变阻抗节能变压器的动热稳定性能研究

以110/38.5/10.5 kV,63 000 kVA三绕组变压器为例,提出将限流电抗器与快速开关并联后串入变压器高压绕组的变阻抗变压器。建立Pscad短路仿真模型,发生短路故障时通过快速开关控制限流电抗器的投切实现限流;分析了变压器中压绕组出口三相对称短路时限流电抗器的限流效果。建立了变压器绕组轴向振动的"质量弹簧系统",用以分析变压器绕组在轴向短路力作用下的轴向动态过程,可得绕组的动态位移、动态力、弯曲应力。基于二维轴对称磁—热—流耦合场有限元模型,计算变压器绕组温升。对比分析限流电抗器投入与否2种情况下短路动、热性能,结果表明:投入限流电抗器变压器可降低短路电动力冲击和短路温升,变阻抗变压器的动热性能均优于传统的变压器。     

一体化集成变阻抗节能变压器的研究

随着电网规模的发展、电力负荷水平的持续攀升,短路电流不断增大,严重影响电力变压器的安全运行。为此,提出了一种新型的变阻抗节能变压器技术,该技术将高阻抗变压器和限流电抗器这2种常用的限制电力变压器短路电流方法的优点结合起来。首先介绍了变阻抗变压器的工作原理,然后对限流电抗器的设计、快速开关开断技术、变压器短路电流的限流效果、暂态过电压分析和变阻抗变压器的继电保护方案等实现变阻抗节能变压器的关键技术进行了详细阐述。研究结果表明,所提出的变阻抗变压器实现了快速开关型限流装置与变压器的一体化设计以及阻抗的自主调节,降低了短路电流对变压器的冲击及损耗。     

变阻抗变压器过电压分析

电力系统短路电流严重影响了变压器的安全可靠运行,为限制变压器的短路电流,提出了一种新型的变阻抗变压器,该新型变压器能实现阻抗的自主调节,保障了限流效果的同时还兼顾了经济性。文中介绍了变阻抗变压器的结构及原理,利用PSCAD仿真软件分析了变阻抗变压器过电压的特性及抑制方法。研究结果表明:变阻抗变压器阻抗调节过程中会产生高频高幅值的暂态过电压,在限流电抗器两端并联电容器能有效地抑制暂态过电压的幅值及频率,并能使电抗器绕组电压均匀分布。变阻抗变压器的投入使用有利于提高电力系统运行的安全可靠性。     

500 kV罗平站主变加装中性点限流电抗器电磁暂态研究及设备选型

随着电网的发展,部分自耦变压器中压侧电抗常接近于零,导致变压器220 kV侧发生近区单相或两相接地时,故障穿越电流已接近甚至超过变压器可承受短路电流的极限值,为限制罗平站220 kV单相或两相短路电流水平、改善主变运行环境,拟在主变中性点加装限流电抗器。采用最新EMTPE程序,通过对主变接入限流电抗后短路电流水平、过电压及绝缘配合等电磁暂态特性研究,提出了500 kV罗平站主变中性点限流电抗器阻抗选取原则及限流效果、工频及操作过电压水平、流经主变中性点电抗器的工频稳态及暂态电流水平,并确定了主变中性点避雷器及限流电抗器的技术参数。通过改造可显著降低罗平站220 kV单相或两相短路电流水平,有效改善了主变运行工况。     

基于快速开关的短路电流超标治理的研究

针对宁夏石嘴山供电公司部分变压器抗短路能力不足问题,从技术成熟度、经济效益、节能效果等角度出发,分析了串联限流电抗器、高阻抗变压器、直流偏磁电抗器、超导限流以及"爆炸开关"并联电抗器等限流方案及其实施效果,提出了基于快速开关的短路电流超标治理方案,在短路故障的第一次过零点串入电抗器实现限流,解决变压器抗短路能力不足的问题,同时实现限流电抗器零损耗、无压降运行。     

电力变压器绕组状态实时监测算法

为及时发现电力变压器绕组变形等潜伏性故障,需要实时监测变压器绕组的状态。建立了变压器绕组的数学模型,利用变压器原、次边的电压、电流信号对变压器的短路阻抗进行在线辨识。其方法是:实时采集模型变压器原、次边的电压、电流信号后,针对电压、电流传感器采集信号的特点,应用小波变换除去噪声,再利用基于离散傅里叶变换的高精度相位识别法辨识各正弦量间的相位差,得到各负载情况下变压器绕组等效电路的短路阻抗。利用模型三相变压器搭建的变压器绕组状态监测平台进行实验,结果表明,变压器绕组未发生状态改变时,不同负载情况下短路阻抗的辨识差别不超过0.64%;若变压器绕组发生变形及匝间短路等故障,短路阻抗的变化量达到5.6%以上,证明所提出的监测算法是有效的。     

不同接入方式下限流电抗器参数计算方法研究

为了限制短路电流水平,电力系统中多采用线路中串联限流电抗器的方法来限制短路电流,限流电抗的参数直接影响到短路电流水平。通过计算系统需要接入的电抗值,选择合适的电抗器参数,可以使短路电流保持在供电系统能够接受的范围。针对电力系统中限流电抗器的两种不同接入方式,对包含限流电抗器的配电网短路过程进行分析,根据不同接入方式下系统短路暂态过程中电流变化规律,结合故障时系统能够承受的最大电流水平,计算出限流电抗器需要提供的阻抗值,推导出限流电抗器参数阻抗值选择计算方法。结果表明在不同接入方式下,所需接入的电抗值不同,经故障限流器接入时,电抗器接入系统时间滞后于短路发生时间,因此为了获得相同的限流效果,需要选择阻抗值更高的限流电抗器。     

一起电力变压器绕组变形综合分析

绕组变形是电力变压器发生近区短路故障后损坏的主要原因,电力变压器绕组变形通常表现为绕组局部扭曲、鼓包或移位等。本文介绍了电力变压器绕组变形检测的常用方法及检测原理,结合一起110 kV电力变压器绕组变形试验数据异常实例,采用频率响应法、短路阻抗法及绕组电容量法进行了数据综合分析诊断,认为该电力变压器中压绕组及低压绕组存在变形的可能性大,最后对该电力变压器返厂开展吊罩解体检查,验证了分析结论的正确性。     

变压器绕组局部变形故障判断分析

变压器出口附近一旦发生短路故障,绕组必然会承受巨大的电动力冲击,可能会发生绕组变形的情况。介绍了通过变压器油色谱、绕组整体电容、低电压短路阻抗、频率响应和直流电阻等试验项目判断变压器绕组是否发生变形的方法。针对一起220 kV电力变压器35 kV侧母线桥短路事故,说明了变压器绕组变形故障的诊断方法和分析步骤。     

基于贝叶斯公式的变压器绕组辐向变形群组评估

基于对内蒙古电力(集团)有限责任公司近15年电力变压器绕组辐向变形情况、主绝缘电容量试验数据、低电压短路阻抗试验数据的统计分析,利用贝叶斯公式进行变压器绕组辐向变形群组评估。以变压器绕组低电压短路阻抗及主绝缘电容量是否异常为故障属性变量,进行绕组辐向变形故障概率计算,判断准确率较单一根据阻抗电压异常或电容量异常情况判断明显提升。采用此方法对内蒙古电网1200多台变压器进行了群组评估,绕组辐向变形判断准确率达到100%。