变压器绕组热点温度连续测量

变压器绝缘寿命与绕组最高温度有关,但目前国家标准只有绕组平均温升,而变压器绕组最高温升与平均温升之差随变压器的结构和冷却方式而异,如以平均温升来推算最高温度,有可能造成变压器过载,缩短变压器使用年限,或负载不足,造成浪费。我们能监视变压器运行的手段,按目前情况只有负荷电流表和上层油温表。如将负荷电流某一数值作为限额,是不能充分利用变压器的负荷能力,也就是说,不能在绝缘寿命规定的使用年限内正常过负荷,但目前的运行规程中有关正常过负荷的规定又较复杂,实际上运行单位很难执行。又如将上层油温作为限额也存在不少问题:譬如它只有在夏天是正确的,当环境温度或冷却介质温度下降时,上层油温限额必须降低,否则绝缘寿命达不到规定的使用年限;又譬如不同冷却方式的变压器须有不同的上层油温限额等等。     

一起干式空心串联电抗器的故障分析

通过对广东省一起干式空心串联电抗器故障的分析和所进行的试验论证,发现干式空心串联电抗器在运行时温度分布不均匀,存在局部过热现象,现用的温升试验方法不足以反映空心串联电抗器绕组的实际温升情况,建议干式空心串联电抗器的温升试验应检测电抗器绕组的最高温升,作为电抗器温升试验的结果。     

一起干式空心串联电抗器的故障分析

通过对广东省一起干式空心串联电抗器故障的分析和所进行的试验论证,发现干式空心串联电抗器在运行时温度分布不均匀,存在局部过热现象,现用的温升试验方法不足以反映空心串联电抗器绕组的实际温升情况,建议干式空心串联电抗器的温升试验应检测电抗器绕组的最高温升,作为电抗器温升试验的结果。     

1200 kV SF_6绝缘试验电抗器的磁场与温升特性分析

特高压试验电抗器的磁场和温升分析与论证是其研制前期的重要基础,研究建立了1 200 kV试验电抗器的全尺寸三维仿真模型,采用电—磁—热多场耦合仿真软件Infolytica计算了电抗器内部各部件的磁场分布和温升分布,分析了该电抗器各层绕组的温升特征。研究结果表明,该型式电抗器内部磁场强度最大为1 T;电抗器工作30 min时绕组温升现象最为明显,侧面绝缘温升最高,达78℃,其次为中间层绕组、最外层绕组和环氧屏蔽,绕组结构中最内层绕组温度为65.6℃,后以平均速率2.2℃/级上升,在第7级绕组处达到峰值温度77℃,第7～21级绕组温度分布集中,呈略微下降趋势,第22～26级绕组温度以平均速率2.1℃/级下降并降至63℃,可考虑在第7级绕组处增大绕组层间气道以改善绕组的散热。     

长距离电缆交接试验电源用电抗器结构设计与多物理场仿真研究

随着城市电网的快速发展,长距离、大容量超高压交联聚乙烯(XLPE)电缆得到了广泛应用。交流耐压试验是交联聚乙烯电缆交接及预防性试验中的常规必备项目。文中针对某电缆线路工程中的500 kV交流交联聚乙烯电缆现场试验要求,选取了典型串联谐振试验用电抗器作为研究对象,开展了满负荷情况下的电—热—流耦合仿真计算,以校验电抗器的设计是否能够满足现场试验要求。仿真结果表明试验电抗器的热点最高温度出现在绕组的第一线饼内层处,温度为63.83℃,油流均温为55.7℃,顶层油温为61.5℃,绕组均温为60.18℃。综合分析温升限值和仿真结果,可判断出仿真研究中得到的温度、油流速度分布结果较为合理,电抗器在满负荷运行条件下,各部分温度大小在合理范围之内。最后,针对上述仿真计算结果对串联谐振试验用电抗器提出了优化设计建议。     

基于套管CCS的高压并联电抗器绕组故障检测方法研究

针对高压并联电抗器绕组故障检测的必要性和现有方法的不便捷性,提出一种基于套管电容耦合传感器的绕组故障检测方法。该方法依据脉冲频率响应法的基本原理,充分考虑了高压并联电抗器的结构特点,采取了套管耦合的方式实现信号的注入与测量。并联电抗器绕组故障的电路仿真,初步证实了检测方法的可行性。现场750 kV健康电抗器实验与故障模拟实验的测试分析,进一步证实了检测方法的可行性和有效性,为后续该方法的现场应用及在线应用推广奠定基础。     

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。     

基于脉冲耦合注入的高压并联电抗器绕组故障带电检测

针对目前国内外还没有对高压并联电抗器开展绕组故障带电检测或在线监测的现状,提出了基于脉冲耦合注入的绕组故障带电检测方法,并研制了相应的绕组故障带电检测系统。对该检测系统进行了验证,并在某750k V变电站内的电抗器上安装运行。获取了三相高压并联电抗器绕组的在线频率响应特性,可以得出:在激励脉冲电压幅值500 V的作用下,相应响应信号的幅值可达到300 m V;同时获取了三相高压并联电抗器绕组的指纹数据,为绕组状态的后续评估及预警奠定了坚实的工作基础。该方法实现了高压并联电抗器绕组故障带电检测并及时预警,对于保证电力系统可靠运行具有重要意义。     

基于多物理场耦合的高压电抗器温度场仿真与分析

为研究干式空心电抗器整体及包封内部各层绕组温度分布特性,根据电磁热流多物理场耦合方法,建立了干式空心电抗器电磁-流体-温度三维温升计算模型。首先,基于场-路耦合的电磁学理论,采用有限元法求取电抗器各层电流,计算各层绕组损耗。然后,基于流体-温度耦合的传热理论,以各层绕组损耗为热源,采用有限体积法求解电抗器温度分布。最后,采用稳态热学分析法验证了结果的准确性。研究结果表明:电抗器温度分布呈现上区域大于下区域、中间包封大于两侧包封的变化趋势,各层绕组温升热点位于电抗器轴向高度约85%到90%。研究结果为电抗器结构优化、温度的在线监测提供了理论依据。     

模块化无谐波可控硅控制电抗器的研究

提出了一种基于TCR模块、无需附加滤波设备的可控电抗器拓扑。它通过Y/Y/△三绕组变压器接入中、高压系统,低压侧采用双绕组结构,接有多组三角形接线的TCR模块。此拓扑注入系统的谐波电流极小,在电抗器整个运行方式下不需任何滤波装置便能达到国家标准,具有常规TCR的所有功能且占地面积小,损耗低,控制保护易实现,可靠性高,冷却系统容易实现。基于EMTDC/PSCAD的仿真研究证明该系统谐波特性好,无需附加滤波设备。