分布式FBG传感器系统监测温度条件对干式空心电抗器的影响

干式空心电抗器启停过程中的温度骤变、运行过程中的高温环境严重影响绕组间匝间绝缘,威胁着干抗的安全正常运行.研制了一种分布式光纤Bragg光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感器系统用于测量包封层内温度和应力的变化;并通过在线监测其固化温升过程中干燥室炉温变化对分布式FBG传感器系统测量数据的影响,来研究环境温度的变化与其匝间绝缘的关系.实验结果证明了温度条件的变化严重影响着绕组的匝间绝缘;该系统的应用可为避免干式空心电抗器匝间绝缘故障的发生以及寻找故障点提供设备支持.     

干式空心并联电抗器绕组绝缘状态在线监测方法

干式空心并联电抗器用于无功补偿与抑制工频过电压,在电网中的数量和容量日益增加,事故率却高居不下,其中,绕组匝间绝缘故障占比高居首位,亟需有效的绕组绝缘状态在线监测手段。本文利用有限元软件对干式空心并联电抗器进行“场-路”耦合仿真,通过分析其绕组异匝和同匝股间短路的电、磁、力变化特征,研究绕组匝间短路故障的发展过程、形成机理,探求便于故障监测的敏感状态量,提出基于有功功率损耗变化率的绕组绝缘状态在线监测方法。研究结果表明：绕组异匝股间短路对电抗器电、磁、力等物理参量的影响大于相同位置同匝股间短路工况,且异匝股间短路发生在电抗器绕组端部的影响最大。有功功率损耗对电抗器绕组绝缘故障发展的过程反应敏感、易于监测,可通过选择合适的绝缘故障预警值和绝缘失效值,基于有功功率损耗变化率进行状态判断,能够实时发现电抗器绕组绝缘故障,便于及时采取措施,阻止故障蔓延。     

干式空心电抗器故障原因及解体试验分析

干式空心电抗器故障烧毁事故严重威胁电力系统的安全稳定运行.为了探寻干式空心电抗器在线运行事故原因,结合现场运行干式空心电抗器典型事故,从理论上分析了包封受潮和过电压两方面造成干式空心电抗器故障的机理;对深圳电网某故障干式空心电抗器进行了解体试验,对相绕组进行了直阻、电抗值和脉冲振荡波试验.解体试验结果显示,干式空心电抗器均存在三相绕组匝间短路现象,且脉冲振荡波试验对检测电抗器匝间短路缺陷具有较高的灵敏度.最后基于理论分析和试验数据提出了干式空心电抗器故障应对措施.     

一起35 kV电容器组串联电抗器着火原因分析及建议

该文对某500 kV变电站发生的一起35 kV电容器组串联电抗器着火事故调查分析,通过设备解体后检查其制造工艺,以及对电抗器运行方式的分析,找出事故原因是由于匝间绝缘工艺存在薄弱点,同时较多谐波电流进入电容器装置,导致串抗匝间电压变高,在匝间绝缘薄弱处形成击穿点,造成匝间短路,最终导致电抗器烧坏;并提出预防发生此类事故的几点建议。500 kV变电站内35 kV电容器组串联电抗器一般都采用干式空心电抗器,干式电抗器具有损耗小、噪音低、维护简单、电抗值线性度好、设计寿命长等优点,在电网中应用越来越广泛。     

基于ANSYS Maxwell的干式空芯电抗器匝间短路故障瞬态特性的仿真分析

该文对干式空芯电抗器匝间短路故障的瞬态特性进行了研究,并提出了一种早期预警方法。分析了干式空芯电抗器从正常工作状态到匝间短路故障发生的动态物理过程;基于ANSYS Maxwell软件平台,建立了电抗器匝间短路故障的瞬态场路耦合计算模型;仿真分析了电抗器匝间短路故障的瞬态特性,并通过搭建实验平台进行了实验验证。研究表明,在电抗器匝间短路故障早期,由于短路环的瞬间形成会引起电抗器短路位置处磁场发生突变,进而使安装在电抗器包封外表面的磁场探测线圈感应电压产生显著异常变化,据此,在电抗器匝间短路故障早期即可进行预警。     

空心电抗器匝间短路在线检测的改进技术探究

基于场路结合方法,采用MATLAB软件编程,对空心电抗器匝间短路前后的电流与磁场分布情况进行了研究,为通过感应线圈检测电抗器匝间短路故障的磁场探测法提供了理论依据,并将2010-10217935. 7号专利提出的两组测试线圈的磁场探测法改进为多路测试线圈探测法。以一台干式空心电抗器试验样机为例,采用FPGA进行了信号采集和短路信号检测。由实验结果可知,该检测系统可以迅速及时地获取匝间短路信号并发出报警,验证了改进型磁场探测法的有效性。     

变压器匝间短路故障电-磁-热多物理场协同分析

电力变压器是电力系统的关键核心设备,变压器的运行状态直接影响供电的可靠性。针对实际实验中变压器匝间短路系列故障设置困难问题,采用有限元仿真软件建立与实际变压器一致的电磁场仿真模型,分析了变压器空载时电流电压特性,验证了模型的准确性;建立了变压器低压侧匝间短路故障仿真模型和电路模型,得到了匝间短路时绕组电流变化趋势和电磁关系变化方程。研究了短路匝数不同对变压器绕组电流和电磁参数的影响,从短路4匝到16匝,短路电流最大值从14.5 kA降到4.2 kA,磁场的最大值为正常值的20多倍;建立了变压器三维温度场模型,对比了变压器正常和不同匝间短路故障工况时的温度场分布,发生4匝短路故障时,匝间短路绕组部分温度达到500 ℃,并且随着短路匝数的增加短路绕组部分温度上升,而其他部分温度变化在100 ℃以内,结果表明匝间短路故障会严重影响短路绕组部分温度场分布,而对其它部分影响较小     

千式变压器的工程选型及应用

1．干式变压器的温度控制系统 干式变压器的安全运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏，是导致变压器不能正常工作的主要原因之一，因此对变压器的运行温度的监测及其报警控制是十分重要的，今对TTC-300系列温控系统作一简介。     

干式变压器的工程选型及应用

1．干式变压器的温度控制系统于式变压器的安全运行和使用寿命,很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏,是导致变压器不能正常工作的主要原因之一,因此对变压器的运行温度的监测及其报警控制足十分重要的,今对TTC-300系列温控系统作一简介。(1)风机自动控制：通过预埋在低压绕组最热处的Pt100热敏测温电阻测取温度信号。变压器负荷增大,运行温度上升,当绕组温度达110℃时,系统自动启动风机冷却；当绕组温度低至90℃时,系统自动停止风机。     

发电机定、转子绕组故障浅析及处理

发电机经过十余年的运行,定、转子绕组分别出现电晕和匝间短路等故障,对电厂的安全运行造成严重影响。通过分析定子绕组电晕和转子绕组匝间短路等故障的原因,提出了处理方法,为运行检修人员提供参考。     

超高压输电线并联电抗器的匝间短路保护

并联电抗器是超高压及以上等级输电系统中的关键设备,其运行状况对整个系统的安全运行起着决定性作用.针对目前并联电抗器故障率较高,尤其是匝间故障保护性能的缺陷,基于对并联电抗器匝间故障的序网图以及故障序分量的分析,提出了负序功率方向原理的新匝间短路保护.通过对并联电抗器的匝间故障、区内、区外接地故障以及由单相重合闸引起的非全相运行状态等情况的研究与仿真测试,表明负序功率方向保护不仅能在各种系统故障及运行情况下做出正确判断,更提高了对并联电抗器匝间故障保护的灵敏度.该保护利用故障负序分量计算实现,受励磁涌流等因素影响小,且其原理清晰,易于实现.     

变压器油间气泡局部放电对绝缘性能的影响

准确描述电力变压器匝间短路故障时油中产生的气泡对绕组间绝缘性能的影响,对其稳定运行具有重要意义。针对变压器绕组匝间短路故障,本文首先建立瞬态模式下变压器 “电路-磁场”的多物理场耦合模型,探究故障情况下变压器绕组的电流和电磁特征;进而建立变压器匝间短路建模,磁电耦合及场强分布,进一步分析变压器油中气泡的放电特性。最后利用COMSOL软件建立仿真模型。将收集到的一台油浸式变压器连续运行数据及筛选出的低压短路故障时的数据进行仿真。仿真结果表明：电场在穿过气泡时会产生畸变,场强值瞬间增大,并且电场的畸变次数随着气泡数量的增加而增多,匝间变压器油绝缘强度下降,对变压器的绝缘性能造成较大影响。     

±800kV平波电抗器的雷电过电压耐受

±800 kV平波电抗器是±800 kV高压直流(HVDC)输电直流侧的必需元件。在制造电抗器前,需要对电抗器的过电压耐受进行评估,保证匝间电压小于绝缘值。该文在求解电抗器分布参数的基础上,用链型回路等值电抗器,采用PSCAD/EMTDC程序求解在雷电冲击下的匝间电压。计算表明:电抗器外圈匝间过电压值大于内圈,外圈首匝匝间过电压最大,对比雷电全波冲击和雷电截波冲击时的电抗器匝间过电压,后者更为严重。     

光纤传感应力检测的相似模拟实验

为定量化研究矿山相似材料模型的岩层移动规律,采用光纤Bragg光栅传感器、百分表和光学全站仪等多种测量手段,建立了基于光纤Bragg光栅传感器的模型应力应变检测系统,模拟采场上覆岩层由于采动引起的移动变形过程。实验室搭建3 m×1.15 m×0.2 m的采场上覆岩层移动的相似材料模型,几何相似比1∶200,模型中埋入3个不锈钢封装和6个醋酸乙烯封装光纤Bragg光栅传感器,1个陶瓷封装的温度光纤光栅传感器用以温度补偿,模型共架设14个百分表和6条全站仪测线。实验结果表明,光纤传感器对模型开挖过程中的应力状态变化形成了监测,光纤传感器的波长漂移量与相应岩层的垮落形态密切相关;模型实际岩层运移影响了光纤传感器波长漂移量曲线的变化,在岩块断裂时引起的FBG04的最大波长漂移量为1 504.24 pm;实验所用的不锈钢封装传感器的平均灵敏度为32.53 pm/mm,醋酸乙烯封装传感器的平均灵敏度为56.32 pm/mm,醋酸乙烯封装的光纤Bragg光栅传感器平均灵敏度是不锈钢封装的1.73倍。     

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。     

基于FBG倾角传感器的分布式测斜技术及其在边坡抗滑桩中的应用研究

提出一种基于新型测斜管和FBG倾角传感器的新型分布式测斜方法。该方法采用柔性变形管与PVC刚性管相连接的改进型测斜管,选取具有增敏结构的新型FBG倾角传感器作为分布式测斜装置的高精度传感器,并利用光纤光栅温度传感器作为温度补偿传感器。在边坡抗滑桩中的实际应用结果表明,基于FBG倾角传感器的新型分布式测斜技术在工程应用中具有有效性,并可成功解决测量中的温度补偿问题。     

35kV干式空心并联电抗器运行故障分析

干式空心并联电抗器因其的线性特性和稳定的参数等一些独特优势,在电力系统中取得了不可或缺的作用,长时间的使用过程后,干式空心电抗器会因为各种原因受到损坏。本文分析了运行过程中经常出现的一些故障原因,并对这些原因进行了深入有效的分析,通过分析这些故障原因,给出了一些在安装、工作时的维护措施,并指出了一些应该注意的具体问题,为电抗器的正常运行提供一定的技术参考。     

电流互感器二次开路分析及影响

电流互感器是构成电力系统中监测和保护重要的元件,它由闭合的铁芯和绕组组成。电流互感器一次绕组流过很大电流,开路的二次绕组将感应出很高电压,危害人身、设备安全,因此运行中严禁二次开路。电流互感器电流比、二次绕组直流电阻的测量,是电流互感器交接试验项目中基本又重要的试验,也是判断二次绕组运行中发生开路事故之后其匝间绝缘好坏的重要依据。     

浅谈三相异步电动机定子绕组故障分析和处理

三相异步电动机定子绕组在运转过程中,会出现各种故障。如何在掌握三相异步电动机运行情况的基础上,对电动机故障进行处理,对保证电动机正常运转具有十分重要的意义。本文就绕组缺相运行、过载运行、绕组接地、绕组相间短路、相间匝间短路、绝缘电阻偏低等6种情况进行了分析,重点介绍了在检修时的故障检查分析及相应的处理手段。     

基于FBG的新型微位移测头系统的研究

为了提高微位移测量系统的测量精度,文章设计了以光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)为传感器的触发式测头系统。该测头采用双FBG悬接式探头传感结构,实时修正温度气流振动等环境干扰的影响;球形的探针结构扩大了测量范围;同时为了降低成本和简化结构,系统采用可调谐匹配光栅法对信号进行解调。利用PI线性微动平台和Renishaw XL-80激光干涉仪做出的实验结果表明,该系统量程为30μm,最优分辨力达到10nm,非线性误差为150nm,满量程重复性小于350nm。