2025年全國電網(wǎng)共發(fā)生110kV及以上主變非計(jì)劃停運(yùn)事件127起，其中47%由未及時(shí)排查的繞組變形隱患引發(fā)【1】，變壓器機(jī)械故障檢測(cè)已成為電力運(yùn)維環(huán)節(jié)的核心剛需，變壓器繞組變形測(cè)試儀作為主流檢測(cè)設(shè)備，在減少停運(yùn)損失、提升運(yùn)維效率層面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

一、行業(yè)背景與市場(chǎng)需求

雙碳目標(biāo)推進(jìn)下，2026年我國新能源并網(wǎng)裝機(jī)容量突破8億千瓦，變壓器作為輸配電系統(tǒng)的核心設(shè)備，頻繁承受新能源出力波動(dòng)、短路沖擊等工況，繞組發(fā)生軸向移位、徑向變形的概率較2020年提升37%。傳統(tǒng)的吊芯檢查方式需要停電3-5天，單臺(tái)主變檢測(cè)成本超過10萬元，且可能對(duì)繞組絕緣造成二次損傷，無法滿足當(dāng)前高頻次、低成本的運(yùn)維需求，因此高效的非解體式檢測(cè)設(shè)備需求持續(xù)攀升，2025年國內(nèi)變壓器繞組變形測(cè)試儀采購量同比增長42%。

二、核心技術(shù)原理解析

當(dāng)前主流的變壓器繞組變形測(cè)試儀集成兩大核心檢測(cè)技術(shù)，分別是頻響法繞組變形測(cè)試與低電壓短路阻抗測(cè)試。

頻響法繞組變形測(cè)試的原理為：向變壓器繞組一端注入掃頻范圍1kHz~1MHz的低壓正弦信號(hào)，測(cè)量繞組兩端的傳遞函數(shù)幅頻特性曲線，由于繞組的電感、電容參數(shù)會(huì)隨形變發(fā)生變化，因此將測(cè)試曲線與歷史基線、同批次設(shè)備曲線進(jìn)行比對(duì)，即可判斷繞組是否發(fā)生變形，該方法對(duì)輕微形變的敏感度較高，符合DL/T 911-2025標(biāo)準(zhǔn)要求【2】。

低電壓短路阻抗測(cè)試的原理為：向繞組施加額定頻率的低電壓，測(cè)量短路狀態(tài)下的阻抗值，將其與出廠值進(jìn)行比對(duì)，偏差超過2%即可判定存在明顯形變，該方法無需歷史基線數(shù)據(jù)，對(duì)嚴(yán)重繞組變形的判斷準(zhǔn)確率較高，符合IEC 60076-18的相關(guān)規(guī)范【3】。兩種技術(shù)融合使用，可覆蓋90%以上的變壓器機(jī)械故障檢測(cè)場(chǎng)景。

三、市場(chǎng)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前國內(nèi)變壓器繞組變形測(cè)試儀市場(chǎng)已經(jīng)形成較為成熟的供給體系，國網(wǎng)、南網(wǎng)2025年發(fā)布的新版《電力設(shè)備運(yùn)維檢修規(guī)程》明確要求，110kV及以上主變每3年開展一次繞組變形檢測(cè)，短路故障跳閘后必須在24小時(shí)內(nèi)完成檢測(cè)，因此電網(wǎng)端仍是設(shè)備采購的核心主體，占總采購量的62%，光伏、風(fēng)電、軌道交通等行業(yè)的采購占比逐年提升，2026年預(yù)計(jì)占比將達(dá)到31%。

技術(shù)發(fā)展層面，當(dāng)前產(chǎn)品正在向便攜化、智能化方向升級(jí)，部分產(chǎn)品已支持?jǐn)?shù)據(jù)自動(dòng)上傳至智慧運(yùn)維平臺(tái)，為變壓器支持系統(tǒng)提供基礎(chǔ)檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)歷史曲線自動(dòng)比對(duì)、隱患預(yù)判等功能，減少人工分析的誤差。

四、主流檢測(cè)方法對(duì)比

除了變壓器繞組變形測(cè)試儀采用的兩種非解體檢測(cè)方法外，傳統(tǒng)的繞組故障檢測(cè)還包括吊芯檢查、油色譜分析等方法。吊芯檢查的準(zhǔn)確率較高，但需要長時(shí)間停電，作業(yè)流程復(fù)雜，僅適用于已經(jīng)確定存在嚴(yán)重故障的設(shè)備；油色譜分析可檢測(cè)繞組過熱、放電等故障，但對(duì)輕微機(jī)械形變的敏感度低，通常作為輔助檢測(cè)手段。

而頻響法與低電壓短路阻抗測(cè)試融合的檢測(cè)方案，無需拆解設(shè)備，單臺(tái)主變檢測(cè)時(shí)間僅需1-2小時(shí)，檢測(cè)成本僅為吊芯檢查的1/10，適合大規(guī)模巡檢與故障后快速排查場(chǎng)景。

五、檢測(cè)方案選型要點(diǎn)

用戶在選擇變壓器繞組變形測(cè)試儀時(shí)，首先要確認(rèn)設(shè)備符合DL/T 911-2025、IEC 60076-18等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，掃頻精度、阻抗測(cè)量誤差需滿足規(guī)范閾值；其次優(yōu)先選擇集成兩種檢測(cè)技術(shù)的設(shè)備，可滿足不同場(chǎng)景的檢測(cè)需求；此外若需要對(duì)接智慧運(yùn)維體系，可選擇具備數(shù)據(jù)開放接口的產(chǎn)品，可為變壓器支持平臺(tái)提供標(biāo)準(zhǔn)化的檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全生命周期管理。

六、典型應(yīng)用場(chǎng)景分析

電網(wǎng)變電站場(chǎng)景

2025年某省電網(wǎng)220kV變電站主變?cè)馐芙鼌^(qū)短路故障跳閘，運(yùn)維人員采用變壓器繞組變形測(cè)試儀開展檢測(cè)，頻響法測(cè)試顯示A相繞組10kHz~100kHz頻段曲線相關(guān)系數(shù)僅為0.71，結(jié)合低電壓短路阻抗測(cè)試得到的3.1%的偏差值，判定A相繞組存在軸向移位，隨即安排返廠檢修，避免了主變帶病投運(yùn)引發(fā)的母線停電事故，預(yù)估減少直接經(jīng)濟(jì)損失超過200萬元。

新能源場(chǎng)站場(chǎng)景

2026年某120MW山地光伏電站開展年度運(yùn)維檢測(cè)，采用頻響法繞組變形測(cè)試發(fā)現(xiàn)35kV主變B相曲線存在局部偏移，結(jié)合低電壓短路阻抗測(cè)試結(jié)果判定為輕微徑向變形，電站在光伏大發(fā)期前完成繞組加固處理，避免了汛期短路故障引發(fā)的全電站脫網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)。

軌道交通場(chǎng)景

2025年某城市軌道交通3號(hào)線主變電所開展季度例行檢測(cè)，通過變壓器繞組變形測(cè)試儀及時(shí)發(fā)現(xiàn)1號(hào)主變繞組形變隱患，運(yùn)營方利用夜間停運(yùn)窗口完成設(shè)備更換，未對(duì)日間正常運(yùn)營造成影響。

七、常見問題解答

1. 頻響法繞組變形測(cè)試是否必須具備歷史基線數(shù)據(jù)才能完成判定？

答：根據(jù)DL/T 911-2025標(biāo)準(zhǔn)要求，若沒有設(shè)備出廠或歷史測(cè)試的基線數(shù)據(jù)，可采用同型號(hào)、同批次、同運(yùn)行條件的其他變壓器測(cè)試曲線作為比對(duì)參考，也可結(jié)合低電壓短路阻抗測(cè)試結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合判定，仍可保障檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2. 低電壓短路阻抗測(cè)試可以在設(shè)備帶電狀態(tài)下開展嗎？

答：當(dāng)前主流的商用變壓器繞組變形測(cè)試儀采用離線測(cè)試方案，需要設(shè)備停電后開展檢測(cè)，帶電式短路阻抗測(cè)試技術(shù)目前仍處于試點(diǎn)應(yīng)用階段，檢測(cè)準(zhǔn)確率還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

3. 變壓器機(jī)械故障檢測(cè)除了繞組變形測(cè)試外，還需要搭配其他檢測(cè)手段嗎？

答：繞組變形測(cè)試主要針對(duì)機(jī)械類故障，為了構(gòu)建完整的狀態(tài)評(píng)估體系，可搭配油色譜分析、局部放電檢測(cè)、紅外熱像檢測(cè)等手段，覆蓋絕緣、電氣等多維度的故障排查。

4. 變壓器繞組變形測(cè)試儀的數(shù)據(jù)可以對(duì)接智慧運(yùn)維系統(tǒng)嗎？

答：當(dāng)前大部分符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品都支持檢測(cè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)出，具備開放接口的設(shè)備可直接接入企業(yè)的變壓器支持智慧運(yùn)維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)、曲線比對(duì)、隱患預(yù)警等功能，提升運(yùn)維智能化水平。

參考文獻(xiàn)

【1】 中國電力科學(xué)研究院. 2025年全國110kV及以上電力變壓器運(yùn)行故障分析報(bào)告[R]. 北京: 中國電力科學(xué)研究院, 2025.

【2】 DL/T 911-2025, 電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法[S]. 北京: 中國電力出版社, 2025.

【3】 IEC 60076-18:2024, 電力變壓器 *8部分: 繞組變形的短路阻抗測(cè)量法[S]. 日內(nèi)瓦: 國際電工委員會(huì), 2024.