基于WELDINST的变压器抗短路能力校核计算方法

随着电力系统中非线性负荷的增加,电力变压器在工作过程中承受的漏磁场显著增强,这严重影响了变压器的抗短路能力。近年来,抗短路能力不足导致的变压器损坏事件频发,凸显了准确预测变压器抗短路能力的重要性。该文深入分析了变压器在不同短路工况下的短路电流和电磁力的计算原理,并介绍了一种基于WELDINST软件的变压器抗短路能力校核系统。该系统能够根据110 kV和220 kV电力变压器的原始设计参数以及返厂检修后的设计参数,对变压器的抗短路能力进行精确校核。通过该系统的应用,不仅可以提前识别变压器抗短路能力的潜在风险,还能有效管控新入网主变压器的质量。本文的分析结果显示,运用WELDINST技术对变压器的抗短路能力进行校核,为电网企业提供了一种有效的手段来实现新入网变压器的品控。

油浸式电力变压器过载能力评估算法及工程应用研究

油浸式电力变压器的过载能力评估对于确保其安全可靠运行至关重要。目前缺乏一种简单而有效的评估方法,本文通过分析影响油浸式电力变压器过载能力的关键因素,结合变压器的设计原理和片式散热片油箱等效散热面积的概念,首次提出了一种基于油平均温升和顶层油温度的工程评估方法。所提方法考虑了变压器的热特性、冷却系统性能、负载电流、环境温度等因素对变压器温升的影响。该工程评估方法不仅简化了计算过程,还提高了评估结果的准确性。为了验证所提出方法的有效性,利用在运电力变压器实际运行数据进行了工程计算验证。通过与实际测量值进行比较,证实了该方法能够准确地评估油浸式电力变压器的过载能力。

变压器振动的影响因素分析及一种铁心松动故障诊断方法

变压器振动分析法仍然是当前在运变压器故障诊断研究的重要方向。为了研究变压器振动的影响因素,本文对某电网公司的多台在运变压器在不同运行工况下的振动信号进行了采集。通过大数据拟合训练、频域图谱特征分析等方法,研究了不同电流谐波畸变率、功率因数、温度和运行年限等因素对振动的影响情况,得到了电流畸变率对振动信号频谱影响的修正曲线和温度对振动幅值的修正公式。基于本文提出的修正曲线、修正公式以及对大量数据的分析,针对变压器铁心松动问题,本文提出了一种考虑变压器振动信号影响因素的铁心松动故障判断方法。该方法基于50Hz、150Hz、100Hz和200Hz频率分量的变化趋势,建立了特征量提取模型;通过比较正常和松动故障下的特征向量,可以判断变压器的状态。最后,运用模拟试验检验了该诊断模型的有效性。

变压器绕组短路故障多特征融合诊断

绕组匝间短路是变压器最常见的初期故障类型之一.为了提高轻度故障的诊断准确率,考虑绕组短路电流、绕组温度、电流密度和磁通偏移特征,提出了变压器绕组短路故障的多特征融合诊断方法 .首先建立了变压器绕组短路的COMSOL空间模型,将仿真结果和理论计算结果进行对比,证明空间模型的正确性.然后,对变压器轻度故障时进行了故障模拟和故障特征分析,提取其电流特征参量、温度特征参量、电流密度偏移率和磁通偏移率作为故障特征.采用BP网络进行故障识别.变压器的工程诊断实例验证了本文方法的有效性.

基于有限元的电力变压器抗短路能力校核方法研究

为了减少在变压器抗短路校核中由于电磁力计算差异引起的应力计算值误差,本文以某110 kV三绕组变压器为例,搭建了二维有限元电磁仿真模型,计算出不同工况下各绕组的漏磁通密度与短路电磁力;对绕组结构稳定性应力解析算法进行了分析和改进,用改进的算法计算了绕组结构稳定的关键应力指标,并按照GB 1094.5-2008判据给出校核结果;最后与专业校核软件(WEL-DINST)的校核结果进行了对比,计算结果偏差在工程应用可接受范围内。案例变压器返厂解体结果证明该校核思路和改进的应力解析算法用于变压器绕组稳定性校核的有效性。

不同铁芯模型对绕组累积效应影响的仿真对比

铁芯是变压器主磁通的传输路径,在变压器磁场相关仿真建模中铁芯模型是不可缺少的部分。本文采用有限元法建立片状仿实型、矩形均匀化、圆柱型三种不同铁芯模型,通过施加短路电流激励获得了不同模型下漏磁通密度、电磁力密度变化规律和分布,并加以对比。最后以实际片状仿实型铁芯模型作参考,对绕组累积效应变形量进行仿真对比,仿真结果为矩形和圆柱型铁芯的误差均在10%以内,表明在提高变压器相关仿真效率问题时,矩形和圆柱型铁芯可提供建模方法参考。

非典型污秽环境下高温硫化硅橡胶的吸水性

高温硫化硅橡胶伞裙和护套吸水、吸湿后的介质损耗发热会导致硅橡胶复合绝缘子出现局部温度升高现象,硅橡胶的吸水、吸湿受到多种因素的影响。为此利用称重法研究非典型污秽(氢氧化钠、葡萄糖和硫酸钙)溶液浸渍时无机填料特性、温度、溶液浓度和拉应变对高温硫化硅橡胶吸水性的影响,以及利用现代材料分析方法研究这些污秽溶液的浸渍对硅橡胶理化性能的影响。研究结果表明:无机填料颗粒表面的憎水性改性有助于减少硅橡胶在污秽溶液中的吸水,使拉应变加速并增加了硅橡胶在污秽溶液中的吸水,高温污秽溶液的浸渍降低了硅橡胶的活化能及其热稳定性。该研究补充了高温硫化硅橡胶在非典型污秽环境下的吸水性变化规律。

变压器可听声诊断技术中传声器的选择

变压器故障检测技术研究一直是变压器研究领域的热点问题,基于可听声的变压器诊断技术是当前较新的变压器故障诊断方法。其中可听声数据采集过程是非常关键的一步,因此可听声信号采集设备的性能直接影响诊断结果的判定。文中在对常用的动圈式、电容式、驻极体电容式传声器的结构、参数性能进行分析比较的基础上,根据变压器可听声信号的特性及检测要求,推荐在变压器可听声诊断检测中采用驻极体电容式传声器。最后,采用驻极体电容式CRY333型传声器对某地区实时运行中的变压器进行数据采集,结果表明该类传声器参数性能合适,适用于变压器可听声采集。

基于可听声的变压器故障诊断技术综述

针对变压器故障类型判断及故障预警问题,从信号采集、信号消噪、特征量提取、故障诊断4个方面综述了基于可听声的变压器故障诊断技术研究的新进展,对其诊断效果及研究动向进行分析和展望。研究结果表明:该技术在(1)变压器可听声产生机理研究及故障原因与趋势预测;(2)变压器声信号的消噪技术及频谱分析;(3)振动声信号的专家智能分析系统的研究方面具有广阔的发展前景。

基于EEMD分解与相关系数的变压器振动信号特征量提取

基于振动信号分析的变压器机械故障诊断中,从振动信号中提取反映故障前后变化的特征信息量是关键技术之一。本文提出基于EEMD分解、相关系数提取敏感IMF分量的方法对信号进行处理并重构,以提取特征频率、峭度、幅值、均值四个特征,构成多维度的变压器状态特征向量。将该方法应用于提取试验变压器正常空载、空载铁心松动状态下的特征向量,结果表明正常空载情况下特征频率为100Hz,空载铁心松动故障时为200Hz;正常情况下峭度值集中在2.0~2.6之间;铁心松动后幅值和均值都增大。最后将该方法运用于在运变压器发生磁路故障、铁心多点接地故障前后的信号特征向量提取,结果表明故障状态下各特征值均增大,但是不同故障下各特征值的增大幅度各异,据此有望通过振动信号进一步实现变压器故障类型的诊断。

一种基于有限元建模仿真的变压器抗短路能力校核方法及其运用研究

本文介绍了一种基于有限元二维仿真建模的变压器抗短路能力校核方法。运用该方法对一台发生故障的110kV SX变1号主变进行抗短路能力动稳定校核,通过有限元仿真计算其漏磁分布、短路冲击电流,然后根据漏磁与短路电流大小计算得到外线圈平均环形拉伸应力、内线圈平均环形压缩应力、幅向弯曲应力等的分布情况,并与国标推荐值对比,结果表明该主变抗辐向弯曲能力不满足GB 1094.5-2008要求,低压线圈采用扁铜线并绕,扁铜线的抗倾斜能力较弱。解体检查后发现其低压b相线圈有明显炭黑、熔断点、严重变形。低压c相线圈有明显变形、a相线圈有轻微变形。验证了其因抗短路能力不足而发生损坏。另外,用同样的方法对于该主变同厂同型的4台变压器进行校核,发现4台主变存在同样问题,未通过校核;最后给出了相应的运维建议。

变压器可听声信号特征分析

振动与可听声的变压器诊断技术凭借与被监测设备无电气连接、抗干扰能力强和灵敏度高等优点成为研究热点。针对变压器可听声信号特征,分析了变压器可听声产生机理及其影响因素。运用分层阈值消噪法对信号进行消噪,采用快速傅里叶变换和小波分解法对不同运行年限、不同电压等级、不同采集位置、不同负载率情况下的在运变压器可听声信号进行分析,得到信号的频谱和小波能量特征向量。结果表明,理论上变压器可听声信号主频为100 Hz,并存在200 Hz、300 Hz等高次谐波分量。但是,随着变压器运行年限、电压等级的升高,主频增大为200 Hz,高次谐波占比及高频段能量特征值增大,信号频谱与能量特征值受采集位置影响,检测时应根据变压器结构等实际情况选取合适的采集位置。

一起单相接地短路导致220kV变压器绕组变形故障的分析与处理

本文中作者采用频率响应法和低电压阻抗法,对某站故障后220k V变压器进行绕组变形评估,并通过解体检查验证了其评估结论的正确性。

基于大数据的导线悬垂面脱冰跳跃高速摄影测量方法研究

针对输电线路在冬季覆冰期间导线脱冰跳跃时的精确测量需求,研究了一种基于大数据的导线悬垂面摄影测量方法,讨论了基于此技术方案的高速摄影性能及主要算法及便携式脱冰跳跃摄影测量仪的制备方法。根据导线脱冰跳跃时悬垂面的摄影测量数学模型和数据采集模型,通过数据的有效帧的梳状区域连续判定法实现了数据的有效梳理,获得了有效的数据。实验结果表明,基于大数据的摄影测量方法,通过大量数据对本文提出的方法进行学习和训练,得到高速摄影测量方法在悬垂面摄影测量的精度与影像在悬垂面处的空间分辨率基本相当,能很好地捕捉导线在脱冰跳跃情况下的舞动状况,对于导线脱冰跳跃和雷击这类随机短促突发事件的高速影像采集的情况能够得到很好地应用。

基于阻抗法和频响法的变压器绕组变形评估技术及案例研究

绕组是变压器最重要的组部件。当外部短路电流穿越主变绕组后,在磁场的作用下产生强大的作用力致使绕组发生变形。变压器作为全密封结构无法通过肉眼直接观察变形情况,而传统的试验方法或者单一的评估手段无法准确评估出变压器绕组变形的真实情况。本文介绍了变压器绕组变形的危害以及绕组变形阻抗法和频响法的评估原理,并将两种方法进行结合提出了变压器绕组变形多维度综合评估技术,提高了变压器绕组变形评估的准确率,为网内大型变压器下一步的工作决策提供了强有力的技术指导。并将绕组变形多维度评估技术应用于网内的1台大型变压器上,将评估结果与变压器返厂吊罩解体情况进行相互验证,结果表明该绕组变形评估技术可以准确地评估变压器绕组变形的情况并可以做到较为准确的故障定位。最后,为提高绕组变形评估的准确性和降低变压器故障率提出合理化的建议。

真空有载分接开关油乙炔超标故障机理研究及合理化建议

真空有载分接开关结构上灭弧触头位于真空泡内,在变压器进行正常调档情况下开关油不会产生乙炔。但是近几年来,发生了多起开关油乙炔超标的现象,给生产运维单位带来困扰。本文在对超标原因进行分析研究过程中,选取2台曾发生过油乙炔超标的VCM型真空分接开关,并对其中1台分接开关进行返厂解体、检查并开展复合波形和分波形试验。研究结果表明,VCM型开关在制造过程中,受切换开关芯子油室尺寸限制导致转换触头行程距离不足,在变压器调档过程中,转换触头在油中拉弧放电是造成油乙炔超标的原因,最后根据故障机理从物资采购及运维检修方面提出相应的合理化建议。

基于短路校核数据的贵州电网在运110kV变压器绕组稳定性理论评估

电力变压器是电网中的重要设备,绕组结构稳定性理论评估是一种最经济的考核方法。本文基于绕组短路工况下结构受力特点,总结了绕组轴向和辐向结构稳定性关键指标理论评估计算公式;利用有限元仿真技术,搭建变压器二维仿真模型,精确计算最严苛工况下线圈空道中漏磁通和电磁力分布;依据GB1094.5给出的判据和理论评估计算公式,对贵州电网在运110kV变压器绕组结构稳定性进行了理论评估,评估结果表明平均环形压缩应力、辐向弯曲应力、每个绕组最大轴向压缩力三个指标易超出许用值,为老旧变压器检修策略制定提供了理论依据。