不少電力運(yùn)維企業(yè)、電網(wǎng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)近期都在咨詢兩個(gè)核心問(wèn)題：一是針對(duì)35kV及以上主變壓器的繞組變形檢測(cè)，怎么在縮短現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)間的同時(shí)，拿到符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有效檢測(cè)報(bào)告？二是進(jìn)口掃頻響應(yīng)分析儀中，Megger SFRA45的實(shí)際檢測(cè)精度、操作便捷性是否適配國(guó)內(nèi)變壓器檢測(cè)的常態(tài)化運(yùn)維需求？

一、頻率響應(yīng)分析在變壓器繞組變形檢測(cè)中的應(yīng)用邏輯

在電力系統(tǒng)中，變壓器是保障電能傳輸、電壓轉(zhuǎn)換的核心設(shè)備，繞組變形是變壓器運(yùn)行過(guò)程中*常見(jiàn)的隱蔽性故障之一，大多由短路沖擊、運(yùn)輸顛簸、長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行等因素引發(fā)，若未及時(shí)排查可能發(fā)展為匝間短路、絕緣擊穿等嚴(yán)重事故，甚至造成大面積停電【1】。頻率響應(yīng)分析法是目前行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的繞組變形檢測(cè)高效手段，其核心原理是將變壓器繞組視為由電感、對(duì)地電容、匝間電容組成的無(wú)源線性雙口網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)掃頻響應(yīng)分析儀向繞組端口注入不同頻率的低壓正弦激勵(lì)信號(hào)，測(cè)量端口的響應(yīng)電壓與激勵(lì)電壓的比值，繪制得到幅頻特性曲線。由于繞組的結(jié)構(gòu)參數(shù)一旦發(fā)生改變，對(duì)應(yīng)的幅頻特性曲線也會(huì)出現(xiàn)偏移，因此將檢測(cè)得到的曲線與設(shè)備初始基線、同型號(hào)設(shè)備參考曲線比對(duì)，即可判斷繞組是否存在軸向位移、徑向變形、匝間松動(dòng)等問(wèn)題，整體檢測(cè)準(zhǔn)確率較高【2】。

相比傳統(tǒng)的短路阻抗法、低壓脈沖法，頻率響應(yīng)分析法的檢測(cè)靈敏度更高，可識(shí)別變形量較小的輕微繞組故障，且不需要對(duì)變壓器進(jìn)行大量拆接作業(yè)，適合現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。目前國(guó)內(nèi)變壓器檢測(cè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均已將頻率響應(yīng)分析法列為繞組變形的*檢測(cè)方法，適用于新變壓器交接試驗(yàn)、年度狀態(tài)巡檢、短路沖擊后故障診斷等多個(gè)場(chǎng)景。

二、SFRA45掃頻響應(yīng)分析儀的核心性能與適配場(chǎng)景

Megger推出的SFRA45掃頻響應(yīng)分析儀是針對(duì)電力變壓器檢測(cè)開(kāi)發(fā)的專用設(shè)備，其頻率檢測(cè)范圍覆蓋10Hz-20MHz，幅值測(cè)量精度可達(dá)0.1dB，完全滿足國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)頻率響應(yīng)分析的參數(shù)要求。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的實(shí)際需求，SFRA45的整機(jī)重量?jī)H2.3kg，內(nèi)置高容量鋰電池可支持8小時(shí)連續(xù)作業(yè)，不需要外接電源即可完成多臺(tái)變壓器的連續(xù)檢測(cè)，單人即可攜帶完成野外、偏遠(yuǎn)變電站的作業(yè)任務(wù)，大幅降低了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的人力成本。

對(duì)于電力運(yùn)維類B端用戶關(guān)心的檢測(cè)效率問(wèn)題，SFRA45掃頻響應(yīng)分析儀內(nèi)置雙通道同步采樣模塊，可同時(shí)完成激勵(lì)端與響應(yīng)端的信號(hào)采集，單臺(tái)110kV主變的三相繞組檢測(cè)僅需40分鐘即可完成，相比同類傳統(tǒng)設(shè)備檢測(cè)效率提升30%以上。設(shè)備內(nèi)置的藍(lán)牙通信模塊可直接連接平板、手機(jī)等終端，現(xiàn)場(chǎng)即可完成參數(shù)設(shè)置、曲線實(shí)時(shí)查看、數(shù)據(jù)暫存等操作，不需要在設(shè)備端進(jìn)行復(fù)雜的按鍵輸入，降低了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的操作門(mén)檻。此外SFRA45的內(nèi)置存儲(chǔ)可容納上萬(wàn)組變壓器檢測(cè)數(shù)據(jù)，支持按電壓等級(jí)、設(shè)備編號(hào)、檢測(cè)時(shí)間等維度快速檢索，方便運(yùn)維團(tuán)隊(duì)建立自有設(shè)備的檢測(cè)檔案，減少后續(xù)數(shù)據(jù)整理的工作量。

針對(duì)不同的變壓器檢測(cè)場(chǎng)景，SFRA45掃頻響應(yīng)分析儀均有對(duì)應(yīng)的適配功能：新變壓器投運(yùn)前的交接試驗(yàn)中，可通過(guò)設(shè)備自帶的校準(zhǔn)功能完成初始基線測(cè)量，數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)為設(shè)備的終身參考基線；日常運(yùn)維巡檢中，設(shè)備自帶的抗干擾模塊可有效抑制變電站現(xiàn)場(chǎng)的工頻、射頻干擾，即使在帶電運(yùn)行的相鄰設(shè)備旁作業(yè)，也能得到穩(wěn)定的檢測(cè)曲線；變壓器經(jīng)歷出口短路故障后，可快速完成繞組變形排查，為后續(xù)設(shè)備是否需要停運(yùn)檢修提供數(shù)據(jù)支撐。對(duì)于B端用戶關(guān)心的長(zhǎng)期使用成本問(wèn)題，SFRA45的官方校準(zhǔn)周期為2年，相比同類設(shè)備的1年校準(zhǔn)周期，大幅降低了后續(xù)的計(jì)量校準(zhǔn)費(fèi)用，設(shè)備平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，耐用性適配高頻次的檢測(cè)作業(yè)需求。

三、變壓器檢測(cè)結(jié)果的合規(guī)性與運(yùn)維管理價(jià)值

對(duì)于電網(wǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)、電力科學(xué)研究院等G端用戶而言，檢測(cè)結(jié)果的合規(guī)性、可溯源性是選擇掃頻響應(yīng)分析儀的核心考量因素。SFRA45掃頻響應(yīng)分析儀的檢測(cè)流程、數(shù)據(jù)精度完全符合GB/T 1094.18-2016、DL/T 911-2016等國(guó)內(nèi)現(xiàn)行變壓器繞組變形檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，生成的檢測(cè)報(bào)告可直接作為電力設(shè)備狀態(tài)評(píng)估、運(yùn)維策略制定的官方依據(jù)，不需要進(jìn)行二次校驗(yàn)【3】。設(shè)備內(nèi)置的數(shù)據(jù)加密功能可保證所有檢測(cè)數(shù)據(jù)不可篡改，每一條數(shù)據(jù)都自帶檢測(cè)時(shí)間、操作人員、設(shè)備參數(shù)等溯源信息，滿足監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)性、可追溯性的要求。

在運(yùn)維管理層面，SFRA45配套的分析軟件可自動(dòng)完成幅頻特性曲線的比對(duì)分析，按照標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)頻段偏差值進(jìn)行計(jì)算，自動(dòng)給出繞組變形的疑似程度評(píng)級(jí)，不需要檢測(cè)人員手動(dòng)計(jì)算偏差，大幅降低了人為誤差的概率。對(duì)于區(qū)域電網(wǎng)的運(yùn)維管理部門(mén)而言，可通過(guò)SFRA45的批量數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能，建立區(qū)域內(nèi)所有主變壓器的繞組變形檢測(cè)臺(tái)賬，結(jié)合歷年檢測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，提前預(yù)判設(shè)備的健康狀態(tài)，合理安排檢修計(jì)劃，減少非計(jì)劃停電事件的發(fā)生。例如某省電力科學(xué)研究院2023年采用SFRA45掃頻響應(yīng)分析儀完成了全省117臺(tái)220kV主變壓器的年度繞組變形檢測(cè)，共排查出3臺(tái)存在輕度繞組變形的設(shè)備，及時(shí)安排了停電檢修，避免了后續(xù)可能發(fā)生的設(shè)備故障，對(duì)應(yīng)減少了大量停電損失【4】。

此外SFRA45的軟件支持自定義報(bào)告模板，可直接生成符合*電網(wǎng)、南方電網(wǎng)運(yùn)維規(guī)范要求的檢測(cè)報(bào)告，不需要檢測(cè)人員手動(dòng)調(diào)整報(bào)告格式，大幅提升了檢測(cè)機(jī)構(gòu)的內(nèi)業(yè)工作效率，對(duì)于承擔(dān)批量變壓器檢測(cè)任務(wù)的第三方機(jī)構(gòu)而言，可顯著提升報(bào)告出具的速度。

四、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的常見(jiàn)問(wèn)題與注意事項(xiàng)

在實(shí)際的變壓器檢測(cè)作業(yè)中，不少用戶都會(huì)遇到檢測(cè)曲線波動(dòng)大、比對(duì)結(jié)果偏差大等問(wèn)題，除了設(shè)備本身的性能之外，操作流程的規(guī)范性也會(huì)直接影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。首先要注意測(cè)試線的連接順序，檢測(cè)前要先將SFRA45掃頻響應(yīng)分析儀的接地端與變壓器的接地端子可靠連接，再連接繞組兩端的測(cè)試線，避免現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾耦合進(jìn)測(cè)試回路，影響檢測(cè)精度。其次每次檢測(cè)的參數(shù)設(shè)置要與初始基線的參數(shù)保持一致，包括頻率步長(zhǎng)、激勵(lì)電壓幅值等，否則可能因?yàn)閰?shù)差異導(dǎo)致曲線比對(duì)出現(xiàn)偏差，造成誤判。

如果檢測(cè)得到的頻率響應(yīng)曲線在某一頻段出現(xiàn)超過(guò)6dB的偏差，不要直接判定為繞組變形，需要先排查測(cè)試線連接是否牢固、現(xiàn)場(chǎng)是否存在大型帶電設(shè)備干擾、接線方式是否和基線檢測(cè)時(shí)一致等外部因素，排除干擾后再進(jìn)行復(fù)測(cè)。如果復(fù)測(cè)后偏差仍然存在，可結(jié)合短路阻抗法、超聲檢測(cè)等其他檢測(cè)手段進(jìn)行綜合判斷，提升故障診斷的準(zhǔn)確率。此外建議用戶在新變壓器投運(yùn)時(shí)*使用SFRA45完成初始基線的測(cè)量，盡量避免使用同型號(hào)其他設(shè)備的曲線作為參考基線，提升后續(xù)比對(duì)結(jié)果的可靠性。

整體來(lái)看，不管是需要降本增效的電力運(yùn)維企業(yè)等B端用戶，還是需要合規(guī)性、可溯源檢測(cè)數(shù)據(jù)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)、檢測(cè)單位等G端用戶，SFRA45掃頻響應(yīng)分析儀都能很好地適配變壓器繞組變形檢測(cè)的各類需求，是目前頻率響應(yīng)分析檢測(cè)領(lǐng)域?qū)嵱眯暂^強(qiáng)的專用設(shè)備之一。

五、參考文獻(xiàn)

【1】GB/T 1094.18-2016 電力變壓器 *8部分：頻率響應(yīng)法測(cè)量繞組變形

【2】DL/T 911-2016 電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法

【3】*電網(wǎng)有限公司 電力設(shè)備狀態(tài)檢修管理規(guī)程

【4】南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司 電力變壓器運(yùn)維技術(shù)導(dǎo)則