脉冲在线注入法检测变压器绕组变形装置

脉冲在线注入法可有效检测电力变压器绕组变形,该方法的成功应用需要可靠的检测装置,本文提出了一种检测装置,该装置是由便携式带电检测仪,信号保护电路,电容式耦合传感器,电容分压器,信号检测终端等组成,电容式耦合信号装置是其重要组成部件对绝缘子绝缘性能有重要影响,保护电路可以保证脉冲方波的完整注入以及防止过电压对设备的影响,信号检测终端可以检测脉冲信号的输出。利用此装置可有效的对变压器绕组的各类故障进行检测。此装置的研发为电力变压器绕组故障在线检测奠定了基础。     

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。     

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。     

基于重复脉冲法的变压器绕组匝间短路故障诊断

针对变压器绕组轻微匝间短路故障难以检测的问题,提出利用重复脉冲法的特征曲线进行匝间短路故障诊断的方法。分析了脉冲信号在变压器绕组内的传播过程,建立了反映该传播过程的变压器绕组分布参数电路模型,推导了发生匝间短路后波阻抗的变化规律。通过在变压器绕组一端输入一个低压脉冲,在另一端采集响应特性曲线,结合绕组匝间短路前后的2条响应特性曲线得到其特征曲线。分析特征曲线是否突起以此来判断是否发生匝间短路故障,从而实现故障诊断,而特征曲线的突起程度反映了绕组短路故障的严重程度。结合人工神经网络算法,对所提方法的故障识别率进行分析,仿真样本分析显示其故障识别率可达95%左右。仿真和实例分析结果表明了重复脉冲法对诊断变压器绕组匝间短路故障的可行性及准确性。     

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.     

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。     

基于脉冲信号注入法的配电变压器绕组变形在线监测研究

配电变压器是电力系统配电网络中主要的电气设备,其在运行过程中不可避免地遭受到各种短路故障电流冲击而导致变压器绕组的变形。为了能够及时发现变压器的事故隐患、提高工作效率,研制了一套基于脉冲信号注入法的配电变压器绕组变形在线监测系统。该系统通过安装在变压器主馈线上的电容分压器低压臂注入脉冲信号并进行参数测量,采用LabVIEW编写了监测系统软件,实现了配电变压器绕组变形的在线监测,实验验证了监测系统的有效性。     

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。     

基于小波包能量熵的电力变压器运行状态评估方法研究

振动在线检测法在电力变压器机械故障诊断中的应用越来越广泛,在此基础上将能量熵引入电力变压器绕组振动信号的特征提取中。通过实验提取一台电力变压器绕组正常运行和短路冲击运行时的振动信号,运用小波包分解重构原理分解出信号的子频带,采用频段-能量熵方法来检测电力变压器绕组不同运行条件下短路故障类型。实验结果表明,不同机械状态下电力变压器绕组振动信号特征向量之间的差异性可作为故障诊断的依据。     

基于多传感信息融合的电力变压器绕组故障诊断方法

传统电力变压器绕组故障诊断方法直接对变压器绕组故障进行诊断,未对振动信号进行特征提取,造成诊断精准度低。为此,提出基于多传感信息融合的电力变压器绕组故障诊断方法。在故障诊断之前采集绕组振动信号,在采集绕组振动信号的基础上,重点对变压器绕组振动特征进行提取,通过提取的特征利用多传感信息融合算法对变压器绕组变形故障进行故障诊断。设计对比实验,实验结果证明该方法在不同数据预处理下的故障诊断精准度高于传统方法,有一定的研究价值。     

基于改进凝聚层次聚类算法的变压器绕组及铁心故障诊断研究

为实现振动响应法在线诊断变压器绕组及铁心故障,提出一种基于改进凝聚层次聚类算法的变压器故障诊断方法。首先,运用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)方法对变压器振动信号进行特征值提取,得到变压器振动信号的特征向量。然后,应用凝聚层次聚类算法对测试变压器振动信号的特征向量进行层次分类,分类得到变压器正常、绕组轴向变形、绕组径向变形、铁心故障4种状态。同时,为克服凝聚层次聚类算法计算量大的缺点,对该算法进行了改进,从而提高了变压器状态分类的速度。最终,经实例测试,结果证明该改进方法能有效快速地识别出变压器所处的状态,实现变压器绕组及铁芯的在线监测与故障诊断。     

电力变压器状态在线监测和故障诊断的新方法

介绍一种电力变压器绝缘在线监测和故障诊断的新思路，一方面通过在线油色谱分析仪检测6种故障特征气体含量和产气率，运用模糊理论及专家系统等人工智能技术对电力变压器的绝缘状态进行跟踪监测，另一方面尝试用参数辨识的方法进行变压器三相电气量的在线监测，依据变压器绕组结构及参数在故障前后会改变的原理，用参数辨识的方法，进行变压器绕组故障及其故障部位的识别，实现故障局部定位，提高变压器状态监测和故障诊断的准确性。     

基于振荡波的变压器绕组故障诊断方法研究

不同的变压器绕组诊断方法对故障的灵敏度存在差异性,为进一步提高变压器绕组状态诊断的可靠性,提出一种基于振荡波的变压器绕组故障诊断检测方法。该方法在绕组一端施加直流激励,通过电子开关实现高压直流信号的暂态变化,并在绕组末端测量振荡信号用于绕组状态的分析。同时,通过现场220 kV变压器测试和实验室变压器绕组故障模拟平台研究了系统参数和典型绕组故障对振荡波信号的影响规律。研究结果表明:振荡波法抗干扰能力较强,测试重复性较好,相比于频率响应法,振荡波法针对变压器绕组特定故障的灵敏度相对较高,能够较为准确辨识变压器绕组的状态,进一步为现场变压器绕组状态检测提供参考。     

基于振动声学的电力变压器绕组在线监测及特征参量提取

传统绕组检修方法包括短路阻抗法、频率响应法及低压脉冲法,但仅适用于离线或停电检测,影响变压器正常运行.介绍了基于振动声学的电力变压器绕组在线监测与故障诊断技术,采用加速度传感器检测绕组振动声学信号,结合频域分析法及峰值频率、频率偏移、总谐波畸变率、基频能量比、互相关系数等特征参量实现绕组状态评估.     

毫微秒脉冲法用于变压器绕组变形研究初探

变压器绕组变形是变压器的常见故障,为提高变压器绕组变形检测的灵敏度,对毫微秒脉冲检测法进行了研究。着重对毫微秒脉冲参数的选择进行了探讨,通过仿真计算选择了波前5ns30%,脉冲宽度为50ns30%的脉冲作为脉冲信号。利用毫微秒脉冲法对试验变压器进行了绕组变形检测,试验结果证实该方法能较好反应出绕组变形,同时,在0～80MHz范围内试验结果的重复性较好。     

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。     

变压器绕组变形在线监测实验研究

变压器是电力系统最重要的设备之一,绕组故障是导致变压器故障的一个重要方面.本文采用了一种简单且有效的方法探讨了在线监测变压器绕组变形.在绕组首端通过套管注入一个频率在600kHz～1.2MHz之间的正弦信号,通过研制的高频电流传感器同时测量绕组首端和末端的高频电流信号,利用模拟滤波及数字滤波技术得到所施加的高频正弦信号,计算电流偏移量以确定绕组变形的程度,计算电流偏差系数以确定绕组变形的类型及位置.自制的高频电流传感器具有频带宽、线性度好及灵敏度高的优点.实验结果表明该方法能够实现变压器绕组变形的在线监测,并能够判别绕组变形的程度、类型,且电流偏差系数与绕组变形的位置有关,该方法灵敏度高,重复性好,抗干扰性强.     

基于暂态过电压下行波分析的变压器绕组变形在线故障定位方法

绕组变形是变压器内部的主要故障类型之一,严重威胁电力系统正常运行。为有效提高绕组变形在线检测的准确性,结合变压器在运行中遭受暂态过电压冲击的特性,提出基于暂态过电压下行波分析的变压器绕组变形在线故障定位方法。当暂态过电压信号侵入变压器绕组时,在绕组末端获取电压行波信号,采用具有自适应白噪声的完整集成经验模态分解方法(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)对其进行分解,得到本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),计算各IMF分量下的相关系数,对比分析后选取一些IMF的相关系数作为绕组变形的故障特征量,最后结合BP神经网络构建故障特征和故障点的映射关系,实现绕组变形的在线故障定位。仿真结果验证了本方法的可行性。