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。     

基于集中参数模型的变压器频率响应仿真研究

旨在评估变压器的频率响应对于绕组变形的检测灵敏度,为频率响应法的判据提供理论依据。利用了变压器的集中参数模型,分析了模型中各元件的物理意义,同时利用该模型进行了部分变形和整体变形的仿真研究,通过谐振点的偏移和谐振点上幅值的变化两方面反应绕组变形对于频率响应曲线的影响。介绍了仿真结果表明。     

电力变压器轴向位移故障诊断方法

轴向位移故障是电力变压器常见故障之一,为此结合有限元模型与频率响应法,提出了一种基于"结构参数–电气参数–试验结果"诊断思路的电力变压器轴向位移故障诊断方法。基于实际变压器的结构尺寸及材料特性在Ansoft Maxwell中建立变压器有限元模型,计算了变压器主要电气参数(对地电容、饼间电容等),分析了不同轴向位移故障程度下电气参数的变化。为研究变压器绕组轴向位移故障对变压器频率响应曲线的影响,运用有限元模型中求解得到的电气参数,搭建了变压器等值电路模型。仿真了不同轴向位移程度下变压器的频率响应曲线的变化,结果表明:轴向位移故障会引起频率响应曲线在150 k Hz左右产生幅值变化,同时导致200~250 k Hz频率带及350~450 k Hz频率带上谐振峰的整体右移。仿真结果与现场试验表现出较好的一致性,因此,提出的故障诊断方法可以对现有判据进行补充,以提高变压器轴向位移故障诊断的准确度。     

基于有限元分析的电力变压器绕组故障诊断

电力变压器绕组故障诊断是保证电力变压器安全运行的关键技术。文中通过建立变压器有限元模型和高频等值电路模型,提出了基于"结构参数—电气参数—试验结果"诊断思路的变压器绕组故障诊断方法,可以有效提高电力变压器绕组故障诊断的可靠性。文中基于Ansoft Maxwell仿真平台建立变压器三维有限元模型,计算了变压器主要电气参数(对地电容、饼间电容等),分析了不同故障类型及故障程度下电气参数的变化。运用求解的电气参数搭建了高频等值电路模型,并由高频等值电路模型仿真对应试验结果。文中以轴向位移故障为例,仿真了不同轴向位移程度下变压器的频率响应试验曲线。建立了200~250 k Hz频率带上频率响应试验结果变化与轴向位移故障程度的拟合函数关系,通过该特征频率带上谐振峰的变化可以实现对轴向位移故障程度的诊断。提出的故障诊断方法为实现通过试验结果直接诊断变压器故障类型及其程度提供了参考。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

基于有限元法的电力变压器绕组集总参数电路仿真建模

频率响应法常与变压器绕组等值电路结合起来共同分析变压器的频响机理和绕组状态,而绕组建模是必要的基础性工作。为此,提出了一种基于有限元法的变压器绕组建模方法。利用有限元仿真软件ANSYS Maxwell建立了电力变压器(容量为400kVA,连接组别为YNyn0)的有限元模型,结合推导的基于单饼的变压器绕组纠结和顺序缠绕方式的等值纵向电容计算方法,求解得到了变压器的主要电气参数并搭建了绕组的等值集总参数电路,然后对健康和饼间短路故障绕组进行了仿真和实测研究。研究结果表明:缠绕方式是绕组建模需要考虑的一个重要影响因素;健康绕组和短路故障绕组所得仿真和实测扫频频响曲线走势均大体一致,部分谐振点谐振频率几乎重合,前者第3、4、6、7个谐振峰值和第2、4、6、7、9个谐振谷值对应频率基本一致,最大误差为6.76%,验证了电路模型以及计算方法的正确性。该建模方法具有直观、方便、简单的特点,后期可用于探索研究更多变压器绕组变形,辅助实现故障模式识别等。     

基于FEM的频率响应法检测电力变压器绕组变形的仿真研究

基于变压器的结构尺寸和材料特性,在COMSOL中建立了3D有限元模型,计算了变压器绕组变形前后的电气参数,获取了绕组频率响应曲线。     

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。     

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。     

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。     

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。     

电力变压器绕组频率响应曲线分析

介绍了频率响应法测量变压器绕组变形的原理和方法,提出了变压器参数计算模型和估算公式,分析了变压器绕组典型变形情况在频率响应曲线上的反映.     

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.     

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。     

频率响应法测试变压器绕组变形

频率响应法是通过比较加在变压器绕组上的扫频信号与经过绕组后输出的频率响应信号,同时考虑相间频率响应特性曲线的变化来检测绕组变形情况的方法,根据频率响应特性曲线的变化情况可以判断变形的严重程度,但在使用时要注意分析对比,否则会发生误判断。介绍了频率响应分析法在变压器绕组变形测试中的应用,通过一个检测实例,分析、总结了频率响应分析法在变压器绕组变形测试中应注意的事项。