基于FRA的发电机转子绕组匝间短路故障仿真研究

基于频率响应法(FRA)理论,对发电机转子绕组匝间短路故障进行仿真研究。采用有限元软件计算某1000MW汽轮发电机转子绕组正常工作及匝间短路故障下的分布电容、电感参数,从而搭建发电机转子绕组二端口网络模型。结果显示,绕组频响曲线谐振峰主要集中在150kHz附近,匝间短路使谐振峰往高频方向移动,且短路越严重,谐振峰位置变化越明显。同时,不同线槽绕组由于分布参数的差异,频响曲线在谐振峰位置和幅值上有明显不同。     

基于有限元法探究电力变压器绕组变形频率响应的仿真研究

利用有限元软件ANSYS Maxwell计算健康绕组的等值电路参数,通过与解析公式法计算结果对比验证有限元计算结果的正确性。然后基于有限元软件建立了不同变形类型和变形程度的绕组模型,仿真得到了绕组轴心偏移、辐向变形和饼间间距变化绕组的等值电路参数的变化。基于等值电路参数利用电路仿真软件PSPICE仿真绕组变形下的频率响应特性曲线,得到3种变形类型对谐振点的频率、幅值的影响。     

频率响应法诊断变压器绕组径向变形的仿真和实例研究

径向变形是电力变压器绕组常见的缺陷之一。为了研究径向变形对绕组频率响应曲线的影响规律,基于实际变压器绕组的结构尺寸和材料特性在COMSOL中建立了3D有限元仿真模型,计算了变压器绕组变形前后的电气参数,并应用到绕组的分布参数链式电路模型中,获取了绕组变形前后的频率响应曲线。探究了绕组发生径向变形时对绕组电气参数的影响,仿真分析了不同程度径向变形对绕组频率响应曲线的影响,并将仿真与试验结果进行了对比分析。结果表明:绕组的径向变形会导致频率响应曲线上谐振点的频率和幅值发生变化,尤其是谐振频率在高频段明显向左偏移,且这种变化会随着绕组径向变形程度的增加而增大。试验与仿真结果有着良好的一致性,说明绕组频率响应曲线上谐振点的变化规律可以作为绕组径向变形诊断的辅助判据。     

基于FEM的变压器绕组辐向变形频率响应特性研究

利用有限元分析软件对健康变压器绕组和辐向变形故障绕组建立了电磁模型,计算了绕组等效电路参数,对绕组辐向变形故障下的频率响应进行了仿真分析和特性研究。     

大型变压器绕组变形检测方法试验研究

本文提出了一种基于脉冲在线注入的变压器绕组故障检测方法,为了验证此方法可行性,采用仿真与试验相结合的方法。利用PSPICE电路仿真软件,设置变压器绕组不同类型的变形故障:绕组轴心偏移和绕组辐向变形,仿真得出变压器绕组的频率响应曲线变化规律。对真实变压器绕组进行试验得出正常绕组和故障绕组频率响应曲线。仿真分析与试验测试的数据处理结果,均初步证实了本方法的可行性。     

基于短时Fourier变换的变压器绕组变形脉冲频率响应曲线获取方法

为了在利用脉冲注入法在线检测电力变压器绕组变形故障时能正确处理暂态信号,获取绕组的脉冲频率响应曲线,避免绕组变形状态的误判,提出了基于短时Fourier变换的脉冲频率响应曲线获取新方法,对该方法的基本原理进行了理论推导。然后,从理论推导入手,构建了单绕组仿真模型,结合PSPICE和MATLAB进行了联合仿真分析。仿真结果表明该仿真模型下经过短时Fourier变换的频率响应曲线谐振频率位于2 MHz,接近传统正弦频率响应曲线的谐振频率,初步证实了该方法的正确性。最后开展了110 k V变压器试验测试,分别用快速Fourier变换(FFT)和短时Fourier变换(STFT)处理了测试数据,采用相关系数指标进行了分段评判。试验结果表明经过短时Fourier算法处理后,绕组间频率响应曲线相关系数均3,频率响应曲线清晰度较高,比快速Fourier变换处理效果更好。仿真分析与试验测试的数据处理结果均表明了该方法的可行性和优越性。     

极坐标图像法用于检测变压器绕组的微小辐向变形故障

频率响应分析法一直以来被认为是诊断电力变压器绕组变形故障最具潜力的方式,然而,现有频率响应分析法大多仅利用频率响应的幅值信息,而忽略了其相位变化的特性,针对某些故障类型,例如绕组的微小辐向变形故障,仅利用幅值信息的方法,故障诊断的灵敏度并不高。因此,文中提出一种新的极坐标图像法,利用频率响应构造极坐标图像,进而辅助诊断绕组变形故障。通过开展绕组等效电路模型的算例分析,结论证实在传统频率响应分析法不能反映绕组微小辐向变形故障时,此提出的方法可能更有效地检测出绕组故障,极坐标图像法具有更高的诊断灵敏度。     

基于集中参数模型的变压器频率响应仿真研究

旨在评估变压器的频率响应对于绕组变形的检测灵敏度,为频率响应法的判据提供理论依据。利用了变压器的集中参数模型,分析了模型中各元件的物理意义,同时利用该模型进行了部分变形和整体变形的仿真研究,通过谐振点的偏移和谐振点上幅值的变化两方面反应绕组变形对于频率响应曲线的影响。介绍了仿真结果表明。     

检测变压器故障的扫频阻抗法特性研究及应用

为了更加有效地诊断变压器绕组变形,基于扫频阻抗(SFI)法的理论基础,在实验室内构建了一套绕组变形测试系统。以特制单相双绕组变压器为例,引入相关系数(CC)和短路阻抗(SCI)偏差作为判据,对正常和发生短路故障及翘曲故障的变压器进行了测量,并理论分析了故障后扫频阻抗曲线的变化情况。结果表明:扫频阻抗系统具有较高的测试重复性,其在相同测试条件下10次测试的相对标准偏差皆0.35%,且该方法在频率为50 Hz处的阻抗值等效于该单相变压器的短路阻抗值;初始扫频阻抗曲线最大值与最小值相差约0.6 M?,不利于绕组故障的判断,需进行分贝化转换,经转换后扫频阻抗曲线跨度只为原来的0.1‰;单相变压器发生短路故障时,其扫频阻抗曲线会在最大波峰处产生较为明显的波谷;扫频阻抗法可利用短路阻抗法和频率响应分析(FRA)法判据对单相变压器故障进行判定。     

自耦变压器分裂式绕组频率响应分析建模与故障绕组识别

高铁自耦变压器采用辐向分裂绕组,由于各分裂绕组之间在变压器内部连接,无法直接测得每个分裂绕组的频率响应分析(frequency response analysis,FRA)曲线,因此采用既有FRA模型和诊断方法难以识别哪个分裂绕组发生了变形故障;该文以匝为最小单位构建辐向分裂式绕组FRA分布式模型,采用有限元计算获得模型的电气参数,重点剖析了各分裂绕组对位与错位线饼之间的耦合电容和互感,通过仿真与实测数据的对比验证了模型的正确性;基于该模型,对典型的轴向移位故障进行了仿真,结果表明:与单绕组频率响应曲线相比,分裂绕组移位时100kH z以下频率响应曲线发生了更为明显的偏移,远离铁心的分裂绕组移位较靠近铁心的分裂绕组对波峰影响更显著,在此基础上提出了分裂式绕组发生轴向移位故障时快速识别故障绕组的判断方法。     

电力变压器绕组变形诊断分析

应用频率响应分析法判断变压器绕组在遭受短路冲击后是否发生严重变形具有重要的意义。介绍了频率响应法的基本原理并在大量实例的基础上,提出了横向比较分析法,即通过比较变压器三相绕组频率响应特性曲线的一致性及与同厂同型变压器绕组频率响应曲线对比来分析判断绕组变形程度;提出了定量表示2条曲线一致性的相关系数的概念,得出相关系数大小与曲线一致性的关系;提出了测试接线方法及测试过程中应注意的主要事项。     

电力变压器绕组变形诊断分析

应用频率响应分析法判断变压器绕组在遭受短路冲击后是否发生严重变形具有重要的意义。介绍了频率响应法的基本原理并在大量实例的基础上，提出了横向比较分析法，即通过比较变压器三相绕组频率响应特性曲线的一致性及与同厂同型变压器绕组频率响应曲线对比来分析判断绕组变形程度；提出了定量表示2条曲线一致性的相关系数的概念，得出相关系数大小与曲线一致性的关系；提出了测试接线方法及测试过程中应注意的主要事项。     

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...     

牵引变压器绕组改进型频率响应建模与径向变形故障分析

以一台QYS-R-(31500+25000)/220牵引变压器为研究对象,提出一种基于集总参数电路的考虑绕组间全电容参数的改进型频率响应模型,通过与实测曲线进行对比,验证了模型正确性;然后对变压器的牵引绕组和高压绕组分别进行了向内的曲翘变形和向外的鼓包变形这2种径向变形故障仿真,重点分析了不同变形故障对电容参数的影响;最后通过对变化的频率响应曲线进行分析。分析结果表明:牵引变压器牵引绕组和高压绕组发生径向变形故障时,特征诊断频带不同,但在各自的特征频带内频响曲线呈现相同的变化规律,即随着故障程度的增加,频率响应曲线向低频方向移动,并且幅值不断增大。     

基于暂态过电压特性的电力变压器绕组变形故障在线检测

为了在线检测电力变压器绕组变形,及时发现运行变压器潜伏性故障,结合频率响应法的基本原理和变压器绕组在运行期间遭受站内过电压冲击特性,提出了基于暂态过电压特性的绕组变形故障在线检测方法。基于耦合电容原理,通过有限元软件仿真技术,研制了用于在线获取过电压信号的传感器,并进行了相关性能实验测试。与此同时,开展了模拟绕组不同故障类型、故障程度和故障位置的试验。结果表明:研制的110 k V和10 k V过电压传感器均满足过电压信号的在线测量要求,分压比分别为109 723和10 231,响应时间50 ns;绕组试验中不同故障类型绕组的频率响应曲线体现出差异性,不同故障程度和故障位置绕组的频率响应曲线体现出规律性。频率响应曲线波峰波谷变化能综合反映绕组故障信息,从而确定了提出的绕组变形故障在线检测方法具备实际在线应用的潜力。     

频率响应法在变压器绕组变形诊断中的应用

变压器绕组存在变形的情况下,在较大电动力冲击时,变压器内部发生短路故障的概率大幅增加,严重威胁变压器运行安全。本文介绍了频率响应法的基本原理及分析判断方法,并结合实际案例运用纵向或横向比较法及相关系数值对变压器绕组变形情况进行综合分析。结果证明,频率响应法是判断绕组是否变形的有效分析方法,该方法能有效判断绕组变形的类别及严重程度,分析出是匝间短路、局部变形,还是整体位移等具体变形情况。     

基于脉冲频率响应法的变压器绕组变形带电检测仪

针对目前变压器绕组变形检测设备只能在变压器离线状态下对绕组运行状态进行检测的不足,研制基于脉冲频率响应法的变压器绕组变形便携式带电检测仪。该检测仪以固态Marx电路作为脉冲发生电路,以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心,以AD采集电路为信号采集电路,集高压脉冲信号的产生、脉冲信号及响应信号的采集于一体,并可进一步对频率响应曲线进行快速分析,以期达到现场快速检测的目的。离线试验、电容耦合试验和带电试验结果均表明,所研制的检测仪频率响应曲线谐振点位置与现有离线检测设备频率响应曲线谐振点位置基本一致,可真实、准确地反映绕组状态,且可用于变压器绕组运行状态的带电检测。所研制的检测仪为基于脉冲频率响应法的变压器绕组变形带电检测技术的有效性和可靠性的进一步验证及在电力系统中的推广应用奠定了基础。     

扫频短路阻抗法检测变压器绕组变形的应用研究

绕组变形测试是判断变压器受短路电流冲击后绕组状态的一种有效手段。利用新的扫频阻抗法检测变压器绕组变形,有效的结合了频率响应法和短路阻抗法的优点,通过分析频率响应曲线和短路阻抗曲线,综合诊断变压器的绕组变形状况。研究结果表明:扫频阻抗法可以有效检测变压器的绕组变形状况,且判断准确率高,抗干扰能力强。     

基于CNN的风力发电机绕组短路故障识别方法研究

绕组的匝间短路等故障是风力发电机的主要故障类型之一,严重影响风电机组运行的可靠性和安全性。提出采用卷积神经网络和频率响应相结合,对风力发电机的定子绕组短路故障进行检测。首先对该方法的基本原理进行介绍,并通过模拟平台进行绕组短路故障模拟,测试了绕组不同短路状态的频率响应曲线;进一步分析了神经网络不同参数对识别模型性能的影响。结果表明,该方法能有效识别出风力发电机绕组短路故障及其类型,识别准确率达到98.5%。综合来看,该方法具有潜在的应用价值。     

基于频率响应法的110kV主变压器绕组变形案例分析

频率响应分析法诊断变压器绕组变形建立在比较曲线图谱的基础上,频响曲线的变化所对应的绕组变形种类需要结合具体案例进行细化总结。本文应用频率响应分析法对某110k V主变事故前后的绕组频率响应曲线进行比较,结合相关系数,对该主变绕组变形情况进行了分析判断,结合吊罩检查情况,对该主变绕组变形形态的频响曲线分频进行了综合分析与总结。