變壓器變化與繞組變形測試儀
FRAX150掃頻響應分析儀
產 品 說 明
FRAX150掃頻響應分析儀
FRAX150掃頻響應分析儀
--業內動態范圍和精度
--內置電腦帶強大背光顯示屏，強光下亦可使用
--可重復性，使用可靠電纜和高性能儀表
--符合所有標準，滿足SFRA測量
--機載軟件提供*的分析方法和決策支持
--可兼容其他FRA測試設備的數據
說明
電力變壓器是當今輸配電基礎設施的關鍵部分。變壓器故障導致電力中斷會造成巨大的財產損失和大量的非預定性維修。因此規避變壓器故障，進行可靠和高效的測試和診斷顯得尤為重要。
FRAX150掃頻響應分析儀（SFRA）可檢測出其他方法檢測不了的潛在機械和電氣問題。 FRA方法在主要公用事業和服務公司的應用已超過10年。測量非常易于執行，通過獲取變壓器一個*的“指紋”，與參考“指紋”相比較并給出直接答案，無論變壓器的機械零件是否被更換。偏差表明了變壓器內部的幾何或電氣結構發生了改變。
FRAX150檢測的問題包括：
--繞組變形和移位
--匝間短路和繞組開路
--緊固結構松動
--緊固結構損壞
--鐵芯連接故障
--局部線圈坍塌
--鐵芯接地故障
--鐵芯移位
使用掃頻響應分析法（FRA）收集指紋是檢測電力變壓器機械和電氣系統問題的一種簡易的方法，省時且節約成本。
應用
電力變壓器的額定機械承受力取決于于運輸和負載，如故障和雷擊。然而，在嚴重的事故中或由于老化導致絕緣性能下降時，機械力可能會超過變壓器的額定上限，這時就需要一個相應的快速檢測，可比作善后響應的指紋響應即可提供可靠決策，以判斷變壓器的安全性是否可以重新投入使用，或者是否需要更進一步的診斷。
方法基礎
變壓器包含并聯電容、電感和電阻器，當測試信號以離散頻率被注入時，合成電路產生一個*指紋或信號，響應就會以曲線標繪出來。
電容受導體之間距離的影響，因此線圈運動就會導致電容變化并改變曲線形狀。
SFRA方法以比較測量曲線中發生的變化為基礎。一個SFRA測試包含多重掃描，并揭露變壓器的機械和電氣性能完整性是否遭到損壞。
實際應用
在標準應用里，如果是新變壓器或變壓器狀態良好，就會獲得每個線圈的“指紋”參考曲線，這些曲線就可以用作后續維修測試或判斷設備是否故障的參照。
的方法是基于時間的對比，即同一變壓器隨時間變化測試出的曲線間的對比；另一種是同型號具有相同設計的“姊妹變壓器”間的對比；后一個是結構間的對比，如在特定的情況下，把同一個變壓器的各個繞組的測量曲線進行對比。
這些對比試驗可以在如下時間進行：1）運輸前后；2）嚴重的穿刺故障后；3）大修前后；4）作為判斷潛在問題的診斷性試驗。一次SFRA測試就能檢測出其他各種設備需要多重檢測才能發現的繞組問題，或其他方法*檢測不到的繞組問題。SFRA是一種快速而且成本低廉評估變壓器是否損壞或是否能夠重新安全啟動的方法。如果存在問題，測試結果將會提供有價值信息為下一步行動提供決策支持。
對一個已經發生故障的關鍵性任務變壓器進行基準測量，作為一項有價值的投資，必須考慮采用更簡單和可靠的分析方法。
分析結果和軟件
一般地，繞組短路、磁化和其他與磁心有關的問題，在低頻率下都會改變曲線的形狀。中頻表明線圈軸向或徑向的移動，高頻則揭示了線圈間以及它們與套管和抽頭轉換開關間電纜存在的問題。
低、中和高頻舉例
FRAX軟件提供了很多適于數據分析的特征。多個測試可以同時進行，用戶可以*控制掃頻對比，響應可以傳統的量級—頻率或相位—頻率顯示出來。用戶還可以選擇把數據以阻抗或通道—頻率的形式顯示出來，已便對特定型號的變壓器進行確切分析。
上圖反映了一個單相變壓器在大修后，由于疏忽鐵芯接地未連接（紅線），和鐵芯接地正確連接后（綠色）的曲線狀況。這種潛在問題可以在1kHz至10kHz的頻率范圍內清晰地顯示出來，在10kHz至200kHz范圍內的差別也顯而易見。
功能與優點
n 內置電腦帶強大背光顯示屏，直射陽光下也可讀數
n 使用優秀布線技術，高可重復性，避免了因電纜連接和定位導致的導入錯誤（這種情況在其他FRA廠商的設備上很常見）
n 符合所有掃頻響應分析（SFRA）測量的標準
n 行業動態范圍和精度，即便微小的變壓器內部機械電氣變化也能探測
n *的分析和支持軟件工具，對變壓器是否需要進行進一步診斷和處置提供有效決策
1. 測試對象瀏覽器—不限次數測試和掃描，用戶全控制。
2. 快速選擇標簽—為不同顯示和分析工具快速轉換視圖。
3. 快速圖表按鈕—可編程圖表設置使得改變視圖快速容易。
4. 掃描/曲線設置—每個掃描都能單獨打開或關閉，更改顏色、厚度和位置。
5. 動態縮放—放大或移動關注點到曲線的任何部位。
6. 操作按鈕—所有基本的功能都可以通過指尖完成，鼠標、功能鍵和觸摸屏。
7. 運用振幅和頻移比較算法自動分析比較兩曲線，讓用戶知道差別是嚴重、明顯還是輕微。
使用基于DL/T911-2004標準的內置分析工具提供決策支持
進行SFRA測試時需要考慮的問題
SFRA測量采用的是比較時間和不同被試品曲線的方法。這就要求在測量時具有的可重復性并消除外部因素的影響，如電纜、連接和儀表性能等。FRAX提供了所有必要的工具以確保測量曲線真實反映變壓器的內部狀況。
良好的連接
不好的連接狀況會影響測試結果，這就是為什么FRAX提供了一個緊固測試夾鉗以確保能套管和儀器能保持良好的連接狀態。
C形夾鉗能保證良好的連接狀態
短織帶理念
對被試變壓器的每次測量，從電纜到接地的連接都必須是相同的。當需要提供重復性的狀況時，傳統的接地連接方法就出現問題。在頻率時這會引起測量響應中不需要的變動，它會導致分析困難。
FRAX織帶從靠近絕緣磁盤的連接夾鉗落下連接到套管基部的接地連接上，這就會使得每次連接到套管上時狀況幾乎都是相同的。
使用C形夾鉗和短織帶以保證保護物至接地連接緊密的方法能夠消除連接問題和電纜結環，它們都會影響測量進行。
內置PC的FRAX150
FRAX150帶有一個高對比度和強大背光顯示屏的內置PC，非常適于在直射光下工作。光標的控制可通過內置操縱桿或外部USB鼠標來完成，內置鍵盤使得數據輸入非常容易。
所有數據均存儲在內置硬盤驅動器。這些數據可以通過USB存儲器移動到任何其他電腦上。
輸入和輸出
FRAX軟件可以輸入其他FRA儀器的數據文件，以便與其他FRA儀器獲得數據進行對比。FRAX通過XFRA標準格式及標準CSV和TXT格式輸入和輸出數據。
掃頻設置
應用軟件向用戶提供了一個*的特性，即快速和高效測試。傳統SFRA系統使用對數間隔的測量點，由此產生的許多測量點都位于20Hz和200Hz及200KHz和2MHz之間，并需要很長的測量時間。
來自變壓器的頻率響應包含了一些位于低頻范圍的響應，但大部分響應都位于高頻范圍。FRAX允許用戶較少的測量點位于較低頻率和高密度的測量點位于較高頻率，其結果更快速而且更詳細。
可變電壓
在低頻時實際使用的電壓會影響響應。一些FRA儀器不使用10V峰-峰電壓，但較多的廠家都使用的是該電壓，它會使測試之間的比較復雜化。FRAX標準電壓是10V峰-峰電壓，但FRAX也允許用戶為滿足不同測試需要自行調整電壓。
FTB101
一些FRA指南*用戶在測試前后使用由設備廠家提供的帶FRA響應的測試電路，來驗證電纜和儀器的完整性。FRAX則提供了一個現場試驗盒FTB-101作為標準附件，用戶任何時候都能在現場進行該項重要檢驗并保證測量質量。
FTB101現場試驗盒
動態范圍
用高動態在一個寬闊的頻率內進行精確測量對測試設備、測試導線和測試設置都有很高的要求。FRAX150的設計正是考慮了這些要求。它非常堅固，能夠過濾感應干擾，具有業內的動態范圍和精度。FRAX150動態范圍或本底噪音如下方的紅線所示，黑線則表示一個正常變壓器的測量狀況。寬動態范圍和低本底噪音保證了每一次測量的精確性。從低響應至儀器本底噪音必須維持約20dB的邊緣，以獲得±1dB的精確度。
FRAX150的動態界限（紅）和變壓器測量（黑）舉例
FRAX150控制面板
FRAX150技術參數
本技術參數適用于常規輸入電壓和+25℃的環境溫度，如有更改，恕不另行通知。
環境
應用范圍 本儀器用于中高壓變電站和工業領域
環境溫度
操作 -20℃ 至 +50℃
儲存 -20℃ 至 +70℃
濕度 ﹤90%，不凝結
CE標志
EMC 2004/108/EC
LVD 2006/95/EC
綜述
電壓電壓 90-264 V AC, 47-63 Hz
體積 305×194×360mm
重量 6 kg
測量部分
FRA方法 掃頻（SFRA）
頻率范圍 0.1 Hz - 25 MHz，用戶自選
點數 默認1046，用戶可選至32,000
測量時間 默認64s，快速測試設置達37s（20 Hz - 2 MHz ）
點間距 對數，線性或兩者同時
動態范圍 ＞ 130 dB
本底噪音精度 ±0.5 dB 下至-100 dB（10 Hz - 10 MHz）
頻寬/測量時間 用戶自選（默認10%）
軟件 FRAX適用Windows 2000/XP/Vista/7
PC通信 USB
校準周期 3年
標準/指南 滿足CIGR342,2008要求
電力變壓器繞組變形FRA和其他標準和推
薦，變壓器線圈機械條件評估使用FRA和中國標
準DL/T 911-2004
模擬輸出
通道 1
恒流輸出電壓 0.2 - 24 V p-p
測量電壓@50Ω 0.1 - 12V p-p
輸出阻抗 50Ω
保護 短路保護
模擬輸入
通道 2
取樣 同時
輸入阻抗 50Ω
取樣速率 100 MS/s
PC
操作系統 Windows® 系統
內存 內部存儲1000條記錄
外部存儲USB存儲卡
