文档介绍：电力变压器绕组变形诊断分析
胡非
( 黄石供电公司湖北黄石 435000)
摘要:在变压器故障发生时,经常对变压器绕组的变形问题进行分析和解决,为了有效解决问题,本文研究了变压器频率响应法、短路阻抗法以及绕组电容法对变压器绕组进行分析。具体而言,通过对变压器绕组的分析及相关计算,并结合实际情况,对变压器绕组的实际故障及变形进行分析。
关键词:绕组变形:频率响应法;短路阻抗;绕组电容法
1 引言
在变压器运行中,经常会出现这样的故障,尤其是在出现短路故障,这样的故障就会导致变压器绕组出现变形,从而导致变压器不能正常工作。一旦出现变压器绕组变形,那么就意味着变压器就需要大修,变压器变形包括了轴向和径向的位置、尺寸的变化、绕组发生扭曲变形、绕组出现鼓包等问题。
目前对于变压器绕组变形的诊断方法包括了常用的频相法、短路阻抗法以及绕组电容法。我国电力行业经过多年对变压器的测试和实践后,得到以下结论:频响法测试,能够较好的感知变压器绕组的具体的变形情况,同时这种测量方式也能获得较好的波形,并具有良好的重复性和稳定性;短路阻抗法在实际测量中也证明了其测试流程简单,同时也有一定的定量判据,但是缺点也比较突出,就是一旦变压器绕组问题不大,且内部的短路问题较小时,那么就很难进行精准判断。而绕组电容法对于问题严重、扭曲突出的绕组有着较好的灵敏度。因此,在实际工作中,就需要有所针对的使用上述三种不同的测量方法。
2 试验原理
频率响应法
频率响应法就是常说的频响法。在原理上,变压器的铁心频率如果达到了1kHz或者更低的时候,这个时候,铁心基本上是感应不到外界刺激。这种状态下的变压器绕组实际上就是一个电感、电容以及线性绕组构成的线性二端口网络。在这个状态下,可以使用对变压器进行扫描,这时的频率范围就需要设置在1kHz之内的范围,同时用传递函数来扫描这种状态下的变压器绕组的频率特性,这就是频响法的工作原理。通过对变压器的频率响应曲线进行横向或者纵向的比对,然后通过相关系数来分析和判别绕组是否有变形情况发生。需要注意的是,相关系数是用来描述频率特性的曲线的相似程度,而频率特性中的均方差则是解释两条曲线的绝对差的值。
这种方法的原理是当负载的阻抗值为0时,这时变压器内部的等效阻抗同样为0。这时,短路阻抗的电抗量,就是绕组的漏电抗。由于绕组漏电抗分成横向和纵向两个分量。不过决定这两个分量值因素的关键因素是绕组的实际体积形状。也就是说,一旦绕组的形状发生变化,那么其漏电抗也一定发生明显变化。
因此,短路阻抗法也就是测量漏电抗以及短路阻抗来判断变压器绕组是否出现变形。在正常情况下,绕组的三相短路阻抗之间的值不会超过2%的差异,根据这一数值,一旦超过了3%的差异,就可以说明短路阻抗有了明显的变化,工作人员就必须要引起足够的重视。
绕组电容对于变压器绕组的影响十分巨大,绕组电容和绕组的尺寸、各零件的位置、绝缘介质都有密切的联系。同时,绕组电容也能精确反映各绕组之间的距离、绕组对铁心、绕组对箱体、绕组对接地的位置以及绕组的自身结构也都十分敏感。在变压器的制造过程中,变压器绕组电容量通常都是固定的,而且也不太容易受到外界因素干扰而影响电容量值的变化,即便应用环境的温度和湿度有一定变化,