多参数积分化暂态高频电力变压器模型及其参数在线辨识方法

为改变目前基于参数辨识的变压器绕组变形检测法普遍以漏感为判据,其所反映的绕组信息较少、变形判据较单一的现状,通过将原始的微分模型改写为积分形式模型,利用递推最小二乘法在变压器运行暂态过程中对各参数进行辨识。以一实际变压器为例,在分析绕组等效电路的基础上,建立了包含绕组对地电容、互电容以及绕组电阻、漏电感参数的积分化辨识模型。并与传统微分辨识模型进行对比,分析了各种工况下辨识模型性能。结果表明,积分化模型在参数辨识精度、辨识速度及算法稳定性等方面有更大优势;辨识基本不受短路时刻、绕组变形和两相短路的影响;具有良好的稳定性。     

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。     

基于多物理场耦合的非晶合金变压器短路特性分析

非晶合金变压器具有显著的节能优势,但是抗短路能力不足。针对在实际试验研究中非晶合金变压器绕组短路系列故障设置困难问题,本文基于电磁场-结构力场-温度场的瞬态多物理场耦合理论,建立变压器有限元三维模型。仿真了低压侧出口三相短路条件下非晶合金变压器矩形绕组的短路特性,研究了非晶合金变压器发生短路时温度剧烈升高所带来的热应力对绕组形变的影响。并对单独电磁力作用和电磁力热应力耦合作用下的绕组应力和形变进行了对比,计算结果表明热效应会对变压器形变产生较大影响,造成矩形绕组多处严重变形损坏。短路温升是变压器变形损坏不可忽略的因素,同时也是提升变压器抗短路能力中需要重点考虑的问题。     

纳秒脉冲法与频响法检测变压器绕组变形对比研究

为了能够检测电力变压器绕组的微小缺陷,提高压器绕组变形检测的灵敏度,降低误判率,该文设计并研制了纳秒脉冲激励单元及时频响应单元,开发出基于纳秒脉冲法的变压器绕组变形检测系统,并针对变压器绕组的匝间短路、线圈轴向移位等绕组缺陷进行现场实验测试,同时将纳秒脉冲法与频响分析法(Frequency response analysis,FRA)的测试数据进行对比研究。实验结果表明,纳秒脉冲法变压器绕组变形检测系统不仅能有效地检测出变压器绕组变形,而且比传统的频响分析法具有更高的检测灵敏度。     

基于布拉格光纤传感的变压器绕组多次短路冲击应变

布拉格光纤光栅传感器（FBG）最重要的应用之一是在结构表面进行应变测量。为研究变压器绕组在短路冲击过程中的绕组受力情况,本文通过COMSOL软件建立试验变压器的短路冲击有限元模型,仿真得到理论电磁力,通过公式计算得到理论应变;进行了110kV真型变压器短路冲击试验,利用FBG传感器对绕组状态进行监测,观察其中心波长变化量,并通过光-力理论转换方程计算得到实际应变。将实际应变、理论应变进行对比分析,发现误差在5%以内,验证了可采用布拉格光纤传感法用于变压器绕组短路冲击应变检测的可行性和准确性。通过本次研究表明FBG传感器测量精准,可以通过这种方法对变压器绕组变形进行测量,具有较大的实际工程意义。     

利用有限元法进行电力变压器绕组电动力的分析计算

利用有限元算法分析了三相电力变压器绕组各线匝在不同运行模式下电磁力的振动 ,并用电路参数的不同取值对应变压器的不同运行模式—空载、常态和短路 .分析结果表明 :内绕组在径向受到压力 ,外绕组在径向受到张力 ,内、外绕组轴向电磁力比径向力小很多 ,而相邻线饼或线匝间由于电磁力的原因存在相互挤压 .尤其在短路条件下 ,巨大的电动力将使变压器线圈产生变形 ,其局部或整体受到破坏 ,最后导致变压器发生故障     

基于去极化电流特征量的油纸绝缘变压器等效电路参数辨识

变压器扩展德拜等效电路是分析变压器绝缘老化情况的重要途径,针对变压器等效电路极化支路数及其参数求解难的问题,根据电介质极化响应理论,提出去极化电流时域微分解谱法,分解去极化电流曲线中各个子谱线组成部分,并根据子谱线参数判定等效电路极化支路数和辨识等效电路参数,为构建准确反映变压器油纸绝缘状态的等效电路提供可靠而简便的方法,并通过与其他辨识方法进行对比,验证文中方法的有效性,从而为准确评估变压器绝缘状态提供重要依据。     

利用有限元法进行电力变压器绕组电动力的分析计算

利用有限元算法分析了三相电力变压器绕组各线匝在不同运行模式下电磁力的振动，并用电路参数的不同聚值对应变压器的不同运行模式－空载、常态和短路。分析结果表明：内绕组在径向受到压力，外绕组在径向受到张力，内、外绕组轴向电磁力比径向力小很多，而相邻线饼或线匝间由于电磁力的原因存在相互挤压。尤其在短路条件下，巨大的电动力将使变压器线圈产生变形，其局部或整体受到破坏，最后导致变压器发生故障。     

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。     

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。     

基于FRA的变压器绕组变形的分频段研究

变压器绕组在较高频率的电压作用下,每个绕组本身均可视为一个由线性电阻、电容、电感等分布参数构成的无源线性双口网络,通过对该双口网络的研究可以得到变压器绕组在各个频段的等效模型.频率响应分析(frequency response analysis,FRA)是变压器绕组分频段研究的主要方法.介绍了FRA的原理,分析绕组参数变化对不同频段频响曲线的影响,给出了变压器绕组在不同频段的具体等效模型.     

变压器纵绝缘设计中冲击响应电压分布的仿真分析

讨论了不同频率下电力变压器绕组等值电路的建立原则,提出了一种适用于高频冲击作用的变压器绕组等值电路模型。采用pspice仿真软件对雷电波冲击作用下变压器绕组的暂态响应电压进行了仿真分析,比较了两种不同设计方案中变压器绕组的冲击响应电压分布情况,验证了变压器绕组分区绝缘结构的合理性。     

暂态分析中变压器线圈等值参数的确定

提出了暂态分析中变压器线圈改进的等值电路，介绍了变压器线圈电感的物理模型和计算公式。实测试验表明，在变压器低压线圈短路时，高压线圈与空心线圈的电感相同，且电感随频率的增加而减小，其低频值与计算值相当，但电容在低频和高频时几乎不变。最后根据计算与实测结果分析提出了确定等值电路中各项参数的方法。     

电力变压器低压绕组变形故障的累积效应分析

本文分析了一起220kV电力变压器低压绕组变形的潜伏性故障,为绕组变形累积效应的理论研究与故障诊断提供了方法和数据支持。首先,在对一台正常运行中的220kV变压器做状态评价时,发现其频率响应分析及短路阻抗试验结果异常,初步判断该变压器低压绕组已变形且抗短路能力下降,及时采取返厂维修措施,消除了变压器存在的潜伏性故障隐患。其次,结合该变压器低压侧断路器的历次跳闸记录及其历次色谱分析、介损试验数据,分析并得出其低压绕组变形主要是由于短路冲击的累积效应造成。最后,根据状态评价结果及故障原因分析,给出了变压器日常运行维护的注意事项及相关建议。     

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Comsol多物理场仿真的短路工况下变压器轴向电磁力的计算

过大的短路电磁力会影响变压器的安全运行及电网的稳定性。为了计算研究短路条件下变压器绕组的轴向电磁力,本文建立了110 kV/38.5 kV/10.5 kV的变压器“磁场-电路”耦合模型,使用Comsol Multiphysics软件对三相高压对中压绕组短路工况下的变压器进行了仿真,并得到了铁心磁密和内部辐向漏磁磁密的分布,B相高压中压绕组所受的轴向电磁力,以及在不同电流载荷下绕组所受轴向电磁力的变化规律。结果表明,变压器内部辐向漏磁磁密主要集中在绕组端部,峰值可达0.03 T,绕组中间位置,辐向漏磁磁密为0。绕组所受轴向电磁力的频率主要为50 Hz和100 Hz,且随着短路时间的增加,其二倍频特性愈加明显。随着短路励磁电流增加,绕组受到的轴向电磁力也会增大,且轴向电磁力增幅等于电流增幅的平方。     

具有滤波功补绕组整流变压器的等值电路计算

针对一种具有滤波功补绕组的新型整流变压器的等值电路进行推理计算.首先分析了四绕组变压器的多边形基本等值电路;其次依据新型整流变压器的独特设计推理了其射线形简化等值电路;最后在Matlab/Simulink电力系统仿真模块(PSB)中建立了新型整流变压器的等值电路模型,通过仿真验证了等值电路的正确性.得出的射线形等值电路简单明了,为分析新型整流变压器的各种运行特性提供了有效的工具.     

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。