基于动态时间规整的变压器绕组变形故障诊断方法研究

绕组变形是导致变压器故障的主要原因之一,频率响应分析法是一种常用的检测绕组变形故障的方法。文中针对实际应用中,因频率响应数据解释不足导致的绕组故障诊断效果不佳、抗噪性能差和故障程度指标与实际故障程度的单调性不良等问题,提出了基于动态时间DTW(dynamic time warping)规整路径与K最邻近算法（KNN,K-nearest neighbor）的变压器绕组状态判别法、基于DTW偏离度的变压器绕组故障程度表征法。通过在一台实际变压器及一台模型变压器上的运用,验证了其在绕组状态判别及绕组故障程度表征方面的性能。通过对比实验,分析了该方法在绕组状态判别中的准确性,抗噪性,以及在故障程度表征上的灵敏性与线性相关性。结果表明,在这两个案例中,与现行变压器绕组故障诊断标准相比,文中方法有更高的准确率,更能反映变压器绕组变形故障的程度,有着更好的抗噪性能。     

基于粒子群算法优化支持向量机的变压器绕组变形分类方法

变压器是电网最为核心的设备,绕组变形是变压器主要的故障类型之一,频率响应分析法(frequency response analysis, FRA)是目前广泛应用的绕组变形检测方法。为提高绕组变形分类诊断的性能,文中提出基于粒子群算法优化支持向量机(particle swarm optimization-support vector machine, PSO-SVM)的变压器绕组变形分类方法,采用数学统计方法提取频率响应曲线的特征参量,并输入到支持向量机模型进行训练,利用粒子群算法优化支持向量机模型参数,使其能够有效区分不同的绕组故障类型。为证明文中方法在变压器绕组故障诊断方面的有效性,在一台特制模型变压器上进行了一系列故障模拟实验。数据处理结果表明,训练后的支持向量模型表现出了极高的性能,并且,相比传统的网格搜索参数优化算法,粒子群算法优化的支持向量机可以显著提高变压器绕组变形故障的分类性能。     

暂态过电压检测电力变压器绕组匝间短路故障

变压器在运行过程中,其内部初始故障最终有可能发展成灾难性事故,导致设备停运和电网停电,绕组变形被认为是变压器内部的最主要的故障之一。利用变压器运行时遭受过电压信号冲击的特性,提出利用暂态过电压可实现绕组变形故障的在线检测。首先,介绍了该方法的基本原理,在此基础上搭建了验证性试验平台,进行了匝间短路故障模拟试验。试验结果表明,该方法在一定程度上可实现绕组匝间短路故障的检测,具有一定的参考价值。     

基于纳秒脉冲技术的超/特高压设备绕组变形带电检测研究

绕组变形检测作为超/特高压绕组设备(变压器/高压电抗器)的检验项目,采用传统的离线检测,无疑限制了主要依靠带电检测/在线监测信号支持的电气设备状态评价。根据新疆电网750 k V变压器/高压电抗器状态评价需要,提出实现该类设备带电检测/在线监测设想,采用在高/低压套管末屏位置加装耦合电容和隔离装置,在高压套管侧注入激励纳秒脉冲而在低压套管侧检测其响应信号,构建绕组变形故障诊断的特征曲线。通过建模理论研究纳秒脉冲法检测绕组变形故障并首次设计现场耦合电容环和隔离装置对新疆乌北变电站750 k V高压电抗器进行3种试验电压实测和分析,研究结果表明,该方法实现超/特高压设备绕组变形故障的带电检测技术是可行的。     

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。     

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。     

同步电机定子绕组匝间短路前后的温度及力学响应仿真分析

为了得到同步发电机定子绕组匝间短路前后的温度及力学响应特征,实现设备的早期维护,文章以一台凸极同步发电机为例搭建“场-路”耦合模型,分析了同步发电机定子匝间短路的电流、电压、损耗及绕组电磁力的分布规律,并将结果导入Workbench仿真平台,利用“电磁-热”、“电磁-结构”耦合方法求取了同步发电机故障前后的温度及力学响应(总体变形、等效应变与等效应力)变化特征。分析得到故障后电机定子绕组的温升已对附近槽绕组温度产生了影响,受力及易形变部位集中在定子端部绕组以及端部绕组与直线段连接的部分。文章为同步发电机的预防性绝缘制造以及定子绕组匝间短路故障检测和诊断技术提供了依据。     

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。