变压器绕组变形仿真与试验研究

摘要

变压器是电力系统中重要的电气设备，担负着变换电压、传递能量的重要任务，其运行情况影响着电力系统的安全。绕组变形是变压器的常见故障，在众多检测方法中，频率响应分析法是一种很有效的方法，已在各国得到推广和应用。虽然频响法的应用已经相当普遍，但是至今仍没有统一的标准和固定的尺度。因此，对频响法检测变压器绕组变形的深入研究是很必要的。 本文基于频响法，建立变压器绕组等效模型，进行仿真分析；并在实验室条件下，对一台配电变压器进行实际试验，进而作深入的对比分析。 建立变压器绕组等效模型，进行仿真分析。模型中电阻性因素R、Rs和Rg的变化只改变频率响应特性的幅值，而不造成谐振频率的偏移。通过改变模型中各级电感L、对地电容Cg和串联电容Cs的仿真表明，它们对幅频响应幅值的影响都随着频率的增加而增大；对幅频响应谐振频率的影响却各不相同：L在低频段作用较大，Cs在高频段作用较大，Cg在高频段和低频段的作用要比中频段明显。在不同频段，变压器绕组可以用不同的简化模型来仿真。构建高压套管的“T”型等效电路，仿真结果表明套管的有无对FRA结果有较明显的影响。在配电变压器上的试验表明，频响法的可重复性和三相一致性良好，测量引线的长短对测试结果有很大影响。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1变压器绕组变形的研究背景及意义

1.2变压器绕组变形的检测方法

1.2.1低压脉冲法

1.2.2频率响应分析法

1.2.3短路阻抗法

1.2.4在线监测漏抗法

1.2.5内窥镜法

1.2.6振动法

1.3国内外频响法检测变压器绕组变形的研究现状与发展趋势

1.3.1国内外频响法的研究现状

1.3.2频响法的发展趋势

1.4论文所做的主要工作

1.5本章小结

第二章变压器绕组变形分析

2.1变压器结构

2.1.1铁心

2.1.2绕组

2.2造成变压器绕组变形的因素

2.3变压器绕组变形的形式

2.4变压器绕组变形的危害

2.5本章小结

第三章变压器绕组等效模型

3.1经典模型

3.2由经典模型改进的模型

3.3 RLC电路模型

3.3.1矩阵方程求取参数

3.3.2实测曲线求取参数

3.3.3变压器原始数据求取参数

3.4本章小结

第四章频响法检测变压器绕组变形的仿真

4.1 Multisim仿真软件介绍

4.2变压器绕组等效模型的建立

4.3变压器绕组变形的仿真实验

4.3.1 R、Rs和Rg对FRA结果的影响

4.3.2串联电容Cs对FRA结果的影响

4.3.3电感L对FRA结果的影响

4.3.4对地电容Cg对FRA结果的影响

4.3.5不同频段上变压器绕组的简化等效模型

4.3.6高压套管对FRA结果的影响

4.4本章小结

第五章变压器绕组的FRA试验

5.1变压器绕组FRA试验的测试系统

5.2接线方式的选择

5.2.1高、低压绕组分别试验的接线方式

5.2.2高、低压绕组同时试验的接线方式

5.3试验注意事项

5.4配电变压器绕组的FRA试验

5.4.1频响法的三相一致性

5.4.2频响法的可重复性

5.4.3测量引线对FRA试验结果的影响

5.5本章小结

第六章结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致 谢