变压器绕组变形测试方法分析.doc

变压器绕组变形测试方法目录 目录 V 第一章 绪论 1 1.1. 变压器绕组变形检测的实际意义 1 1.2. 变压器绕组变形的检测方法 2 1.2.1. 短路阻抗法 2 1.2.2. 低压脉冲法 3 1.2.3. 频响分析法（Frequency Response Analysis，简称FRA法） 4 1.2.4. 电容量变化法 4 1.2.5. 超声波检测法 5 1.2.6. 振动法 5 1.3. 国内外频响分析法检测变压器绕组变形的研究现状 6 1.4. 本课题所做的主要工作 8 1.5. 本章小结 9 第二章 变压器结构及绕组变形分析 11 2.1. 电力变压器结构 11 2.1.1. 铁芯 11 2.1.2. 绕组 12 2.2. 变压器绕组的变形形式 13 2.3. 变压器绕组变形分析 14 2.3.1. 绕组的制造工艺和应力设计 14 2.3.2. 绕组所受冲击力的类型 15 2.4. 本章小结 16 第三章 频响曲线不同频段灵敏度分析 17 3.1. 灵敏度计算分析 17 3.1.1. 灵敏度定义 17 3.1.2. 频响曲线对不同参数灵敏度的计算 17 3.1.3. 灵敏度分析 18 3.2. 频率响应仿真 19 3.2.1. PSPICE仿真软件简介 19 3.2.2. 仿真电路 19 3.2.3. 仿真结果及分析 20 3.3. 本章小结 21 第四章 绕组变形与电感、电容参数变化的关系 23 4.1. 绕组电感的计算 23 4.2. 绕组纵向电容的计算 23 4.3. 绕组变形与电感、电容参数变化的关系 24 4.4. 本章小结 24 第五章 绕组变形统计分析 25 5.1. 出现整体变形的例子 25 5.2. 出现局部变形的例子 26 5.3. 绕组变形统计 27 5.4. 本章小结 28 第六章 结论 29 绪论 变压器绕组变形检测的实际意义 变压器是电力系统中重要的电气设备之一，其安全运行对于保证电网安全意义重大。如果一台大型电力变压器在系统运行时发生事故，则可能导致大面积停电。变压器的检修期一般要达到半年以上[1]，不但花费大，而且影响面广。因此有必要对变压器进行故障分析、增强故障检测手段、降低故障率，以保证电网的安全运行。 近些年来，我国的电力事业发展很快。据必威体育精装版资料统计，截至2006年底，中国发电装机容量达到62200万千瓦，居世界第二位 [2]。随着电网容量的不断增大，超高压与特高压电力系统的逐步建立，大容量、大区域互联和西电东送等复杂系统的即将形成，对电力系统的安全运行和供电可靠性都提出了更高的要求。特别是随着超高压输电系统全国联网、紧凑型输电线路的建成、带有串补或静补的交流柔性超高压输电系统的采用，输电系统的短路电流将达到较高水平，如63kA[3] 。这就要求各变压器产品都能承受较高短路电流所产生的较大电动力和机械力。 据有关统计资料介绍，变压器绕组是变压器事故损坏的主要部位。变压器绕组抗短路能力差是造成变压器运行损坏的主要原因。广州电网在2000年以来，由广州电力局管辖的变电站已有两台220千伏主变压器因遭受外部短路故障冲击，直接引起变压器内部突发性短路故障损坏（伍仙门站2号变和瑞宝站1号变）。另有三台110千伏主变压器在运行中因遭受过电压引起绝缘损坏，其中松仔岭站1号主变因系统过电压引起变压器主绝缘击穿后造成线圈匝间和层间短路故障；大涌站1号主变因雷击引起过电压，造成B相高压线圈端部电容屏击穿引发的线圈匝间和层间短路故障；荔城电厂降压站1号主变因在空载充电过程出现过电压，引发C相套管末端均压罩对变压器内箱壁放电，由于放电能量大，造成变压器箱体破裂以及高压侧套管错位喷油。另一台不属于广州电力局管辖的番禺砺江电厂（地方电厂）110千伏3号升压变，因B相高压套管端部密封不良造成高压引线及线圈端部进水受潮，在运行中突发绝缘损坏事故。[4] 随着电网容量的日益增大，短路容量亦随之增大，短路故障造成的变压器损坏事故呈上升趋势。而因外部短路造成变压器绕组变形，又是变压器运行过程中的常见故障，严重威胁着系统的安全运行。当变压器在运行过程中遭受短路故障电流冲击时，在变压器绕组内将流过很大的短路电流，短路电流在与漏磁场的互相作用下，产生很大的电动力，这时每个绕组都将承受巨大的、不均匀的径向电动力和轴向电动力，另外，变压器在运输、安装等过程中也可能受到意外的碰撞冲击、颠簸和振动等。在这些力(电动力或机械力)的作用下，绕组可能产生机械位移和变形，并可能引发绝缘损伤、绕组短路和烧毁等严重的变压器事故。此外，保护系统存在死区或动作失灵都会导致变压器承受短路电流作用的时间长，这也是绕组发生变形的原因之一[5]。 因此，研究变压器绕组发生变形的原因、诊断方法和防治措施，对减少变压器事故的发生具有重要意义。目前进