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。     

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。     

变压器分接开关烧蚀对绕组变形测试的影响及仿真研究

变压器分接开关出现故障甚至烧蚀时会影响变压器绕组的频率响应特性。利用频率响应分析法对某变压器进行绕组变形测试,分析了分接开关烧蚀对绕组变形测试结果的影响。在Matlab仿真平台上建立了分接开关烧蚀时的绕组等效模型,利用计算机仿真研究了分接开关烧蚀时在不同频率范围内对绕组变形结果的影响程度,为今后分析变压器绕组变形频率响应曲线提供了理论分析手段。     

连续小波变换变压器绕组变形故障检测

利用脉冲频率响应法在线检测电力变压器绕组变形故障时,传统频率响应曲线并不能刻画暂态信号的时域特性,且快速傅里叶变换的局限性可能造成有用信息的缺失。本文提出利用连续小波变换处理脉冲在线注入法获得的暂态信号,研究利用小波时频图检测绕组变形故障类型。从理论推导入手,构建了单绕组仿真模型,开展了不同故障类型仿真分析;进行了绕组故障试验研究,分析检测信号时频特性,采用矩阵相似度量化评判检测信号的差异性。仿真分析与实验测试的数据处理结果,均初步证实了本方法的可行性。     

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。     

频率响应法检测变压器绕组变形的仿真与试验研究

为有效检测变压器绕组变形情况,阐述了频率响应法的测试原理,利用PSPICE软件仿真了变压器绕组电感及电容等参数的变化对频率响应曲线的影响,得出电感及电容增大会导致频率响应曲线向低频方向移动,电感参数的变化对频率响应曲线低频影响较大,电容参数的变化对频率响应曲线高频影响较大的结论.在绕组正常及变形的条件下,运用频率响应法进行了实验测量及分析,验证了仿真结果正确性.     

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。     

基于谱聚类算法的变压器绕组故障分析方法初探

频率响应分析法是检测变压器绕组变形故障的主流方法之一。为了解决现有频率响应分析法对绕组故障分析的客观性不足等问题,结合人工智能技术,提出新的分析方法,研究了基于谱聚类算法的变压器绕组故障分析方法。首先,对方法的基本原理进行了介绍,给出了故障分析的流程。然后通过模拟试验测量了变压器绕组三种典型变形缺陷下的频率响应曲线,并基于7种统计指标表征了频率响应曲线,实现了原始数据的降维。最后,采用谱聚类算法对频率响应数据进行处理,结果表明聚类分析的平均准确率达到90%,取得较为满意的效果。该方法具有精确诊断绕组变形故障类型的潜力。     

变压器绕组变形的频率响应分析法研究及实测中影响因素分析

介绍了频率响应分析法检测变压器绕组变形的原理,利用Matlab建立变压器绕组模型,仿真出变压器绕组的频响曲线,分析频率和谐振点的关系,给出了测试实例,同时分析了各种因素对变压器绕组变形试验的影响。对变压器绕组变形研究提供借鉴。     

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。     

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。     

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。     

电力变压器绕组变形诊断

应用变压器油气相色谱试验、高压常规试验、绕组频率响应试验以及低压电抗试验等方法,对某220 k V电力变压器绕组变形故障进行综合分析和诊断,确定了绕组变形故障类型和故障部位;以利于对变压器实施针对性的检修计划具体措施。     

基于连续小波变换的变压器绕组变形故障类型检测

利用脉冲频率响应法在线检测电力变压器绕组变形故障时,传统的频率响应曲线并不能刻画暂态信号的时域特性,且快速Fourier变换的局限性可能造成有用信息的缺失。为了克服以上缺陷,提出利用连续小波变换处理脉冲在线注入获得的暂态信号,绘制检测信号小波时频图,以矩阵相似度作为故障评判的量化指标。首先从理论推导入手,构建了单绕组仿真模型,开展了各种故障类型仿真分析;其次,进行了故障绕组试验,分析了信号时频特性,另外,采用矩阵相似度量化评判健康与故障绕组检测信号的关联程度。结果表明:仿真不同故障类型对应的小波时频图与健康绕组的时频图差异明显,且时频图在各频段差异表现出和频率响应相似的规律;与健康绕组相比,试验故障绕组的小波时频图在0.6 MHz以上高频段出现较大偏差,表现出绕组电容性故障应有的特性,而在0~0.6 MHz频段,试验绕组小波时频图的矩阵相似度为0.928 0,大于采用快速Fourier变换获得频响曲线的关联系数0.800 3,证实了小波变换的优越性。仿真分析与实验测试的数据处理结果,均初步证实该方法的可行性。     

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。     

频率响应法在诊断绕组变形中的应用

介绍了应用频率响应分析法检测变压器绕组变形的两个实例。指出在检测中通过对前后频谱曲线的分析,能准确有效地发现变压器内部电气及机械事故隐患,对于变压器及电网的安全运行,有着重要意义。但频率响应分析法不一定能够有效反映出变压器绕组变性发生单一扭动变形这类故障,绕组变形的诊断仍需使用多种试验手段综合分析和判断。     

图形学在频响数据诊断变压器绕组变形中的应用

为提高频率响应分析法诊断变压器绕组变形的诊断效果,根据变压器绕组频率响应分析法的数据特点,将数学形态学方法引入变压器绕组故障诊断,以图形表示频率响应曲线间的差异,用数学形态学方法处理这些图形得到关键图块,计算关键图块的形态参数,根据关键图块的数量和形态参数判断变压器绕组状态,为通过频率响应特性试验判断变压器绕组变形提供了一种新的数据分析方法.     

频响法在诊断绕组变形中的应用

介绍了应用频率响应分析法检测变压器绕组变形的两个实例.指出在检测中通过对前后频谱曲线的分析,能准确有效地发现变压器内部电气及机械事故隐患,对于变压器及电网的安全运行有着重要意义.但频率响应分析法不一定能够有效反映出变压器绕组变性发生单一扭动变形这类故障,绕组变形的诊断仍需使用多种试验手段综合分析和判断.