电力变压器绕组变形故障特性仿真与监测分析

《电力变压器绕组变形故障特性仿真与监测分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文第V页展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯58致{射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯59参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯60攻读硕士学位期间发表的论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯64万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文第1页第1章绪论1．1变压器绕组变形的研究背景及意义电力变压器作为电力系统十分重要的输变电高压设备，其运行

2、的安全性、可靠性对保障整个电力系统持续、稳定和经济运行具有很重要的意义【l】。变压器的价格昂贵、结构复杂，若在运行过程中，突然发生故障，可能会导致周围局部停电，严重时甚至造成大范围停电。一般情况，变压器一次检修的时间要长达半年之久【2J。变压器在停运检修期间，会对整个国民经济造成巨大的损失，将影响到整个电网系统的安全运行。因此，及时测试、诊断、检修变压器故障是至关重要的。随着电力系统电压等级的不断提高，传统的离线测试方法已难以满足高压电力设备安全、可靠运行的需要。由于传统的离线测试方法是按已定的时间进行的，

3、但是若变压器发生突发性故障，这种方式就不能及时发现、及时跟踪、及时检修，难以满足实时监测变压器工作状态的要求。因此，在线监测代替传统测试己经成为电力系统高压设备检测的发展趋势。对于变压器来说，在线测试方式可以避免或减少因绕组变形故障引起的变压器损坏和非计划停电。据统计资料显示，在变压器所发生的事故中，根据损坏部位分类，由绕组引发的事故居第l位，如表1．1所示13J。1lOkV及以上等级变压器，由于绕组损坏引起的变压器故障在所有损坏故障中占50％'---60％，这其中短路的故障引发的故障占40％,---50％

4、[41。因此，绕组是变压器发生事故损坏的主要部位，绕组变形是变压器最常见的故障形式。变压器发生短路故障后，短路过电流产生很大的电动力作用在绕组上，引起绕组局部发生变形，并没有立即损坏，但是绕组的绝缘距离减小，导致局部放电现象的发生，再次遭到雷电过电压的冲击后，便有可能导致匝间击穿事故的发生。即使在变压器的正常运行时，若经常发生局部放电现象，可能也会导致绝缘击穿事故的发生。对于长时间运行的变压器，绕组的机械强度可能下降，若再次发生短路故障，会引起绕组变形的严重事故。因此，研究变压器故障识别和诊断技术，对降低变

5、压器事故发生率至关重要。因此，研究绕组变形机理、分析变形的具体原因并探究在线测试的方法，对减少变压器事故的发生率具有十分重要的意义。目前，变压器绕组变形在线检测和诊断技术的研究，受到国内外广大研究人员的广泛关注，这已经成为变压器方面的重大研究课题。国家电网公司在2000年印发的第[20001589号文件《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中明确规定，对于在1lOkV及以上电压等级，在出厂时、投运前必须进行短路阻抗法或频率响应法的试验，且留下原始测试的数据，今后测试数据与万方数据西南交通大学硕士研究生学

6、位论文第2页1．2变压器绕组变形的监测方法变压器绕组发生变形故障后，绕组的电气量、部件几何尺寸以及温度等参数会出现异常，与正常工作状态时的特征量相比会有差别。根据这些特征量的变化反映绕组的状态，产生了几种检测绕组变形故障的方法。但是，这些检测方法，没有形成统一衡量特征量规则来判断绕组变形的程度，而是根据长时间积累的经验来评估绕组变形的程度、确定变形的具体位置。在变压器发生短路故障后，运行单位一般都会采用常规测试项目来检测变压器状况，如局部放电试验、绝缘油分析等。根据检测经验表明，有时变压器常规试验项目的相关

7、电气量值在规定范围内，变压器油分析结果也在规定范围内，但通过变压器的吊罩检查明显可以看到，绕组已经发生变形。这说明常规的试验项目，有时并不能有效地发现绕组已经变形的故障17J。虽然通过吊罩检查，可以明显看到绕组的状况，但是吊罩检查需要花费大量的人力、物力，却也看不到绕组内侧的状况，这不能有效地判断绕组是否己发生变形18J。为了满足电力系统的要求，弥补常规测试项目和吊罩检查存在的不足，国内外研究人员对探究更有效地绕组变形测试方法方面开展了很多的研究。下面简要介绍五种常用的监测方法。1．2．1低压脉冲法低压脉冲

8、法是波兰的Lech和Tyminski提出的。基本原理：从变压器绕组一侧输入端子施加低压脉冲信号，测量并记录输入、输出端子的电压信号，将激励信号与相应信号比较，来判断绕组的状态。若变压器绕组发生变形，会引起绕组内部相关的分布万方数据西南交通大学硕士研究生学位论文第3页参数的改变，若在输入端子施加低压脉冲信号，输出端子电压响应信号也会发生变化。变压器在较高频率电压作用下，忽略铁心对绕组的影响，绕组可视为由电感、电容等