频率响应复数值在电力变压器故障诊断中的应用

频率响应分析法是现场用于检测电力变压器内部机械缺陷的重要方法。目前有几种不同的、用于分析频率响应法结果的方法,其中最常用的就是利用数值指标(如相关系数、均方差等)得出不同频响曲线之间的差异性。然而,传统的数值指标都只使用了频率响应结果的幅值,其对于变压器绕组微小变形的检测灵敏度不够理想。因此,文中提出了一种同时考虑频率响应结果幅值和相位的数值指标及一种改进传统数值指标的方法;然后通过实验得到了不同轴向微小变形程度绕组的频率响应数据;最后将不同的数值指标应用于实验所得数据并进行了对比试验,验证了所提出数值指标及改进数值指标的优越性。试验结果表明,同时考虑频率响应结果幅值和相位可以提高频率响应分析法对于绕组微小变形的检测灵敏度,有利于提高电力变压器故障诊断水平。     

脉冲响应法检测变压器故障的试验研究

首先人工模拟了变压器绕组辐向变形、联合变形、匝间短路等几种典型的绕组故障,然后通过脉冲响应的方法,得到不同故障下的频率响应曲线,提取谐振点信息,分频段计算其频率响应曲线之间的相关系数和欧式距离,总结了不同故障下频率响应曲线的差异。结果表明:当绕组发生机械性位移时,故障前后频率响应曲线的相关性比较明显,相关系数可达0.7;与绕组辐向变形和联合变形相比,绕组短路故障谐振点的幅值变化不明显,但在4~6 MHz高频区域的频率变化较为明显。利用方波脉冲构建的频率响应曲线可以对多种绕组故障进行检测分析。     

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。     

基于频率响应法的变压器故障检测仿真

为检测变压器的绕组变形等故障,根据方波信号具有检测频率宽、幅值高、操作简单等优点,提出了一种利用方波脉冲作为注入信号检测绕组故障的方法。首先利用PSPICE软件建立了变压器绕组的高频模型,通过改变绕组对地电容模拟轴向变形故障。然后将不同方波波形作为激励信号,通过改变方波类型、脉冲宽度及前沿时间来检测方波信号参数差异对检测绕组变形灵敏度的影响。结果表明:脉冲宽度和前沿上升时间对方波检测绕组微小变形的灵敏度有影响,脉冲宽度和前沿上升时间越小,检测绕组微小变形的灵敏度越高;纳秒方波脉冲更能反映故障绕组在高频区域的谐振信息。     

脉冲响应法在变压器绕组变形检测中的应用

绕组变形是诱发变压器事故的主要原因之一,及时检测和排除绕组故障意义重大。研究了脉冲响应法在变压器绕组变形故障离线检测中的应用,为了克服该方法固有的重复性不高的缺陷,提出了仅分析频率响应曲线的低频段信息。健康变压器实验证实了频率响应的低频段重复性较好,故障变压器实验证实了该方法能够有效诊断出绕组匝间短路故障。综合来看,脉冲响应法虽然舍去了频率响应部分信息,但依然具有一定的工程应用价值。     

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。     

基于数字图像处理的自耦变压器绕组故障诊断仿真研究

为进一步从绕组频率响应曲线中提取更多丰富和准确的诊断信息,对一台高铁自耦变压器进行故障模拟和频率响应仿真,并通过数字图像处理技术对其极坐标图进行故障特征提取,通过对故障特征的不相似性度量提出了综合考虑绕组幅频和相频特性的故障分析方法,为高铁自耦变压器的绕组故障诊断提供了更多可供借鉴和参考的方法。     

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。     

频响多级分解与图像特征在自耦变压器绕组故障的应用研究

自耦变压器是高速铁路供电系统的关键设备之一.为满足高铁的阻抗要求,高铁自耦变压器采用分裂式绕组结构.各分裂绕组在变压器内部连接,无法直接测得每个分裂绕组的频率响应分析(frequency response analy-sis,FRA)曲线,即有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.该文提出了一种基于多级分解与图像特征的FRA曲线解释方法,来获得频响曲线的更多信息,分析曲线的微小变化,并在分裂式绕组自耦变压器不同绕组、不同位置上进行并联电容模拟试验验证与分析.结果 表明,FRA曲线多级分解后的曲线与原始频响曲线关联性强,转化为极坐标图后不同故障情况下曲线变化存在差异,不同故障绕组的特征关联度(features correlation degree,FCD)数值有明显不同,且不同故障有其相应规律.根据2级分解后的极坐标图提取的12个图像特征与相应的特征关联度,可区分自耦变压器并联电容故障情况下不同故障绕组、故障位置与故障程度等.     

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。     

基于信息融合和CS-SVM的变压器绕组变形故障诊断方法研究

变压器绕组在遭受短路故障后易产生变形,传统的频率响应分析或短路阻抗分析在绕组变形检测过程中具有一定的片面性。提出一种基于信息融合和CS-SVM(布谷鸟优化的支持向量机)的变压器绕组变形故障诊断方法,通过将绕组变形相关的检测数据融合成SVM的输入样本,并放入根据人工经验训练好的CS-SVM来进行诊断。Matlab仿真结果表明,此方法具有良好的抗干扰性,能够较好地诊断出变压器绕组状态。最后再结合某变压器具体实例进行相应验证。     

应用频响法诊断变压器绕组变形的应用研究

章用大量的工程实例说明了应用频率响应分析法诊断变压器短路故障而引起的绕组变形的可行性和优越性，并给出了判断绕组是否变形的计算公式与经验数据。     

一种模拟变压器绕组变形故障的装置

基于频率响应分析法的基本原理和变压器装置的等效电路模型,针对实际工程中易发生的电力变压器绕组和机械构造发生变形故障问题,提出了一种可以用于绕组变形频响法教学讲解和用于现场快速测试变压器绕组变形频响测试仪的功能好坏的故障模拟装置。从原理上分析了变压器各种变形导致频率响应不同变化的机理,解决了如何简单快速识别变压器绕组变形问题。研究结果表明所提故障模拟装置对于教学和配套给绕组变形频响测试仪作为其自检有很大的帮助和实际价值。     

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。     

频响阻抗法诊断变压器绕组变形

变压器绕组变形是变压器的主要故障类型之一,严重威胁电网安全。为此,提出频响阻抗法诊断变压器绕组变形。研究了变压器绕组在低频和中频段的阻抗频率特性,以频率响应的测试接线为基础,测量相关的电压和电流值,对测得的电气数据进行处理以获得阻抗频率曲线,通过对比曲线间的差异实现对变压器绕组变形的诊断。建立了变压器绕组变形的仿真模型,通过改变模型中不同类型元件的参数值模拟绕组故障。仿真结果表明该方法能明显反应绕组故障,验证了频响阻抗法的有效性。     

阻抗法和频响法诊断电力变压器绕组变形

简要介绍了阻抗法和频响法测量电力变压器绕组变形的基本原理和实现方法,比较分析了阻抗法和频响法对两种典型变形测试的灵敏性,并指出了两种方法的互补性。在初步总结诊断绕组变形基本规则的基础上,对某次变压器绕组办形故障进行了分析和诊断。     

一起110kV变压器绕组变形故障的案例分析

本文中作者分析了一台型式为SFZ11-31500/110变压器高、低压绕组同时变形的故障案例。采用短路阻抗法和频率响应法诊断了其绕组变形情况,查明了故障具体部位及损坏程度。     

频率响应分析法检测电力变压器绕组变形的理论研究

阐述了利用频率响应分析法检测变压器绕组变形的基本原理,提出了绕组中电感、电容的计算方法,并验证了该方法的可靠性.     

变压器绕组轻微变形ns级脉冲响应分析法

ns级脉冲响应分析法能够瞬时测取变压器绕组全频段下的响应特性,为促进它的实际应用,采用波前为5ns、脉宽为50ns的脉冲电压波作为激励信号,通过提高采样频率和采样点数,分频段去噪以获取具有较高频谱上限和精度的脉冲响应曲线。针对频响法对变压器绕组的轻微变形不灵敏的缺点,对5kV温升变压器和500kV电力变压器的高压绕组进行了不同程度的模拟轻微变形实验,并将频响法和ns级脉冲响应分析法的检测结果作了对比。实验结果证明该方法比频响法测试速度更快,精度更高,测取的频谱上限可达数十MHz。具有较高的灵敏度和重复性,能有效检测各种变压器绕组的轻微形变。     

基于窗口计算法和费希尔判别法的变压器绕组变形诊断新方法

为了提高频率响应分析法检测变压器绕组变形的能力,本文提出了“窗口计算法”对传统的相关系数法进行了改进,并结合费希尔判别法对绕组的故障类型进行诊断。首先,“窗口计算法”是指固定宽度的窗口在频率响应曲线上,以一个固定的频率间隔,从检测的起始频率到终止频率扫过整个检测的频率范围,计算每个窗口中频响指纹的相关系数,获取了绕组变形后频率响应曲线的特征量。最后,利用费希尔判别法对样本数据进行最小化类内散布而最大化类间散布的降维能力,对变压器绕组的变形类型进行了识别。研究结果表明,“窗口计算法”处理后的相关系数法比传统的相关系数法更能反应出绕组变形的程度,有效地解决了传统相关系数法的缺点,结合费希尔判别法能够对绕组的变形类型进行较准确地诊断。