变压器绕组变形测试仪的工作原理

1.  扫频信号激励与响应信号采集

变压器绕组变形测试仪的核心检测原理是频率响应分析法（FRA），测试时仪器通过专用测试夹具将被测变压器绕组的首端与末端分别连接至仪器的信号输出端和采集端。仪器内置的信号发生器会输出一组连续可调的正弦扫频信号，频率范围通常覆盖 1kHz~1MHz，该信号施加在绕组两端后，绕组会作为一个由电感（L）、电容（C）、电阻（R）组成的复合无源线性网络，对不同频率的激励信号产生差异化响应。同时，仪器的信号采集模块会同步采集绕组两端的激励信号与响应信号，精准记录不同频率下信号的幅值和相位信息，为后续分析提供原始数据。

2.  频率响应曲线生成与传递函数计算

仪器的核心运算单元会基于采集到的激励信号与响应信号，计算绕组在全扫频范围内的传递函数，传递函数的表达式为 H(f)=Uin(f)Uout(f)（Uin为激励信号电压，Uout为响应信号电压）。通过对传递函数进行幅频特性和相频特性分析，将不同频率下的幅值比、相位差数据绘制成频率响应曲线，即横坐标为扫频信号频率，纵坐标为信号幅值衰减量或相位差。变压器绕组的结构参数（匝数、导线截面、绕组间距、铁芯状态等）直接决定其等效 RLC 网络参数，因此频率响应曲线的形态与绕组结构一一对应，曲线的细微变化均可反映绕组参数的改变。

3.  曲线对比分析与绕组变形判定

这是测试仪判断绕组是否变形的核心环节，仪器通过三种对比方式分析频率响应曲线的变化规律，进而判定绕组状态：

• 自身对比：将当前测得的绕组频率响应曲线与该变压器出厂时的原始曲线或历史检测曲线进行比对，若曲线出现明显的峰谷偏移、幅值突变、谐振点增减等差异，说明绕组可能存在轴向或径向变形、匝间短路等问题；

• 相间对比：对同一台变压器的 A、B、C 三相绕组的频率响应曲线进行比对，正常情况下三相曲线应高度重合，若某一相曲线与其他两相偏差显著，可判定该相绕组存在结构异常；

• 同类对比：将被测绕组曲线与同型号、同容量变压器的标准曲线进行比对，当偏差超出行业规程允许范围时，可辅助判断绕组变形程度。

4.  抗干扰处理与数据校准修正

针对变电站等现场强电磁干扰环境，仪器内置多重抗干扰机制：一是采用屏蔽电缆与接地保护设计，抑制外界电磁信号对测试回路的干扰；二是通过数字滤波算法剔除采集信号中的噪声，平滑频率响应曲线，提升数据稳定性。同时，仪器会在测试前执行开路校准和短路校准：开路校准消除测试线缆、夹具的分布电容影响，短路校准消除线缆自身阻抗影响，通过校准修正系统误差，确保频率响应曲线能真实反映绕组的固有特性。

5.  检测结果输出与故障诊断

完成曲线对比分析后，仪器会依据 DL/T 911 等行业标准，对曲线的相似度、偏差值进行量化计算，自动生成绕组变形判定结论，明确标注绕组是否正常、变形类型（轴向 / 径向）及变形严重程度。最终，仪器会整合扫频范围、测试曲线、对比结果、判定结论等信息，生成标准化检测报告，支持本地存储、U 盘导出或现场打印，为变压器绕组故障诊断、检修方案制定提供精准的技术依据。