在電力系統(tǒng)中，變壓器作為核心設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到電力供應(yīng)的穩(wěn)定性與安全性。變壓器繞組變形測試儀則是保障變壓器可

靠運(yùn)行的關(guān)鍵檢測設(shè)備，通過精準(zhǔn)檢測繞組狀態(tài)，為電力系統(tǒng)安全筑牢防線。本文將圍繞變壓器繞組變形測試儀的操作方法、故障診

斷及維護(hù)要點(diǎn)展開全面解析。

變壓器繞組變形測試儀基礎(chǔ)概述

工作原理

變壓器繞組變形測試儀多基于頻率響應(yīng)分析（FRA）技術(shù)運(yùn)作。在較高頻率電壓作用下，變壓器每個(gè)繞組可看作由線性電阻、電感

（互感）、電容等分布參數(shù)構(gòu)成的無源線性雙口網(wǎng)絡(luò)，其內(nèi)部特性通過傳遞函數(shù) H (jω) 描述。繞組一旦發(fā)生變形，內(nèi)部分布電感、

電容等參數(shù)改變，致使等效網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù) H (jω) 的零點(diǎn)和極點(diǎn)變化，進(jìn)而改變網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)特性。通過向繞組施加一系列不同頻

率的正弦波激勵(lì)信號(hào)，測量繞組兩端響應(yīng)信號(hào)，獲取幅頻響應(yīng)特性曲線，對比正常與異常狀態(tài)下的曲線，便能判斷繞組是否變形以及

變形程度。
 

系統(tǒng)構(gòu)成

通常，變壓器繞組變形測試儀由測量部分與分析軟件部分組成。測量部分包含信號(hào)生成及信號(hào)測量模塊，一般由高速單片機(jī)控制，負(fù)

責(zé)產(chǎn)生掃頻激勵(lì)信號(hào)并采集響應(yīng)信號(hào)。以常見測試儀為例，儀器自帶一個(gè)通道 DDS 信號(hào)輸出作為掃頻激勵(lì)信號(hào)，輸出為正弦波，幅

度可軟件調(diào)節(jié)，最大幅度能達(dá) ±5V，輸出阻抗 50Ω 。同時(shí)設(shè)有兩個(gè)采集通道，一個(gè)采集激勵(lì)信號(hào)，一個(gè)采集響應(yīng)信號(hào)，用于計(jì)算傳

遞函數(shù)。激勵(lì)通道測量量程固定為 ±5V，響應(yīng)通道有 8 檔量程，可在測量中自動(dòng)調(diào)節(jié)，最大輸入信號(hào)為 ±25V 。分析部分依托筆記

本電腦完成，測量部分與筆記本電腦通過 USB 通用接口或有線、無線以太網(wǎng)連接，即插即用，方便快捷。

規(guī)范操作流程

測試前準(zhǔn)備

設(shè)備檢查：對測試儀外觀進(jìn)行檢查，查看有無破損、線路外露等情況。確認(rèn)各連接線纜是否完好，插頭插座無松動(dòng)、變形。檢查筆記

本電腦與測量部分的連接是否穩(wěn)固，電池電量是否充足（若為電池供電設(shè)備）。同時(shí)，確保測試儀各項(xiàng)功能按鍵正常，顯示屏顯示清

晰無異常。

資料收集與記錄：收集被試變壓器的銘牌數(shù)據(jù)，包括額定容量、電壓等級(jí)、繞組接線方式等。詳細(xì)記錄變壓器的運(yùn)行工況，如是否經(jīng)

歷過短路故障、運(yùn)輸過程有無碰撞等。記錄當(dāng)前變壓器分接開關(guān)位置，這些信息對后續(xù)測試結(jié)果分析至關(guān)重要。

現(xiàn)場環(huán)境檢查：檢查測試現(xiàn)場有無強(qiáng)電磁場干擾源，如大型電機(jī)、電焊機(jī)等設(shè)備運(yùn)行。避免在潮濕、高溫或有腐蝕性氣體的環(huán)境下測

試。確保測試現(xiàn)場通風(fēng)良好，為測試儀及操作人員提供適宜環(huán)境。同時(shí)，檢查變壓器接地狀況，必須保證接地良好，套管引線應(yīng)全部

解開，防止測試過程中出現(xiàn)意外。

接線操作

繞組接線：依據(jù)變壓器繞組接線組別與測試要求，選擇合適接線方式。以常見三相變壓器為例，對于 Y 接法繞組，若從高壓側(cè) A 相

繞組測試，將測試儀激勵(lì)端通過輸入電阻（內(nèi)阻）連接到 A 相繞組首端，首端電壓信號(hào)接入測試儀輸入端，A 相繞組末端電壓信號(hào)

接入響應(yīng)端。對于角接繞組，如 AB 相測試，激勵(lì)端接 A 相首端，輸入端接 A 相首端，響應(yīng)端接 B 相首端。接線務(wù)必牢固可靠，防

止接觸不良影響測試信號(hào)傳輸。不同廠家測試儀接線端口標(biāo)識(shí)可能有差異，操作時(shí)需嚴(yán)格參照設(shè)備說明書。

接地連接：將測試儀 “接地” 端、被試變壓器外殼和鐵芯可靠連接并接地，形成良好接地回路，有效消除干擾信號(hào)，保障測試結(jié)果

準(zhǔn)確性與人員設(shè)備安全。接地導(dǎo)線應(yīng)選用足夠截面積的銅質(zhì)導(dǎo)線，確保接地電阻符合要求。

測試參數(shù)設(shè)置

打開筆記本電腦中的測試分析軟件，與測試儀完成連接。在軟件界面中，依據(jù)被試變壓器參數(shù)設(shè)置測試參數(shù)。

掃描方式選擇：測試儀一般具備線性掃頻測量和分段掃頻測量雙測量系統(tǒng)。線性掃描分布掃頻測量范圍通常為 1kHz - 2MHz，有

2000 掃頻點(diǎn)，分辨率 1kHz ；分段掃頻測量分布掃頻測量范圍在 0.5kHz - 1MHz，同樣 2000 掃頻點(diǎn)，且在不同頻段有不同分辨

率，如 0.5kHz - 10kHz 分辨率為 0.02kHz，10kHz - 100kHz 分辨率為 0.2kHz 等。根據(jù)實(shí)際測試需求與經(jīng)驗(yàn)選擇合適掃描方式，

對初次測試或繞組情況不明的變壓器，可先用線性掃頻獲取整體概況，再用分段掃頻對重點(diǎn)頻段精細(xì)分析。

頻率范圍設(shè)定：合理設(shè)置掃頻起始與終止頻率。一般情況下，掃頻測量范圍為 1kHz - 1MHz 可滿足多數(shù)變壓器繞組變形檢測。但對

于特殊變壓器或關(guān)注特定頻段響應(yīng)時(shí)，需針對性調(diào)整頻率范圍。如懷疑繞組在低頻段有變形，可適當(dāng)降低起始頻率；若關(guān)注高頻特

性，提高終止頻率。

其他參數(shù)調(diào)整：設(shè)置測量點(diǎn)數(shù)，較多測量點(diǎn)數(shù)可獲取更詳細(xì)頻率響應(yīng)曲線，但會(huì)增加測試時(shí)間。同時(shí)，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度調(diào)整響應(yīng)通道增

益，確保采集信號(hào)在合適量程內(nèi)，避免信號(hào)失真或溢出。

數(shù)據(jù)采集與測試執(zhí)行

完成參數(shù)設(shè)置后，在軟件界面點(diǎn)擊 “開始測試”。測試儀自動(dòng)生成掃頻激勵(lì)信號(hào)，施加到被試?yán)@組，同時(shí)采集繞組兩端響應(yīng)信號(hào)，

計(jì)算并記錄不同頻率下的幅頻響應(yīng)數(shù)據(jù)。測試過程中，密切關(guān)注軟件界面顯示的測試進(jìn)度、信號(hào)波形及相關(guān)參數(shù)。若發(fā)現(xiàn)信號(hào)異常波

動(dòng)、測試中斷等情況，立即停止測試，排查問題。通常，每相測量所需時(shí)間小于 60 秒，對一臺(tái)高、中、低繞組的電力變壓器進(jìn)行繞

組變形測量，總耗時(shí)不超過 10 分鐘。期間，接線人員可在確保安全前提下，任意布放信號(hào)輸入輸出引線，對測量結(jié)果無明顯影響，

可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 。

數(shù)據(jù)處理與報(bào)告生成

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與備份：測試完成后，軟件自動(dòng)將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在指定目錄，建議及時(shí)將數(shù)據(jù)備份至外部存儲(chǔ)設(shè)備，如移動(dòng)硬盤，防止

數(shù)據(jù)丟失。數(shù)據(jù)文件一般以 ASCII 碼形式存放，方便后續(xù)用其他軟件讀取分析。

數(shù)據(jù)分析與對比：利用軟件自帶分析工具，對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。可進(jìn)行橫向比較，即對比三相繞組間幅頻響應(yīng)特性，正常情況下三

相曲線應(yīng)具有相似性；也可進(jìn)行縱向比較，將當(dāng)前測試數(shù)據(jù)與變壓器原始數(shù)據(jù)（若有）或同類型正常變壓器數(shù)據(jù)對比。通過對比曲線

的幅值差異、諧振頻點(diǎn)偏移等情況，判斷繞組是否變形及變形程度。如三相繞組相間差值大于 3.5dB，需引起注意，進(jìn)一步與原始測

試結(jié)果比較，若明顯變大（大于 3.5dB），可判定發(fā)生繞組變形 。

報(bào)告生成：軟件具備報(bào)告生成功能，可自動(dòng)生成包含測試數(shù)據(jù)、分析結(jié)果、變壓器參數(shù)、測試環(huán)境等信息的電子文檔（如 WORD 格

式）。報(bào)告中應(yīng)明確給出繞組是否變形結(jié)論，若變形，描述變形程度與位置推測等內(nèi)容。根據(jù)需要，可對報(bào)告進(jìn)行編輯、打印，為變

壓器維護(hù)檢修提供依據(jù) 。

常見故障診斷

測試信號(hào)異常

無信號(hào)輸出或信號(hào)微弱：可能原因一是激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器故障，如內(nèi)部元件損壞、供電異常。可使用示波器檢查激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器輸出

端，若沒有正常正弦波信號(hào)輸出，需聯(lián)系廠家維修或更換相關(guān)部件。二是接線問題，檢查各連接線纜是否松動(dòng)、斷路，接線端子是否

接觸良好，重新插拔連接線纜，確保連接牢固。三是變壓器繞組開路或短路，使用萬用表等工具測量繞組直流電阻，與標(biāo)準(zhǔn)值對比，

判斷繞組是否存在故障。

信號(hào)失真：原因可能是測試儀抗干擾能力差，受現(xiàn)場強(qiáng)電磁場干擾。可通過遠(yuǎn)離干擾源、使用屏蔽線纜、加強(qiáng)設(shè)備接地等措施改善。

也可能是采集通道故障，如 A/D 轉(zhuǎn)換器損壞、前置放大器故障等，需專業(yè)人員對采集通道進(jìn)行檢修、更換損壞元件 。

數(shù)據(jù)異常

幅頻響應(yīng)曲線異常：若曲線出現(xiàn)不規(guī)則波動(dòng)、諧振峰缺失或增多等情況。一方面，可能是測試參數(shù)設(shè)置不合理，重新檢查并調(diào)整掃描

方式、頻率范圍、測量點(diǎn)數(shù)等參數(shù)后再次測試。另一方面，繞組可能存在嚴(yán)重變形、匝間短路、斷股等故障，需結(jié)合其他試驗(yàn)方法，

如低電壓阻抗測試、繞組直流電阻測試等，綜合判斷繞組狀況 。

數(shù)據(jù)重復(fù)性差：多次測試同一繞組，數(shù)據(jù)差異較大。可能是測試過程中接線不穩(wěn)定，每次測試時(shí)接觸電阻不同，重新檢查接線并確保

每次接線一致。環(huán)境因素也可能影響，如溫度、濕度變化，盡量保持測試環(huán)境穩(wěn)定，對剛退出運(yùn)行的變壓器，測量前充分散熱降溫，

并在測試過程中保持溫度恒定 。

軟件故障

軟件無法啟動(dòng)或運(yùn)行卡頓：可能是電腦系統(tǒng)與測試軟件不兼容，升級(jí)電腦操作系統(tǒng)或更換兼容系統(tǒng)。軟件文件損壞也可能導(dǎo)致，重新

安裝測試軟件。此外，電腦硬件配置不足，如內(nèi)存過小、硬盤空間不足等，可清理電腦垃圾文件、擴(kuò)充內(nèi)存或更換大容量硬盤 。


數(shù)據(jù)顯示錯(cuò)誤或分析功能異常：若軟件界面數(shù)據(jù)顯示亂碼、分析結(jié)果錯(cuò)誤等，檢查軟件版本是否為最新，若不是，及時(shí)更新軟件。可

能存在軟件漏洞，聯(lián)系軟件開發(fā)商獲取補(bǔ)丁程序修復(fù) 。
 

維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)

日常維護(hù)

每次使用后，關(guān)閉測試儀與筆記本電腦電源，清理設(shè)備表面灰塵、污漬，保持設(shè)備清潔。檢查連接線纜是否有破損、老化跡象，若有

及時(shí)更換。定期對測試儀電池進(jìn)行充放電維護(hù)（若有電池），延長電池使用壽命。

定期校準(zhǔn)

為保證測試結(jié)果準(zhǔn)確性，定期對變壓器繞組變形測試儀進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)周期一般為一年。使用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源和標(biāo)準(zhǔn)變壓器繞組模型，按

照校準(zhǔn)規(guī)程對測試儀的信號(hào)輸出、采集精度、頻率響應(yīng)等指標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)過程中，記錄校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，若發(fā)現(xiàn)儀器偏差超出允許范

圍，及時(shí)調(diào)整或維修 。

存放環(huán)境要求

測試儀長期不使用時(shí)，應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)、溫度適宜（一般為 0℃ - 40℃）的環(huán)境中，避免陽光直射、潮濕、高溫或有腐蝕性氣體

的場所。將測試儀及附件放入專用包裝箱，做好防護(hù)措施，防止運(yùn)輸、存放過程中受到碰撞、擠壓損壞 。

變壓器繞組變形測試儀的正確操作與有效維護(hù)，對準(zhǔn)確判斷變壓器繞組狀態(tài)意義重大。電力工作者需熟練掌握操作與故障診斷技能，

保障測試儀穩(wěn)定可靠運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器潛在隱患，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力支撐。