴(yán)重變形。

　　4　基于相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果的變壓器繞組變形判斷

　　4.1　基于頻響分析法的變壓器繞組變形判斷

　　用頻率響應(yīng)分析法判斷變壓器繞組變形，主要是比較繞組頻率響應(yīng)特性的變化情況，包括縱向比較法，橫向比較法等。

　　a） 縱向比較法

　　縱向比較法是指對同一臺(tái)變壓器、同一繞組、同一分接開關(guān)位置、不同時(shí)期的頻率響應(yīng)特性進(jìn)行比較，根據(jù)頻率響應(yīng)特性的變化分析繞組變形的程度。該方法具有較高的檢測靈敏度和判斷準(zhǔn)確性。

　　b） 橫向比較法

　　橫向比較法是指對變壓器同一電壓等級的三相繞組的頻率響應(yīng)特性進(jìn)行比較，必要時(shí)借鑒同一制造廠在同一時(shí)期制造的同類型號變壓器的頻率響應(yīng)特性，分析繞組的變形程度。該方法具有一定的局限性。

　　c） 頻率響應(yīng)波形特點(diǎn)分析

　　典型的變壓器繞組頻率響應(yīng)特性曲線，通常包含多個(gè)明顯的波峰和波谷。經(jīng)驗(yàn)及理論分析表明，頻率響應(yīng)特性曲線中的波峰或波谷分布位置及分布數(shù)量的變化，是分析變壓器繞組變形程度的重要依據(jù)。例如：

　　頻率響應(yīng)特性曲線低頻段（1kH～l00kHz）的波峰或波谷位置發(fā)生明顯變化，通常預(yù)示著繞組的電感變化。頻率較低時(shí)，繞組的對地電容及餅間電容所形成的容抗較大，而感抗較小，如果繞組的電感發(fā)生變化，會(huì)導(dǎo)致其頻響特性曲線低頻部分的波峰或波谷位置移動(dòng)。對絕大多數(shù)變壓器來說，其三相繞組低頻段的響應(yīng)特性曲線較為一致，如果發(fā)現(xiàn)不一致的情況，應(yīng)慎重對待。

　　頻率響應(yīng)特性曲線中頻段（l00kHz～600kHz）的波峰或波谷位置發(fā)生明顯變化，通常預(yù)示著繞組發(fā)生扭曲和鼓包等局部變形。如圖1所示，某變壓器短路前后35kV側(cè)的頻響曲線在中頻段的波谷頻率發(fā)生了約20kHz的變化。在中頻范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)特性曲線具有較多的波峰和波谷，能夠較靈敏地反映出繞組分布電感、電容的變化。

　　圖1　短路前后35kV側(cè)ab間頻響曲線

　　頻率響應(yīng)特性曲線高頻段（》600kHz）的波峰或波谷位置發(fā)生明顯變化，通常預(yù)示著繞組的對地電容改變。頻率較高時(shí)，繞組的感抗較大，基本被餅間分布電容所旁路，由于繞組的餅間電容遠(yuǎn)大于對地電容，波峰和波谷分布位置主要以對地電容的影響為主。

　　d） 相關(guān)系數(shù)判斷

　　通過相關(guān)系數(shù)可以定量描述出兩條波形曲線之間的相似程度，通?？勺鳛檩o助手段用于分析變壓器繞組變形情況。相關(guān)系數(shù)是描述曲線之間相似程度的數(shù)學(xué)表達(dá)方式，也是判斷變壓器繞組變形的重要依據(jù)。曲線之間的相關(guān)系數(shù)越大，說明曲線的相似程度也就越好。

　　4.2　基于繞組電容的變壓器變形判斷

　　變壓器產(chǎn)品出廠后，其各繞組的電容量基本上是一定的。只要變壓器沒有受過短路沖擊，即使在有溫度、濕度影響的情況下，其電容量變化也很小。當(dāng)變壓器遭受短路沖擊后，若各級繞組無變形或變形輕微，其電容變化量也較小。

　　經(jīng)驗(yàn)表明：

　　a） 遭受過出口短路的變壓器，若繞組電容量變化很大，說明繞組已經(jīng)變形;若電容量變化不大，說明變壓器沒有變形。沒有遭受過短路沖擊的變壓器，一般情況下，繞組的電容量變化較小，但應(yīng)注意，如果與之相鄰的繞組發(fā)生了變形，引起繞組間相對位置發(fā)生了變化，從而使該繞組的電容量也會(huì)發(fā)生明顯變化。

　　b） 如果變壓器繞組電容量的變化超過15%（除平衡繞組外），變壓器繞組變形可能已經(jīng)比較嚴(yán)重。

　　c） 如果變壓器繞組的電容量變化在10%左右，則繞組有可能已經(jīng)中度偏輕變形。

　　d） 如果變壓器繞組的電容變化量在5%以下，表明該變壓器繞組狀況良好。

　　4.3　基于空載電流、空載損耗的變壓器變形判斷

　　變壓器的空載電流IO、空載損耗PO測量既可作為判斷繞組動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)的輔助性檢測，又可獨(dú)立判斷鐵心狀態(tài)。

　　按Q/GDW168-2008《輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試驗(yàn)規(guī)程》的規(guī)定，對單相變壓器相間或三相變壓器的二個(gè)邊相，空載電流的偏差大于10%時(shí)應(yīng)引起注意。

　　4.4　基于變壓器繞組電阻的變形判斷。

　　不滿足下述任一條，均說明變壓器繞組直流電阻測試異常。

　　a） 1.6MVA以上變壓器，對YO接線的變壓器各相繞組電阻相互間的差別不大于三相平均值的2%，無中性點(diǎn)引出的繞組，線間差別不大于三相平均值的1%;

　　b） 1.6MVA及以下的變壓器，對YO接線的變壓器各相間差別一般不大于三相平均值的4%，無中性點(diǎn)引出的繞組，線間差別一般不大于三相平均值的2%;

　　c） 與以前相同部位、相同溫度測得值比較，其變化不應(yīng)大于2%。

　　4.5　基于變壓器油中含氣的色譜分析的變形判斷。

　　滿足下述任一條，均說明變壓器色譜分析異常。

　　a） 運(yùn)行設(shè)備的油中H2與烴類氣體含量（體積分?jǐn)?shù)）超過下列任何一項(xiàng)值時(shí)應(yīng)引起注意：?總烴含量大于150×10-6;H2含量大于150×10-6;C2H2含量大于5×10-6 （500kV變壓器為1×10-6）

　　b） 烴類氣體總和的產(chǎn)氣速率大于0.25ml/h（開放式）和0.5ml/h（密封式），或相對產(chǎn)氣速率大于10%/月則認(rèn)為設(shè)備有異常

　　4.6　基于局部放電的變形判斷。

　　局部放電量測量可參考GB/T1094.3和DL/T417，但要注意耐受電壓值和測量電壓值的區(qū)別。運(yùn)行中的變壓器，在線端電壓為時(shí)，局部放電量通常不超過300pC。

　　5　基于變壓器短路電流和抗短路能力的變形判斷

　　承受過短路沖擊的變壓器，其繞組是否變形與變壓器短路時(shí)實(shí)際承受的電流值的大小及變壓器能承受的短路電流值大小有關(guān)。變壓器短路時(shí)實(shí)際承受的電流值可通過故障錄波圖或給定系統(tǒng)運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算得到，變壓器能承受的短路電流值則可以通過變壓器的動(dòng)穩(wěn)定能力校核、計(jì)算得到。只有變壓器短路時(shí)實(shí)際承受的電流值接近或大于變壓器能承受的短路電流值時(shí)變壓器繞組才有可能產(chǎn)生明顯變形。

　　6　基于變壓器短路電流和抗短路能力的變形可信度判斷

　　短路阻抗測試等變壓器繞組變形試驗(yàn)簡單有效，查出了大量有問題的變壓器，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行做出了巨大貢獻(xiàn)。但變壓器繞組變形測試，皆基于變壓器電氣參數(shù)的變化來反映變壓器的結(jié)構(gòu)變化情況，由于測試的偏差，有可能出現(xiàn)變壓器結(jié)構(gòu)無變化但變形測試結(jié)果有異常等情況。如果沒有歷史數(shù)據(jù)，試驗(yàn)結(jié)論準(zhǔn)確性不高，容易誤判斷，即把正常的變壓器誤認(rèn)為存在繞組變形，結(jié)果返廠解體，造成很大經(jīng)濟(jì)損失。

　　為最大限度的提高變壓器變形測試判斷的準(zhǔn)確性，需對變形結(jié)論的可信度進(jìn)行分析。

　　變壓器繞組變形結(jié)論的可信度分為高、中、低三級，按各影響因素的最高等級作為變壓器繞組變形結(jié)論的可信度等級。

　　基于短路阻抗法的變壓器繞組變形結(jié)論的可信度，應(yīng)考慮以下3方面的因素：

　　a） 基于相關(guān)試驗(yàn)的變壓器繞組變形判斷結(jié)果

　　b） 變壓器的抗短路能力;

　　c） 變壓器實(shí)際承受的短路次數(shù)及峰值電流;

　　可信度等級分為高、中、低三級，與各因素的關(guān)系可參考表2。

　　表2　變壓器繞組變形結(jié)論可信等級劃分與各因素的關(guān)系

　　7　結(jié)束語

　　變壓器承受短路電流沖擊以后，檢查繞組變形和墊塊松動(dòng)的慣用辦法是吊罩檢查，但此方法存在明顯的缺點(diǎn)，有時(shí)往往難以實(shí)施，為了變壓器的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，很有必要尋求一種新的試驗(yàn)方法、建立一套完整的判斷方法，來判定承受過短路沖擊的變壓器繞組是否變形。

　　通過對不同變壓器繞組變形試驗(yàn)方法的對比，認(rèn)為短路試驗(yàn)法在實(shí)測中有比較統(tǒng)一的接線方式，并具有一定的靈敏度，該方法能較好地再現(xiàn)評估結(jié)果，判斷簡單，作為變壓器繞組變形判斷的主狀態(tài)量。

　　為最大限度的提高變壓器變形測試判斷的準(zhǔn)確性，在相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果、變壓器的抗短路能力、變壓器實(shí)際承受的短路次數(shù)及峰值電流的基礎(chǔ)上，建立了一套基于多狀態(tài)量的變壓器繞組變形分析判斷策略。