基于頻率響應(yīng)的電力變壓器繞組變形分析技術(shù)及應(yīng)用

引言

電力系統(tǒng)作為一個(gè)與社會(huì)生產(chǎn)和生活密不可分的能源供應(yīng)系統(tǒng)，其安 性和可靠性面臨著越來(lái)越高的要求，這不僅體現(xiàn)在運(yùn)行管理上，也體現(xiàn)在設(shè)備維護(hù)上。露點(diǎn)分析儀它測(cè)濕精度高，但需光潔度很高的鏡面，精度很高的溫控系統(tǒng)，以及靈敏度很高的露滴（冰晶）的光學(xué)探測(cè)系統(tǒng)。使用時(shí)必須使吸入樣本空氣的管道保持清潔，否則管道內(nèi)的雜質(zhì)將吸收或放出水分造成測(cè)量誤差。露點(diǎn)儀直接測(cè)出露點(diǎn)溫度的儀器。使一個(gè)鏡面處在樣品濕空氣中降溫，直到鏡面上隱現(xiàn)露滴的瞬間，測(cè)出鏡面平均溫度，即為露點(diǎn)溫度。其中，變壓器作為輸變電、配電等諸多環(huán)節(jié)的關(guān)鍵設(shè)備，因其投資成本高、使用周期長(zhǎng)，已成為電力系統(tǒng)的核心設(shè)備之一。露點(diǎn)儀直接測(cè)出露點(diǎn)溫度的儀器。使一個(gè)鏡面處在樣品濕空氣中降溫，直到鏡面上隱現(xiàn)露滴的瞬間，測(cè)出鏡面平均溫度，即為露點(diǎn)溫度。一旦發(fā)生故障，會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)和用戶造成很大的影響。對(duì)于大型電力變壓器，短路故障電流沖擊后變壓器內(nèi)部繞組的機(jī)械損傷不會(huì)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)，投入運(yùn)行后存在巨大的安 隱患。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，短路沖擊尤其是短距離短路沖擊對(duì)變壓器繞組的影響很大，容易導(dǎo)致繞組機(jī)械性能下降、位置偏移、絕緣劣化等缺陷。這些隱患在變壓器受到二次沖擊后會(huì)逐漸積累和擴(kuò)大，終可能導(dǎo)致嚴(yán)重的損壞事故和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，變壓器繞組變形檢測(cè)分析技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

　　目前，繞組變形檢測(cè)信息技術(shù)以短路阻抗法和頻響分析法為主。其中，短路阻抗法通過(guò)在低電壓、小電流保護(hù)環(huán)境下對(duì)變壓器短路阻抗進(jìn)行控制測(cè)量，并以其出廠值或歷史值為標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題進(jìn)行校驗(yàn)，來(lái)作為一個(gè)繞組變形的判斷企業(yè)依據(jù)。短路阻抗數(shù)值與繞組的空間組織結(jié)構(gòu)、幾何形態(tài)、以及各繞組之間的相對(duì)重要位置關(guān)系密切結(jié)合相關(guān)，因此我們能夠在一定程度上反應(yīng)出繞組變形影響程度。同時(shí)也是由于測(cè)量工作電壓、電流水平要求較低，具備發(fā)展較好的可操作性，因此在施工現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中得到了中*大量實(shí)際應(yīng)用。但是，低電壓短路阻抗試驗(yàn)僅能夠不斷得到比較單一的阻抗值作為主要依據(jù)，對(duì)繞組變形缺陷的反映并不需要 面，同時(shí)他們?nèi)狈Τ墒煊行У呐袛鄻?biāo)準(zhǔn)，一般沒(méi)有起到輔助治療作用。

頻率響應(yīng)分析法的基本原理是測(cè)量單繞組的頻率響應(yīng)特性，以反映其空間幾何特性。由于繞組間距和幾何尺寸的變化，必須改變繞組的電感電抗和繞組與地之間以及繞組與地之間的耦合電容，從而影響繞組的頻率響應(yīng)特性。因此，通過(guò)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)在一定范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)特性(主要是幅頻曲線) ，并與工廠數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)或類(lèi)似設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，可以確定繞組變形是否發(fā)生，以及確定繞組變形的位置和嚴(yán)重程度。與短路阻抗法相比，fra 法具有靈敏度高、重復(fù)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)內(nèi)容豐富、對(duì)繞組變形響應(yīng) 面等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也對(duì)相關(guān)的測(cè)試和分析方法提出了挑戰(zhàn)。