变压器绕组在线分析方法的研究论文（设计）.docx

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1、变压器绕组在线分析方法的研宄【摘要】文章首先利川磁路法推导出了变压器的短路电抗，证明了变压器的短路电抗与绕组结构参数之间的关系,提供了判断变压器绕组变形的理论依据。根据变压器的T型计算模型，推导出了短路电抗的在线计算方法,并给出了采用这种检测方法时可能产生的误差，同时证明了误差可控制在要求以內。【关键词】变压器；绕组变形；在线检测；短路电抗前言通常来说，变压器在遭受短路故障电流冲击后，绕组将会发生局部变形，即使没有立即损坏，也有可能留下了严重的故障隐患。例如：局部放电，突发性绝缘事故。首先，绝缘距离将发生改变，固体绝缘受到损伤后将导致局部放电发生。当遇到雷电过电压作用吋便有可能发生匝间、饼

2、间击穿，导致突发性绝缘事故，甚至在正常运行电压下，因局部放电的长期作用也可能引发绝缘击穿事故。其次，绕组机械性能下降，当遭受短路事故时，将承受不住巨大的电动力作用而发生损坏事故。因此，积极幵展变压器绕组变形工作，及时去发现那些有问题的变压器，定期去进行吊罩验证和检修，不仅可节省大量的人力、物力，而且对防止变压器事故的发生也起到极其重要的作用。0前，世界各国都在积极开展变压器绕组变形诊断工作，有些国家甚至把该项工作作力变压器预防性试验项目中的首要工作。下面简要介绍变压器绕组变形的检测方法。1.电力变压器简介电力变压器是电力系统中最重要的电气设备之一，其运行状态对电力系统的可靠性具有极其重要的

3、意义。作为变压器中最重要的部件之一的绕组，由于受到短路冲击、制造工艺或运输过程中处理不当的影响，容易在电动力或机械力的作用下产生不可逆的变形。这给变压器的安全运行留下严重隐患，严重时可造成变压器毁灭性事故。开展变压器绕组状况的在线诊断工作对于电力系统的正常运行有重要意义。文屮详细分析了变压器绕组变形检测的现状，对低压脉冲法、频率响应法、短路电抗法和振动监测法进行了深入讨论。变压器绕组的短路电抗和绕组的几何形状和空间位置有直接的关系。当绕组发生变形或位移时，变压器的短路电抗必然会发生改变。监测变压器的短路电抗就成为监测变压器绕组是否变形的有效手段。本文详细研究了变压器的绕组状况和短路电抗的关

4、系以及短路电抗仵线测量的原理，得到了变压器短路电抗的在线计©方法，构建了变压器绕组变形诊断系统，并提岀了系统抗干扰的措施。对基于短路电抗的变压器绕组变形在线诊断，0前还没有成熟的理论，尤其是诊断策略方面缺乏深入研宂。本文将时间序列分析方法引入到基于电抗分析的变压器绕组变形在线诊断屮，并提出利用变压器在线监测到的数据形成时间序列，并对其建立AK模型来对变压器的绕组状况进行诊断。其间介绍了时间序列建模的方法和步骤以及如何利用这个模型来对变压器的绕组状况进行诊断。最后用计算机仿真对诊断方法作了验证。从仿真结果看这种方法具有较高的准确性。2.检测方法2.1集中参数检测法这是最早使用的绕组变形诊断方

5、法。由于变压器绕组发生局部的机械变形后，其内部的电感、电容等分布参数必然会发牛.相对变化。所以通过测量绕组的短路阻抗等集中参数的变化来判断变压器是否发生变形。然而多年来的使用经验表明，该方法对测试条件要求较卨，在现场往往难以获得必要的检测灵敏度，甚至在有些时仅对那些绕组变形严甫的变压器有效2.2测量传递函数H(jo)的变化近年來，国内外大量的研究成果表明，利用网络分析技术，测量变压器各个绕组的传递函数H(jo)，并对测试结果进行纵向或横叫(三相之间)比较，可以灵敏而有效地诊断出绕组的扭曲、鼓包、移位等变形现象。因为当频率超过lKHz时，变压器的铁芯基本不起作用，每个绕组均可视为一个由电阻、

6、电荇、电感等分布参数构成的无源线性二端口网络。若忽略绕组的电肌(通常很小)，则绕组的等值电路如图1所示。根据电路理论，它是可以通过传递函数H(jo)对其特性进行描述的。如果绕组发生机械变形，势必会改变网络的L、K、C等分布参数，导致其传递函数H(j教寧果罈I㈧幻FRttHIIi數字鼙譁iFFl处瑁(/•⑷图2低压脉冲法的测试原理图低压脉冲法的测试原理如罔2所示。

7、在变压器绕组的一端对地加入一个你准脉冲电压信号(通常不超过300V),利用数字化记录设备同时测fi绕组两端的对地电压UO(t)和Ui(t),并进行相应的处理，可得到该绕组的脉冲响应特性h(t)或传递函数H(jco),即h(t)=U0(t)/Ui(t)H(Jg,)=Ho(j⑴)/Ui(j03)由于LVI法采用的是时域脉冲分析技术，在现场使用时，易受外界干扰，同时也会因灵敏度校正过程产生影哬，因此耑要使用一种特殊结构和精细调