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电力变压器绕组变形故障特性仿真及监测研究

李彤  
【摘要】:电力变压器是保证电力系统稳定、经济运行的重要电气设备之一,承担着变换电压、分配电能的任务,其正常工作状态对保障整个系统的运行具有重大意义。变压器在运输或安装过程中受到碰撞、冲击,以及在运行过程中发生突然短路,都可能使绕组发生变形。绕组变形是变压器最为常见的故障之一。为了能够及时发现变压器事故隐患,避免事故的发生,积极开展变压器绕组变形的研究,有着非常重要的意义。频率响应法是变压器绕组变形检测中一种相对简单、有效的方法,并且已在各国得到推广使用。本论文主要研究根据变压器的频率响应曲线,进一步分析和诊断变压器绕组变形故障。基于频率响应分析法,建立变压器绕组测试两种等值电路模型:一是通过高压套管导杆注入扫频信号的测试模型,这可视为一种在线测试方式;二是通过高压套管末屏注入扫频信号的测试模型,这可视为一种离线测试方式。针对变压器绕组在线测试和离线测试两种电路模型,分别进行绕组变形故障的仿真试验。在仿真中,分析通过套管末屏注入信号和套管导杆注入信号两种测试方式下频率响应曲线的走势,及在绕组模型中不同位置电容、电感参数改变后,频率响应曲线的变化趋势,比较两种测试方式下频率响应曲线对绕组参数变化的敏感性。通过改变不同参数模拟轴向扭曲变形、辐向变形、绕组整体移位、匝间短路等绕组变形故障,对各种变形故障与正常状况的频率响应曲线进行了比较分析,总结不同故障时频率响应曲线的变化规律。采用通过高压套管注入扫频信号的方式检测变压器绕组变形故障,套管状态对绕组频率响应曲线的影响往往被忽略,这会影响对绕组变形故障的判定。本文仿真研究在高压套管发生绝缘受潮、电容鼓包、绝缘老化、电容击穿等故障后,绕组频率响应曲线的变化趋势,并比较绕组故障与高压套管故障,频率响应曲线的不同变化特征。


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