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电力变压器绕组故障模拟试验方法.pdf

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电力变压器 绕组 故障 模拟 试验 方法
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摘要
申请专利号:

CN201210194725.X

申请日:

2012.06.13

公开号:

太阳城集团CN102735969B

公开日:

2015.01.07

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):G01R 31/00变更事项:申请人变更前权利人:江苏省电力公司南京供电公司变更后权利人:江苏省电力公司南京供电公司变更事项:地址变更前权利人:210019 江苏省南京市建邺区奥体大街1号变更后权利人:210019 江苏省南京市建邺区奥体大街1号变更事项:申请人变更前权利人:河海大学变更后权利人:河海大学 国家电网公司 江苏省电力公司登记生效日:20130108|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/00申请日:20120613|||公开
IPC分类号: G01R31/00; G01R19/00; G01H1/00 主分类号: G01R31/00
申请人: 江苏省电力公司南京供电公司; 河海大学; 国家电网公司; 江苏省电力公司
发明人: 马宏忠; 鞠平; 陈楷; 王春宁; 耿志慧; 张赢; 吴益明; 赵宏飞; 谢小磊; 王惠庆
地址: 210019 江苏省南京市建邺区奥体大街1号
优先权:
专利代理机构: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 许方
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201210194725.X

授权太阳城集团号:

太阳城集团102735969B|||||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2015.01.07|||2013.02.13|||2012.12.12|||2012.10.17

法律状态类型:

太阳城集团授权|||专利申请权、专利权的转移|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种电力变压器绕组故障模拟试验方法,属于电力变压器绕组故障试验领域。该方法将通用电力变压器的高压侧通过调压器连接交流电源,将用于限制励磁涌流的电阻串联在调压器与电闸之间,在该电阻两端还并联一个旁路闸刀,将通用电力变压器的低压侧与被试电力变压器(设置绕组故障)的低压侧相接,并将被试电力变压器的高压侧短路,通过调节调压器,使被试电力变压器获得所需的不同试验电流,再通过振动传感器采集被试变压器油箱表面的振动信号,通过电流传感器测量反映被试变压器负荷的电流信号,以给计算机处理分析。本发明减小了电力变压器绕组故障试验对电源容量的需求,操作简单,参数易测取,对同类型变压器具有普遍性。

权利要求书

1.一种电力变压器绕组故障模拟试验方法,其特征在于:
该方法运用到如下硬件:
a、电阻(R),用于限制电源合闸时产生的励磁涌流;
b、调压器(TR1),用于使被试电力变压器(TR3)获得所需的不同的负载电流;
c、通用电力变压器(TR2),用于保证负载电流的大小满足要求;
d、被试电力变压器(TR3),用于设置绕组故障;
e、振动传感器(VS),用于采集被试电力变压器(TR3)油箱表面的振动信号;
f、电流传感器(IS),用于测量反映被试电力变压器(TR3)负荷的电流信号;
该方法包括如下步骤:
步骤1:将通用电力变压器(TR2)的高压侧通过调压器(TR1)连接交流电源,将电阻
(R)串联在调压器(TR1)与电源闸刀(K1)之间,在电阻(R)两端再并联一个旁路闸刀
(K2),将通用电力变压器(TR2)的低压侧与被试电力变压器(TR3)的低压侧相接,并将
被试电力变压器(TR3)的高压侧短路;
步骤2:先将旁路闸刀(K2)分闸,将电源闸刀(K1)合闸,然后立即将旁路闸刀(K2)
合闸,再通过调节调压器(TR1),使被试电力变压器(TR3)获得所需的不同试验电流,并
通过振动传感器(VS)和电流传感器(IS)获得不同的振动信号和电流信号。

说明书

电力变压器绕组故障模拟试验方法

技术领域

本发明涉及一种电力变压器故障诊断技术,尤其涉及一种电力变压器绕组故障模拟试验
方法,属于电力变压器绕组故障试验领域。

背景技术

电力变压器的稳定性和可靠性极大影响着整个电网的安全运行,因此,开展变压器绕组
变形检测和故障诊断的研究具有十分重要的意义。

电力变压器稳定运行时,硅钢片的磁致伸缩引起了铁心振动,绕组在负载电流的电场力
作用下产生振动,绕组及铁心的振动通过变压器器身和油传递到变压器的油箱,引起油箱的
振动,变压器油箱表面的振动与变压器绕组及铁心的压紧状况、位移及变形状态密切相关。
但在对电力变压器施加较低电压时,由铁芯引起的变压器油箱表面的振动很小,可以近似忽
略不计,可以认为电力变压器的振动主要是由绕组引起。因此,有必要通过变压器绕组故障
模拟试验来进一步探求绕组故障与振动之间的关系。

现有的模拟电力变压器绕组故障的负载试验实现起来存在以下问题:

1、若采用电力变压器直接带负载,需要较大的负载电流,不但一般实验室电源容量不允
许,而且需要购置很大的负载装置,资金消耗大,且在试验时也会浪费大量的电能。

2、将电力变压器的低压侧短路,而高压侧通过调压器加低电压,在理论上可以实现,但
因需要负载电流很大,且要求可调(如S9-M-100/10变压器为144.3A;S11-M-200/10变压器
为288.7A),如果用调压器直接与电源相接,则会输出很大的电流,这将对调压器要求很高,
而实验室中一般的调压器无法满足如此高的要求,另外,如果变压器上加比较高的电压,铁
芯引起的振动对研究绕组故障会产生影响。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足,而提出一种电力变压器绕组故障模拟试验方法,以降
低试验门槛,提高试验效果。

该方法运用到如下硬件:

a、电阻,用于限制电源合闸时产生的励磁涌流;

b、调压器,用于使被试电力变压器获得所需的不同的负载电流;

c、通用电力变压器,用于保证负载电流的大小满足要求;

d、被试电力变压器,用于设置绕组故障;

e、振动传感器,用于采集被试电力变压器油箱表面的振动信号;

f、电流传感器,用于测量反映被试电力变压器负荷的电流信号;

该方法包括如下步骤:

步骤1:将通用电力变压器的高压侧通过调压器连接交流电源,将电阻串联在调压器与
电源闸刀之间,在电阻两端再并联一个旁路闸刀,将通用电力变压器的低压侧与被试电力变
压器的低压侧相接,并将被试电力变压器的高压侧短路;

步骤2:先将旁路闸刀分闸,将电源闸刀合闸,然后立即将旁路闸刀合闸,再通过调节
调压器,使被试电力变压器获得所需的不同试验电流,并通过振动传感器和电流传感器获得
不同的振动信号和电流信号。

技术效果:

1、能在电源容量有限的情况下,准确监测绕组故障,试验操作简单,参数易测取,对同
一类型的变压器具有普遍性。

2、在电源容量允许的情况下,能够减小对电源的需求,试验操作安全,经济性高,可实
施性强。

3、试验中被试电力变压器高、低压侧的电压均很低,可以减小铁芯振动产生的影响,有
利于提高试验准确性。

附图说明

图1为本发明方法所涉及的硬件电路原理图。

图2为本发明方法的整体实现等效示意图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明。

本发明方法所采用的硬件如下:

a、电阻,作用:限制电源合闸时产生的励磁涌流对电源的影响(一般实验室不具备能承
受电力变压器空载合闸的电源容量),电源合闸后很快将该电阻短接(合闸后0.5秒内)。

b、调压器,作用:调节通用电力变压器高压侧的电压,使被试电力变压器获得试验所需
的不同的负载电流。

c、通用电力变压器,作用:进一步降压,使负载电流的大小满足要求(负载电流大小应
与被试变压器的额定电流相当),同时使被试变压器的原、副边电压均很低,以减小铁芯对绕
组故障模拟试验的影响。

d、被试电力变压器,作用:设置绕组故障,并通过监测其振动以获取所需试验数据。

e、振动传感器,作用:采集被试电力变压器油箱表面的振动信号。

f、电流传感器,作用:测量反映被试电力变压器负荷的电流信号。

上述硬件的电路连接关系如图1所示,将通用电力变压器TR2的高压侧通过调压器TR1连
接交流电源(实验室一般为380V),将电阻R串联在调压器TR1与电源闸刀K1之间,在该电阻
R的两端再并联一个旁路闸刀K2,将通用电力变压器TR2的低压侧与被试电力变压器TR3的低
压侧相接,并将被试电力变压器TR3的高压侧短路。这样可以使调压器的输出电压较高、输出
电流I2较小,以降低对调压器的要求。通过通用电力变压器进一步降低电压,可以获得所需
的较大负载电流I3,最后供给被试变压器。

如图1所示,将振动传感器VS安装在被试变压器TR3油箱表面,将电流传感器IS安装于
通用电力变压器TR2与被试电力变压器TR3之间的导线上。开始试验时,先将旁路闸刀分闸,
将电源闸刀合闸,然后立即将旁路闸刀合闸(短接电阻),通过调节调压器,可使被试电力变
压器获得所需的不同试验电流,同时使被试电力变压器原、副边电压均较低,最后通过振动
传感器与电流传感器获得不同的振动信号与电流信号。振动传感器与电流传感器所测取的信
号数据经过Nicolet数据采集仪后传至计算机进行存储、数据处理和分析,整体实现等效结构
如图2所示。为全面监测电力变压器表面的振动状况,将振动传感器分别安装在变压器箱体
顶部与绕组三相对应的位置,以监测变压器箱体表面垂直方向的振动信号。

下面提供本发明的一个实施例:

选用江苏宏源电气公司生产的电力变压器S9-M-100/10作为被试电力变压器,并进行绕
组变形故障设置;选用江苏宏源电气公司生产的新电力变压器S11-M-200/10作为通用电力变
压器;电阻选用阻值为4欧姆左右的电阻;振动传感器采用振动加速度传感器CA-YD-103;
电流传感器采用BJHCS-ES5A-75A。

设置绕组变形故障:用吊车将变压器吊芯,可以看到浸在变压器油中的铁芯和绕组,将
A相绕组顶端的两块垫块取出,利用竹片轻轻插入绕组线饼间隙,使绕组变松,然后使用木
槌敲击竹片,造成绕组线饼辐向变形。

应用本发明方法进行试验,通过调节调压器以调节通用电力变压器高压侧的电压,使被
试电力变压器获得试验所需的不同负载电流(试验电流),试验数据如表1所示。

表1

  TR2的高压侧电压(V)
  负载电流I3(A)
  320
  115.92
  340
  123.10
  360
  129.72
  380
  137.51
  398
  144.27

使用调压器对通用电力变压器高压侧进行调压,利用电流传感器测取负载电流的大小。
由表1可以看出,将通用电力变压器高压侧的电压逐渐调高,最终能够使负载电流逐渐接近
额定电流。这降低了对调压器的要求,在实验室中实现容易,电源容量有效减小。

在理论分析的基础上进行大量实测试验之后发现,本方法具有很好的操作性和实用性,
可以专门用于对电力变压器绕组故障诊断的研究。

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