改进的低压脉冲法对变压器绕组变形的探测研究

为了保证大规模电力输送工作的质量和效率,提高电力输送设备的使用寿命,通过对电网内核心装置电力变压器的内部绕组进行了变形探测研究。根据以往常用的低压脉冲法与频响法的优缺点,提出了一种基于低压脉冲法的改进方法。利用纳秒级脉冲进行测量来诊断电力变压器内部绕组的状态,即采用持续时间为100～2 000 ns和上升沿大约10 ns的纳秒级脉冲发生器进行测量。通过在不同端子上进行对比测量,并根据不同端子间回波信号的差异来判断变压器内部绕组是否发生了形变。此种方法确保了良好的重复性和测量精度并改进了传统的低压脉冲法(Low voltage impulse,LVI)的缺陷。实验结果证明,开发的纳秒级脉冲源与针对变压器绕组变型的数值谱分析法,可以快速地得到变压器内部绕组的变型情况并且扩展了回波信号的频谱。     

振动频响分析法在大型变压器绕组变形检测中的应用

对一台220 kV变压器A相绕组前后相隔3天的扫频数据进行比较,并对C相绕组人为制造垫块脱落和绕组径向变形故障,以对比其故障前后的扫频结果.结果表明,振动频响分析法能够有效检测绕组变形故障,其重复性较好,且灵敏度比短路阻抗法更高.     

基于谐振点数学指数的电力变压器绕组变形的诊断方法

频率响应分析法是检测电力变压器绕组变形的常用诊断方法之一。近年来,频率响应分析法的检测流程趋向标准化;但寻求合适的算法对频响曲线数据进行量化分析仍需深入研究。根据电力变压器绕组变形前后的频响曲线中谐振点的变化,获取所提出的数学指数变化规律,探究合适的数学指数对频响曲线数据进行量化分析。研究表明:在基于谐振点的数学指数中,谐振点偏移率IAD和IFD数值的正负性可综合诊断绕组变形的类型;加权函数值W_a和W_f可综合诊断绕组变形的程度。     

用结构参数法研究变压器绕组变形判据

为准确判断变压器在短路后的绕组变形情况,对频率响应法的测试和判定标准进行了研究。采用变压器绕组等效电路模型,研究绕组承受出口短路电动力作用、发生变形后电路特性的变化。提出了研究绕组变形的结构参数法。针对变压器绕组发生不同形式和程度变形后的结构变异,进行等效电路参数变化的分析,计算由此引起的变压器绕组频响谱线的变化,用谱线的均差方根值作为判断绕组变形程度的依据,给出测试和判断标准,并且得到了一些现场实例的验证。     

变压器套管容性故障对频响曲线的影响

为了研究套管容性故障对频响曲线的影响,以频率响应分析法为理论基础,建立了检测变压器绕组变形的测试系统,以套管电容性故障为例,引入相关系数作为判据,对发生套管电容性故障的变压器进行测量,并从理论上分析了激励源位置分别为套管导杆和末屏时的频响曲线变化情况。试验结果表明:频率为1kHz~1MHz时,通过导杆注入扫频信号得到的频响曲线对套管电容性故障并不敏感,基本不会发生改变;利用末屏注入信号时,该故障对频响曲线的影响较大,会出现频响曲线全频段的幅值升高,并在频率为1~25kHz时最为明显,使得相关系数出现较大偏差,造成对变压器绕组状态的误判,且该变化与绕组故障时的情况并不相同,具有较强的可辨识性。     

变压器绕组变形的在线监测研究

在电力系统中,变压器是整体系统的关键设备,一台大型电力变压器出现问题就会导致大面积停电,会造成严重的经济损失。在线监测能够正确及时的对变压器绕组变形进行监测,及时发现事故隐患,延长变压器的实际使用寿命,很大程度的防止由于变压器绕组引起的大面积停电。因此,对变压器的安全性、稳定性和可靠性提出了更高的要求。变压器绕组变形的在线监测方法有多种,该文简述了变压器绕组变形的多种检测方法,并探讨了传递函数法在变压器绕组变形在线监测中的应用。     

变压器绕组变形检测技术研究及其应用

针对运行中的变压器存在绕组变形的问题,简述了绕组变形检测技术的研究现状,着重阐述了频率响应法（Frequency Response Analysis）检测变压器绕组变形的原理和方法,并应用HBR-II测试仪进行测试,在试验的基础上分析了绕组变形状况在频率响应曲线上的表现。     

基于频率响应法的双CPU架构变压器绕组变形测试仪设计

针对日益增多的变压器绕组变形故障,设计了一种以高性能DSP芯片TMS320F2812及ARMRCortexTM-M3芯片STM320F103为核心的基于频率响应法的变压器绕组变形测试仪。详细介绍了系统硬件设计方案及软件编程思想。DSP模块负责高速数据采集与运算。ARM模块通过SPI总线与DSP通信,实现测试仪的数据管理、用户界面以及联机通讯。采用数字频率合成技术DDS对待测变压器绕组进行扫频测量。系统采用软件滤波和硬件同步交流采样技术减小测量误差。能够在不对变压器进行吊罩、拆装的情况下进行绕组变形测试,显示高、低压三相绕组频率响应曲线及相关系数R。仿真测试结果表明该装置能够满足变压器绕组变形的测试要求。     

基于扫频电阻法的变压器绕组材质辨识方法及实验验证

变压器生产中“以铝代铜”现象危害电力系统运行安全,为了简单有效地辨别变压器绕组材质,提出了一种基于扫频电阻法的辨识方法和实验方案,并根据该方案搭建了一套变压器绕组材质检测系统。首先对基于扫频电阻法的辨识方法进行了相关理论推导和证明,之后对基于该方法的检测系统性能进行了测试,最后对不同类型变压器进行了实验验证。实验结果表明该方法能够快速高效地辨别变压器绕组材质,具有较高的工程实用价值。     

低电压短路阻抗法在变压器绕组变形诊断中的应用

变压器自身的主要性能参数是短路阻抗。这一性能参数可以决定系统出现短路时变压器自身内部电动力以及短路时整体电流的大小。变压器运行中出现事故的主要原因是变压器绕组变形造成的,它会将变压器的短路阻抗更改,引起间接或直接的变压器事故或故障。该文通过分析低电压短路阻抗法的应用原理,结合变电站变压器进行实验,实验中变压器为220 k V,在冲击记录超标后研究变压器是否存在绕组变形情况,并针对出现的问题进行诊断。     

短路冲击下变压器振动频响函数研究

针对离线测试方法无法对遭受短路冲击后的绕组状态进行在线评估和诊断的问题,提出了一种利用冲击电流下绕组振动的频响函数来表征绕组机械状态的方法。该方法利用振动信号和冲击电流构建了单输入多输出的振动系统,通过自功率谱密度函数获得短路冲击下变压器绕组振动的频响函数,并利用相关系数对多次短路冲击下绕组振动频响函数的相关性进行分析。对一台220kV变压器短路冲击试验的研究结果表明,在多次短路冲击中,不同频响函数间的相关系数与相电抗的偏差之间存在一定的负相关关系,即相关系数随相电抗的偏差增大而降低,相电抗偏差越大,相关系数越低。该方法可以利用短路故障时的录波信息,通过绕组的振动频响函数和两次短路冲击的相关系数来表征变压器绕组的机械状态。     

不同纳秒脉宽电压下变压器绕组电压分布研究

为研究快速暂态过电压(VFTO)、雷电波进入变压器引起高压绕组电压分布的规律,进行了不同纳秒脉冲宽度电压下绕组电压分布研究。基于一台带抽头的10 k VA-220 V/2 400 V变压器,搭建试验平台,测量和分析了不同脉宽电压下的绕组电压分布;基于COMSOL Multiphysics有限元软件计算了绕组电容参数矩阵并建立多导体传输线模型(MTLs),仿真计算了绕组电压分布;使用MTLs仿真计算和试验测量得到的绕组电压分布具有很好的一致性。深入分析得出:除波头时间外,脉冲宽度是影响绕组电压分布的重要原因,电压脉冲宽度越小,绕组电压分布越不均匀。     

基于DSP的变压器绕组变形在线监测系统设计

介绍了一种基于DSP处理器的变压器绕组变形在线监测系统,在变压器短路电抗与变压器绕组变形的关系基础上,提出了利用电压电流法在线监测变压器绕组变形的方法,分析了在线监测系统软硬件结构,为设备投入实际运行提供了帮助。     

变压器绕组变形试验

变压器是全封闭的电气设备,从外观上无法看到其内部绕组的变形情况。对主变绕组使用频率响应分析法和短路阻抗分析法,可以通过外部的试验,来了解绕组变形的情况,给变压器检修提供依据。     

频率响应法对变压器绕组变形的测试与分析

电力变压器在运输中受冲撞或在运行中不可避免地遭受各种故障短路电流的冲击。变压器出口附近一旦发生短路故障,变压器绕组将承受巨大的、不均匀的轴向和径向电动应力作用。如果绕组内部机械结构存在薄弱环节,承受不住电动力的冲击,变压器线圈必然会产生绕组扭曲、鼓包或移位等变形现象,严重时甚至导致线圈突发性损坏事故。频率响应法利用扫频技术,通过测试变压器绕组频率响应特性曲线进行横向或纵向比较,可准确诊断变压器绕组变形情况,因此得到广泛应用。     

变压器绕组变形试验研究

针对一些经常使用的变压器绕组变形的具体测试方式进行论述,通过分布参数的方式,对绕组变形的原理进行深入的分析,并做了一系列极具针对性的计算。同时,根据变压器的具体情况,通过现场试验对相应的绕组变形进行了针对性的测试,列出了试验过程中遇到的变压器绕组接触不良、整体拉伸、整体压缩变形等具体情况,并给出了相应的检测结果以及具体的分析。     

正交多项式辨识变压器传递函数及其在绕组变形诊断中的应用

利用变压器绕组频响的实验数据,来拟合其传递函数的解析表示,若使用最小二乘法,会存在病态方程组,影响辨识的准确性,提出利用正交多项式来拟合变压器传递函数,方程的阶次几科是原来的1／2,从而降低了系数矩阵的条件数,避免了病态问题,利用正交伴随矩阵,直接求取传递函数的零、极点。根据零极点分布来诊断变压器绕组变形,反映了绕组特性的本质,比单纯依靠频响曲线有了很大进步。     

一起变压器绕组变形测试数据异常实例分析

结合变压器绕组变形测试原理,分析某110kV变电站1号变压器绕组变形测试曲线异常的原因,判断这种变化能否影响变压器的运行。经过综合分析认为该变压器可以通过采取缩短色谱分析周期、红外测温等方法进行监视运行。但在条件允许的情况下尽快进行一次诊断性复试,主要诊断试验项目为绕组变形与低压直流电阻测试。同时考虑到其为带家族缺陷的设备,也应加强带电测试监督工作。     

变压器绕组损伤与检测

本文阐述了变压器绕组因损伤后产生了形变以后的危害,产生形变的特点及其原因特点。本文主要是介绍响应频率分析法的判断途径和应该避免的问题。根据频响特性曲线的不同情况可以判断损伤的严重性,但检测时应该注意细节分析和比较,否则将判断失误。     

高频变压器漏感参数对绕组形变的全局灵敏度分析

为深入了解绕组形变对高频变压器漏感参数的影响关系,提出一种分析漏感参数对不同绕组形变种类的全局灵敏度分析方法。首先通过响应面法和中心复合试验设计,建立了高频变压器漏感参数的二阶和三阶响应面模型,并证明三阶响应面模型的计算精度高于二阶响应面模型,其拟合优度指标和最大误差分别0.991、0.34%;其次基于Sobol’灵敏度分析方法和蒙特卡罗抽样方法,分析了漏感参数对于不同形变种类的灵敏度。结果表明:Sobol’灵敏度分析方法可以很好地定量分析绕组形变对漏感参数的影响程度,漏感参数对于原边绕组发生径向形变最为敏感,一阶灵敏度和全局灵敏度分别为0.6951、0.6963。本文研究可为高频变压器结构设计以及绕组形变检测提供指导和依据。