快速开关型变阻抗节能变压器绕组变形状态分析

电力变压器短路故障产生的短路冲击会造成绕组变形,限制系统短路电流对降低变压器绕组动态变形意义重大。文中以110 kV电压等级的三绕组电力变压器为例,中压绕组发生出口短路故障时,基于磁—力学耦合场研究方法,对变阻抗变压器和常规变压器绕组动态变形进行数值分析。变阻抗变压器的研究包括变压器本体和限流电抗器2部分,分析了短路电流作用下,变压器绕组和限流电抗器线圈的变形、动态应力、位移。常规变压器和变阻抗变压器绕组变形的对比可得变阻抗变压器变形量较小。分析结果为变阻抗变压器绕组变形状态评估提供参考依据。     

某220kV主变绕组短路故障分析及预防措施

为了降低变压器绕组短路故障占变压器故障比例及其对电网安全运行的影响,以一起220 kV主变短路故障为案例,分析查找了造成变压器故障绕组短路的原因,主要有变压器绕组抗短路能力差、短路电流冲击及变压器质量问题。提出了应从提高变压器自身抗短路能力、限制短路电流和改善变压器运行环境入手,采取有效预防措施,以减少短路故障的发生或降低该故障造成的影响。     

短路电动力作用下变压器低压绕组变形研究

电力变压器短路时会产生巨大的短路电动力,当短路电动力过大时会导致变压器绕组变形.为研究三相三绕组变压器短路时的电动力分布和绕组变形情况,本文以一台50MV·A/110kV的三相三绕组变压器为例,计算变压器发生短路时的短路电流,将该短路电流作为激励,通过有限元软件计算绕组的短路电动力,采用磁-结构耦合的方式计算在最大短路电动力作用下的绕组变形和应力分布.结果表明,短路时低压绕组受到向内压缩的辐向电动力和向中间压缩的轴向电动力,绕组中间部分受到的短路电动力大于两端,导致绕组中部的变形程度大于两端.研究结果对研究变压器绕组变形具有一定实际意义.     

基于短路电抗法的配电变压器绕组变形在线诊断

针对配电变压器在短路电流冲击中会产生绕组变形,提出一种配电变压器绕组变形在线诊断的方法。变压器绕组变形导致变压器的短路电抗变化,通过测量短路电抗的变化量来诊断配电变压器的变形程度。通过分析变压器等效电路模型建立配电变压器短路电抗与其一、二次侧电压和电流的关系,试验采集配电变压器的电压和电流信号,计算变压器的短路电抗,进行变压器绕组变形的在线诊断。试验结果显示配电变压器绕组变形诊断系统的有效性和准确性。     

一起220kV变压器绕组变形缺陷分析与处理

绕组变形检测对预防变压器短路冲击损坏具有重要作用。针对一起220 kV变压器绕组变形缺陷,综合利用频响特性法、低电压阻抗法和绕组电容法判断了绕组变形的程度与部位;结合变压器短路冲击情况和抗短路能力分析,进行了变压器更换的处理决策;通过解体检查与绕组变形诊断进行了对照,验证了分析结论的准确性;最后,从短路冲击统计、变形试验管理、线圈材料管控和抗短路能力治理等方面,为预防变压器短路冲击损坏提出了相应的技术和管理措施。     

三相变压器短路电抗在线检测方法研究

为了能及时发现变压器的事故隐患、延长变压器的使用寿命及保证整个电力系统的安全稳定运行,需要对变压器绕组变形的检测方法进行研究。变压器的短路电抗值是由绕组的几何尺寸、空间位置等因素所决定,当其绕组发生变形时,短路电抗值发生变化,测量短路电抗变化情况可判断变压器绕组是否变形。文章提出了一种三相变压器短路电抗在线检测新方法,可在线计算变压器短路电抗,对变压器进行绕组变形进行在线检测,仿真和试验表明本方法的可行性和有效性。     

短路故障引起变压器绕组变形的分析

对变压器绕组变形短路应力进行了分析,介绍了变压器绕组变形的诊断方法,针对短路电动力引起变压器绕组变形的原因与特点,具体提出了降低短路事故率所应采取的技术改进策略及减少短路事故的措施,以提高变压器安全运行的水平。     

利用绕组电容量及短路阻抗试验综合判定变压器绕组变形方法分析

由于现场试验条件的制约,利用常规电气试验进行变压器绕组变形诊断时,存在判断不够准确的情况。本文对绕组电容量、短路阻抗与变压器相邻绕组间几何距离的关联性进行了定性分析,分析了当变压器低压、中压绕组分别或同时发生变形时,绕组电容量、短路阻抗试验结果的变化规律。针对内蒙古电网内变压器典型短路冲击事故实例,根据电容量与短路阻抗试验结果判定变压器绕组变形情况,之后将设备返厂解体分析,验证了基于绕组电容量和短路阻抗试验的综合判定方法的准确性。     

变压器绕组短路阻抗及电感量精密分析仪

针对大型变压器遭受出口短路冲击造成绕组变形损坏事故逐年上升的实际情况,提出了研制变压器绕组短路阻抗及电感量精密分析仪,并阐述了此分析仪的目的、软硬件工作原理、技术指标及实际应用情况。通过检测和分析变压器绕组的短路阻抗和电感量诊断变压器绕组变形程度,可预防变压器事故。     

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BOTDR的变压器绕组变形检测试验研究

针对常见的电力变压器绕组变形故障,已有的检测手段多为离线检测,无法实时反映绕组的应力变化。提出一种基于BOTDR的变压器绕组变形检测方法,设计了光纤复合式绕组模型,搭建了应力检测平台,并开展变压器绕组变形试验。试验结果表明:分布式光纤传感技术对变压器绕组微小的变形有着较高的灵敏度,可以同时实现绕组变形的定位,为变压器绕组的在线监测提供了一种新的思路。     

VFTO下分段层式变压器线圈电位分布研究

特快速暂态过电压（VFTO）作用下分段层式变压器线圈的电位分布计算对于变压器的绝缘设计是非常重要的。由于GIS中开关投切产生的陡波前过电压对变压器的绝缘危害极大,为了准确计算线圈中的快速暂态过程,提出了一种以单层线圈为单元的集总参数线圈模型,介绍了电感、电容、电阻等参数计算的物理模型和数学公式。实测和计算1台变压器线圈模型电位分布的结果近似一致,说明集总参数线圈模型和计算方法是正确可行的,可以为变压器线圈合理的绝缘设计提供理论依据。     

基于Seebeck效应的配电变压器绕组材质无损鉴别装置及测试分析

基于配电变压器绕组回路Seebeck效应,研发绕组材质鉴别装置并进行测试分析。结合实际情况分析了干式变压器绕组回路Seebeck效应。根据实际回路温度分布及绕组材料特性,对铜、铝绕组回路的热电势进行理论计算,得出了绕组材质判断阈值。基于理论研究成果研发变压器绕组材质鉴别装置,对多台配电变压器进行测试分析。测试结果证明该绕组材质鉴别装置能有效鉴别铜、铝绕组材质。     

Calculation of Transients in Transformer Winding and Determination of Winding Parameters

This paper presents a new numerical method for transient calculation in transformer winding due to step excitation. The transformer winding is represented by a lumped parameter network. The differential equations for the equivalent network are formulated using state-space approach. A numerical solution of the state-space equations is applied in order to obtain a step response of the transformer winding. The method can be used for an accurate representation of transformer winding by a transfer function. A new method for determination of winding high frequency parameters based on transformer response to the voltage surge tests is developed. The computed and measured voltage distribution when voltage surge is applied to the three phase 30 kVA power transformer is compared.     

超高压GIS中隔离开关不同操作方式对快速瞬态过电压的影响研究

研究了乌江550 kV水电站超高压GIS中隔离开关的3种操作方式下产生的快速瞬态过电压(VFTO)。经计算得出3种方式下的变压器绕组端部对地VFTO电压波形,以及变压器绕组饼0～1之间电压波形;分别计算出3种方式对应的变压器支路切合短管线过电压、变压器绕组纵向各计算点对地过电压、变压器绕组各饼纵向VFTO过电压等数据。结果表明,变压器带电、变压器侧的隔离开关操作(方式3)的1～3个线饼的最大梯度电压超过允许范围,因此要避免方式3的操作。     

基于“场-路”耦合有限元分析法的变压器短路电抗仿真的研究

短路电抗法是检测电力变压器绕组变形的有效方法之一,开展变压器短路电抗的仿真计算研究,对于获取各种绕组变形故障时的特征信息具有重要意义。基于实验室中一台模型变压器的结构参数,分别建立了绕组正常及存在匝间短路故障时的有限元仿真模型,利用"磁-路"耦合的方法对变压器的漏磁场和漏感参数进行了计算,分析了绕组变形位置与变压器漏磁场之间的关系,并与在模型变压器上的实验结果进行了对比,结果表明:绕组内部发生匝间短路故障时,在径向中部的匝间短路对漏磁场的影响较大,而在轴向中层绕组的匝间短路对漏磁场的影响较小。研究成果对于指导短路电抗法的现场应用和绕组故障的检测提供了一定的理论依据。     

一种高压大容量有源电力滤波器研究

提出一种新型的基于变压器谐波电流补偿的高压大容量有源电力滤波器。变压器采用副方多补偿绕组结构,原方绕组与谐波负载相并联,副方补偿绕组分别与逆变器相联。实时检测变压器原方绕组的谐波电流,通过逆变器产生与原方绕组谐波电流成比例的谐波补偿电流注入变压器副方多补偿绕组中。当原、副方绕组的谐波电流满足谐波电流补偿条件时,变压器原方绕组对谐波电流呈现近似为零的低阻抗,而对基波电流呈现很大的励磁阻抗,从而输导高压电力系统中的谐波电流流入变压器支路。仿真结果证明了这种滤波新原理的正确性。     

小电阻接入城市配网方式影响分析

小电阻在城市配网的接入方式会影响主变保护动作情况和配网零序网络。针对输配电网中2种不同等级的变电站,分析了曲折变接于变低套管与变低开关之间和接于变低10 kV母线2种接线方式下,配网接地故障时保护的动作情况,比较了10 kV自投动作后2种接线方式对配网零序网络的改变。得出当110 kV变电站曲折变接于变低开关和变低套管之间时,曲折变本体故障不会影响10 kV母线,同时主变跳闸切除多余曲折变,能保证10 kV配网在备自投动作后零序网络稳定。220 kV变电站中曲折变通过开关接在母线上,若曲折变故障后开关拒动,变低后备动作隔离故障,不影响变中供电可靠性。为了维持城市配网接地点的唯一性,保证曲折变保护正确动作,建议10 kV备自投联切曲折变。     

基于多导体传输线模型的单相变压器绕组中放电的距离函数法定位

基于多导体传输线理论建立放电脉冲信号在大型单相变压器绕组中的传输模型.结合真实变压器绕组的具体结构,在频域仿真计算了绕组不同位置注入放电脉冲电流时其首末端的电流传输函数比曲线.根据绕组电流传输函数比曲线的可分性,采用距离函数法实现了变压器绕组中局部放电的电气定位.该方法根据实测与仿真传输函数之间的距离函数大小判断放电位置,180匝连续式单绕组和400kV单相变压器的模拟定位试验验证了该方法的有效性.     

中心抽头变压器中并联绕组的均流设计

针对带中心抽头变压器在低压大电流场合应用时,并联绕组的布置方法对均流效果以及损耗的影响进行了研究。由于中心抽头变压器副边两个绕组是分时工作的,其并联绕组设计不同于单副边绕组变压器,不仅在并联绕组中存在电流不均分问题,而且邻近效应会在不工作绕组内产生涡流损耗。基于一维绕组模型和单副边绕组变压器并联绕组的均流方法,推导得到中心抽头变压器并联绕组的布置方法。该方法中参与工作的绕组的相对位置和单副边绕组一致,从而可使电流在并联绕组中均分,同时可减小不工作绕组由于邻近效应产生的涡流损耗。通过有限元分析和实验验证了该方法的正确性和有效性。