根據(jù)中國電力科學(xué)研究院2025年發(fā)布的《全國變電設(shè)備故障統(tǒng)計分析報告》，110kV及以上電壓等級變壓器停運故障中，由變壓器繞組變形引發(fā)的占比達(dá)34.7%，已成為影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的核心誘因之一【2】。作為針對性的變壓器檢測手段，變壓器繞組變形測試儀的普及應(yīng)用，大幅提升了繞組潛伏性故障的檢出率，有效降低了非計劃停運風(fēng)險。

一、技術(shù)背景與發(fā)展歷程

早期變壓器繞組變形檢測主要依賴吊罩開箱檢查，存在停電時間長、作業(yè)成本高、易造成設(shè)備二次損傷等弊端，僅能在故障發(fā)生后開展回溯性檢測，無法滿足狀態(tài)檢修的前置預(yù)警需求。2000年前后，國內(nèi)開始推廣短路阻抗法開展繞組變形檢測，實現(xiàn)了非解體式檢測的突破；2010年后頻率響應(yīng)法逐步成熟，成為局部變形檢測的主流技術(shù)路徑。2025年*電網(wǎng)發(fā)布的《變電設(shè)備狀態(tài)檢修導(dǎo)則》，將變壓器繞組變形檢測列為設(shè)備投運前、短路沖擊后、年度預(yù)試的必檢項目，直接推動檢測設(shè)備向集成化、智能化方向快速迭代。

二、核心原理深度解析

當(dāng)前主流的變壓器繞組變形測試儀普遍集成兩種檢測技術(shù)，多維度支撐故障診斷工作。

短路阻抗法的核心邏輯是將變壓器視為線性無源二端網(wǎng)絡(luò)，在低壓側(cè)施加短路條件，高壓側(cè)注入額定頻率的工頻電壓，測量繞組的短路阻抗值，與出廠基準(zhǔn)值、歷史檢測值比對，依據(jù)DL/T 1093-2025標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)偏差超過3%時即可判定存在繞組變形風(fēng)險【1】，該方法對繞組整體扭曲、軸向位移、匝間短路等故障的辨識度較高。

頻率響應(yīng)法的工作機制是向繞組一端注入掃頻范圍通常為1kHz~1MHz的正弦波信號，測量繞組兩端的電壓幅值比與相位差，得到傳遞函數(shù)頻率響應(yīng)曲線，與基準(zhǔn)曲線比對相關(guān)性，通常中低頻段（1kHz~100kHz）曲線偏差對應(yīng)繞組整體變形，高頻段（100kHz~1MHz）偏差對應(yīng)局部位移、匝間絕緣損傷等故障。兩種方法組合使用可實現(xiàn)優(yōu)勢互補，大幅提升檢測結(jié)果可靠性。

三、技術(shù)優(yōu)勢與局限性

兩種檢測技術(shù)的特性差異顯著，適用場景各有側(cè)重。短路阻抗法的優(yōu)勢在于操作流程簡單，檢測結(jié)果直觀，無需歷史基準(zhǔn)曲線即可完成初步判定，適合無出廠數(shù)據(jù)的老舊變壓器檢測；其局限性在于對輕微局部變形的檢出率較低，據(jù)南方電網(wǎng)科學(xué)研究院2025年測試數(shù)據(jù)，單獨采用該方法對繞組位移小于5mm的故障檢出率僅為61%。

頻率響應(yīng)法的優(yōu)勢是對局部變形敏感度較高，相同條件下檢出率可達(dá)92%，可精準(zhǔn)定位故障位置與故障類型；其局限性在于檢測結(jié)果易受現(xiàn)場電磁干擾影響，且需要歷史基準(zhǔn)曲線作為比對依據(jù)，診斷結(jié)果對操作人員的經(jīng)驗要求較高。將兩種方法組合使用的檢測設(shè)備，整體故障診斷準(zhǔn)確率可提升至94%以上【3】，是當(dāng)前市場的主流選型方向。

四、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求

國內(nèi)已形成完整的變壓器繞組變形檢測標(biāo)準(zhǔn)體系，為作業(yè)開展提供明確依據(jù)。電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 1093-2025《電力變壓器繞組變形的電抗法檢測判斷導(dǎo)則》，明確了短路阻抗法的檢測流程、偏差閾值與判定規(guī)則；DL/T 1856-2025《電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)法檢測判斷導(dǎo)則》，對頻率響應(yīng)法的掃頻范圍、曲線比對方法、相關(guān)性判定閾值做出了統(tǒng)一規(guī)定。此外，國網(wǎng)Q/GDW 11680-2025《變電設(shè)備帶電檢測技術(shù)規(guī)范》、IEC 60076-18:2023《電力變壓器 *8部分：繞組變形檢測》等標(biāo)準(zhǔn)，也對不同場景下的變壓器檢測作業(yè)提出了明確要求，保障故障診斷結(jié)果的規(guī)范性與可比性。

五、應(yīng)用場景與選型建議

不同應(yīng)用場景的檢測需求差異較大，可結(jié)合實際情況選擇適配設(shè)備：

電網(wǎng)變電站年檢預(yù)試場景檢測工作量大、設(shè)備型號多樣，建議選型同時集成短路阻抗法與頻率響應(yīng)法、搭載智能診斷算法的設(shè)備，可自動完成曲線比對與故障判定，降低對操作人員經(jīng)驗的依賴，提升檢測效率。

新能源場站箱變檢測場景中，風(fēng)電、光伏場站變壓器受頻繁短路沖擊影響，繞組變形風(fēng)險高，且現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，建議選型防護(hù)等級達(dá)IP65及以上、支持寬溫作業(yè)、便攜性強的設(shè)備，適配戶外復(fù)雜作業(yè)條件。

軌道交通牽引變壓器檢測場景中，牽引變壓器沖擊載荷波動大，需長期跟蹤繞組狀態(tài)，建議選型支持歷史數(shù)據(jù)云存儲、跨年度曲線自動比對的設(shè)備，便于實現(xiàn)全生命周期狀態(tài)管理。

石化、煤礦等特殊場景，需選型符合對應(yīng)防爆等級認(rèn)證的檢測設(shè)備，滿足高危場所作業(yè)安全要求。

六、典型故障診斷案例分析

2025年某省電網(wǎng)220kV主變遭受出口短路沖擊后，運維人員采用組合式變壓器繞組變形測試儀開展檢測，發(fā)現(xiàn)110kV側(cè)繞組短路阻抗偏差為2.8%，接近標(biāo)準(zhǔn)閾值，頻率響應(yīng)法檢測顯示100kHz~500kHz高頻段曲線相關(guān)性僅為0.71，低于標(biāo)準(zhǔn)要求的0.9閾值，故障診斷結(jié)果為繞組局部位移。吊罩檢查后確認(rèn)該側(cè)繞組有3處撐條斷裂，繞組*大位移達(dá)7.8mm，及時開展檢修后避免了突發(fā)停運事故，減少直接經(jīng)濟(jì)損失約120萬元【2】。

2026年某海上風(fēng)電場35kV箱變常規(guī)檢測中，該箱變此前經(jīng)歷3次并網(wǎng)短路沖擊，檢測顯示短路阻抗偏差達(dá)4.3%，遠(yuǎn)高于3%的閾值，頻率響應(yīng)法1kHz~100kHz中低頻段曲線相關(guān)性為0.67，判定為繞組整體軸向扭曲。運維人員及時對該箱變進(jìn)行退運更換，避免了箱變燒毀引發(fā)的整串風(fēng)機停運事故，減少損失約210萬元。

七、技術(shù)發(fā)展趨勢與展望

當(dāng)前變壓器繞組變形檢測技術(shù)正朝著三個方向迭代：一是帶電檢測技術(shù)逐步成熟，目前已有部分機構(gòu)研發(fā)出非侵入式的帶電檢測設(shè)備，無需停電即可完成檢測，預(yù)計2028年左右將實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用；二是AI智能診斷技術(shù)普及，基于大模型的盲診斷算法已進(jìn)入試點階段，無需歷史基準(zhǔn)曲線即可完成故障判定，進(jìn)一步降低檢測門檻；三是多參數(shù)融合診斷，未來將實現(xiàn)變壓器繞組變形檢測與局放檢測、紅外熱成像檢測等數(shù)據(jù)的融合分析，提升故障診斷的全面性與精準(zhǔn)度。

總的來說，變壓器繞組變形作為變壓器的典型潛伏性故障，選擇合規(guī)的檢測方法與設(shè)備、定期開展檢測，是保障變壓器安全運行的核心手段。作為電力檢測設(shè)備領(lǐng)域的廠商，康高特推出的TRW-310變壓器三相直流電阻測試儀、子龍高頻局放測試儀等設(shè)備，可與繞組變形檢測數(shù)據(jù)形成互補，為電力系統(tǒng)、工業(yè)用戶的變壓器全狀態(tài)檢測提供完整解決方案，有效降低設(shè)備運行風(fēng)險。

參考文獻(xiàn)

【1】 DL/T 1093-2025, 電力變壓器繞組變形的電抗法檢測判斷導(dǎo)則[S]. 北京: 中國電力出版社, 2025.

【2】 中國電力科學(xué)研究院. 2025年全國變電設(shè)備故障統(tǒng)計分析報告[R]. 北京: 中國電力科學(xué)研究院, 2026.

【3】 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院. 變壓器繞組變形組合檢測技術(shù)應(yīng)用白皮書[R]. 廣州: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院, 2025.