基于NICS脉冲信号注入法的变压器绕组变形在线监测装置研究

电力变压器匝间故障将导致绝缘击穿,甚至造成整个电网事故的发生,为此,应用在线频率响应分析法检测变压器绕组变形.通过安装于变压器套管表面的非侵入式电容传感器(NICS)将测试信号通过高压套管注入变压器绕组从而实现了绕组变形的在线监测.开发了基于脉冲信号注入法的变压器绕组变形在线监测系统.着重阐述了测试信号的选择,在线信号的注入,保护电路的设计.分析了信号源和采样频率对频响特性测试结果的影响.对一台型号为35 kVA/10 kV/400 V的配电变压器进行测试,并与安捷伦频谱网络分析仪4395A的测试结果进行对比发现,在0～5 MHz频率范围内,两条频响曲线的相关系数为0.955 3.结果表明,该系统能在在线状态下准确、快速地获取变压器绕组数10 MHz内的频响特性.监测系统具有较高的灵敏度和重复性,能有效检测变压器绕组变形.     

用频响分析法判断变压器绕组变形

提出了变压器绕组变形频响分析法测试中不同接线组别变压器的接线方式,分析了分接开关档位、套管电容量、出口引线长度、线圈饼间电容、不同电压等级线圈之间距离等因素引起变压器频响曲线变化的特征,提出了变压器绕组变形测试结果的分析方法。     

变压器在线频响法关键技术研究与实验分析

离线测试变压器的频率响应是反应其绕组状态的有效方法之一。研究频响法的在线应用,分析变压器运行时,扫频信号注入和响应信号提取的方法,设计了在线检测时的相关保护电路,以此为基础,对1台380 V/35 000 V的变压器进行了模拟在线的频响测试,检验本文所设计的信号注入和提取方法的可行性,并利用原边并联不同大小电容的方式模拟绕组变形的发生,通过电容值大小的改变,来反应在线频率响应法的检测灵敏度。     

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。     

大型变压器绕组振动频响特性的试验研究

为更加准确地理解和掌握变压器绕组的振动响应特性,及时发现变压器绕组的故障隐患,以一台110 k V变压器为研究对象,依托所研制的变压器振动频响测试系统,对变压器绕组正常与典型故障下的振动频响特性进行了试验研究,根据箱壁上多个测点处的振动频响曲线,基于信息融合的思想计算分析了变压器绕组融合振动频响曲线的归一化奇异谱熵。试验结果进一步验证了变压器绕组振动频响试验的可重复性。变压器绕组振动频响曲线峰值随频率的增加而增大,且其峰值点随绕组工况不同出现明显偏移。归一化奇异谱熵能够较好地对变压器振动频响曲线进行定量描述,当变压器绕组存在松动或变形等典型故障时,振动频响曲线的归一化奇异谱熵变化率均5%。     

频响法和相关系数法判别变压器绕组变形的研究

频率响应分析法是检测变压器绕组变形的常用方法之一,其原理是通过观察频率响应曲线的波峰波谷分布位置及数量来判断绕组变形。根据变压器绕组等效模型利用MATLAB软件仿真,得到频响曲线,分析变压器绕组电感、电容等参数变化时的频响曲线。观察参数变化前后的曲线来判断是否变形。为便于定量计算,可采用相关系数法等进行辅助判断,利用相关系数法提出特征参数来判别变压器绕组变形程度,其结果可以为定量分析变压器绕组变形程度提供参孝。     

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。     

220 kV变压器绕组变形不拆线测试方法探讨

变压器绕组变形测试是预防性试验不可缺少的试验项目,为提高工作效率,减少220 kV变压器拆接引线试验对设备造成的损害,大幅度降低试验拆接引线工作带来的高劳动强度,快速判断220 kV变压器绕组是否存在变形,笔者以频响法为主,短路阻抗法、电容变化法为辅,采用频响法、短路阻抗法、电容变化法3种方法,应用TDT5变形测试仪、HDZK-10 A低电压短路阻抗测试仪和AI600E型自动介损电桥,对220 kV变压器分别进行拆线与不拆线时绕组变形项目测试,通过3种试验方法所得数据进行对比分析,得出了220 kV变压器的变形测试项目可以用3种方法进行测试。     

频响分析法测试变压器绕组变形的研究

介绍频响分析法的基本原理及应用到现场进行变顺绕组变形测试所必须解决的几个关键技术问题;提出不同接线方式变压器进行变形测试的典型试验及方法;通过现场实测,明确分接开关档位、信号源位置、变压器套管电容量、变压器出口引线长度等因素对变压器频响曲线的影响,结合１５８台变压器的实测经验,提出频响分析法测试结果的判断原则。     

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。     

变压器绕组变形测试技术用于重庆电网

为消除变压器绕组变形引起的事故隐患 ,根据频率响应法在重庆电网中应用的实际情况 ,研究得出了应用该方法测试变压器绕组变形的初步判据 ;同时指出 ,在没有原始频响特性曲线对照、主变又被频响法判定为绕组变形时 ,阻抗电压法可作为进一步确定绕组变形的辅助手段     

频响法检测变压器绕组变形测试系统

在对运用频响法测试变压器绕组变形仪器工作原理研究的基础上,通过对事故后变压器测试的频率响应曲线分析,初步地建立了频响法检测变压器绕组变形的测试结果判定标准.     

一起使用频响法对新变压器绕组变形测试的分析

电力变压器绕组变形后,其电感、电容分布参数发生相对变化,变压器绕组变形的测试的方法主要有频响法、阻抗法、低压脉冲法,这几种方法对绕组变形有较好的判断。本文通过对一台新变压器进行绕组变形试验(交接试验),在使用频响法测试过程中,通过同轴屏蔽线不同的接地方式进行测试、不同的仪器进行测试,发现测试结果存在差异,与出厂不一致,这会影响到以后变压器出现故障后检测的判断,因此,新安装变压器在运输过程中是否受到冲击,验证与出厂是否一致十分必要。     

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。     

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。     

考虑绝缘老化或受潮的变压器绕组变形判据优化EI北大核心CSCD

频率响应分析法是检测变压器绕组变形的重要手段。研究表明,绝缘老化或受潮会对变压器绕组频率响应测试结果产生影响,进而导致绕组变形的诊断中存在误判的可能,然而这一问题目前并没有较好的解决方法。以绝缘老化或受潮情况下的绕组变形诊断判据的优化方法为中心,首先通过油纸绝缘的受潮和老化试验与频率响应仿真相结合的方法,获得了不同受潮和老化程度下的绕组频率响应曲线;其次计算了绝缘老化或受潮情况下的相关系数R,根据相应的判据进行了绕组变形的初步判断;最后提出了2种判据优化方法。研究结果表明,在利用相关系数R判据对变压器绕组变形进行诊断时,绝缘老化或受潮均可能导致误判。通过调整相关系数R判据的频率范围,可以避免特定接线方式下的绕组变形误判;通过引入基于电容变化率的辅助判据,可降低绝缘老化或受潮引起绕组变形误判的可能性。     

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。     

考虑绝缘老化或受潮的变压器绕组变形判据优化

频率响应分析法是检测变压器绕组变形的重要手段。研究表明,绝缘老化或受潮会对变压器绕组频率响应测试结果产生影响,进而导致绕组变形的诊断中存在误判的可能,然而这一问题目前并没有较好的解决方法。以绝缘老化或受潮情况下的绕组变形诊断判据的优化方法为中心,首先通过油纸绝缘的受潮和老化试验与频率响应仿真相结合的方法,获得了不同受潮和老化程度下的绕组频率响应曲线;其次计算了绝缘老化或受潮情况下的相关系数R,根据相应的判据进行了绕组变形的初步判断;最后提出了2种判据优化方法。研究结果表明,在利用相关系数R判据对变压器绕组变形进行诊断时,绝缘老化或受潮均可能导致误判。通过调整相关系数R判据的频率范围,可以避免特定接线方式下的绕组变形误判;通过引入基于电容变化率的辅助判据,可降低绝缘老化或受潮引起绕组变形误判的可能性。     

基于频响曲线的变压器绕组变形专家诊断系统

频率响应分析法如今已成为变压器绕组变形现场试验的主要方法。在此基础上,首先分析了现场测试因素对频响曲线的影响,并整合到变压器绕组变形专家诊断系统中。通过对大量变压器诊断案例的分析,总结了频率响应法诊断绕组变形工作中的积累的判断经验。最后,设计了基于频响曲线的变压器绕组变形专家诊断系统,并对多台变压器绕组进行实际测试,与国家标准判断结果比较分析,结果表明系统在合理利用国家标准的同时,极大地降低了标准的误判率。