基于參數(shù)辨識下變壓器繞組變形在線監(jiān)測研究

胡俊

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.070

摘 要：為了確保電網(wǎng)的運行穩(wěn)定性，也就要求能夠進一步加強變壓器繞組變形的在線監(jiān)測能力。而在變壓器的運行過程中，其繞組變形程度也會直接影響到該變壓器的運行安全性，并容易導(dǎo)致一些安全事故的發(fā)生。本文就基于參數(shù)辨識下的變壓器繞組變形在線監(jiān)測工作進行了分析與研究。

關(guān)鍵詞：參數(shù)辨識 變壓器 繞組變形 在線監(jiān)測

中圖分類號：TM403.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（a）-0070-02

變壓器在電力系統(tǒng)中有著非常重要的作用，其運行質(zhì)量也會直接影響整個電力系統(tǒng)的運行安全性與可靠性。隨著我國電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，其也開始朝著高電壓、大電網(wǎng)的方向進軍，但是在電力系統(tǒng)的發(fā)展過程中依舊需要面臨著短路故障以及變壓器損壞等諸多問題，這也就要求相關(guān)的電力企業(yè)能夠加強對變壓器繞組變形的在線監(jiān)測能力，并借此來提升整個電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。

1 變壓器繞組變形簡析

變壓器中的絕緣墊塊以及夾件這兩種設(shè)備都需要在電動力的作用下來進行工作，而當一個大的短路電流對變壓器造成沖擊之后，其就會直接導(dǎo)致線圈自身產(chǎn)生比較強的電動力，并容易導(dǎo)致繞組的彎曲以及壓板損壞等諸多問題。變壓器繞組剛開始的故障多表現(xiàn)為內(nèi)繞組中的各種變形，并會在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)絕緣層被破壞以及短路等情況，從而導(dǎo)致整個變壓器受到一定程度的損壞?，F(xiàn)階段常見的變壓器繞組變形有以下幾種，見圖1。

2 基于參數(shù)辨識下的幾種常見的繞組變形監(jiān)測方法

2.1 低壓脈沖法

在運用低壓脈沖法來進行繞組變形的監(jiān)測過程中，其主要工作原理是當頻率高于1kHz之后，就會導(dǎo)致變壓器上的鐵芯失效。將繞組本身作為一種無源線性雙端口網(wǎng)絡(luò)，一旦繞組出現(xiàn)了變形的情況，就會直接導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)分布的參數(shù)發(fā)生變化，在這一過程中也會使得繞組對于低壓脈沖的響應(yīng)產(chǎn)生變化，這樣就可以通過對低壓脈沖響應(yīng)波形進行判斷的方式，來判斷該繞組是否發(fā)生了形變的情況。采用低壓脈沖法其主要功能在于進行變壓器的短路測試，但是在實際測試的過程中，該監(jiān)測方式非常容易受到電磁等外界因素的干擾，并且無法對繞組首端位置中存在的一些故障進行靈敏的反映，這樣也就無法起到一個良好的繞組變形監(jiān)測效果。

2.2 頻率響應(yīng)分析法

在運用頻率響應(yīng)分析法來進行變壓器繞組變形的監(jiān)測工作時，其可以將頻率超過了1kHz的變壓器繞組作為一個線形、無源和單端輸入的網(wǎng)絡(luò)，并可以借助于頻率特性來對這種網(wǎng)絡(luò)進行合理的描述。因為每一個網(wǎng)絡(luò)中都會連接有對應(yīng)的唯一一條頻響特性曲線，這也就導(dǎo)致了在繞組發(fā)生了變形的情況下，其網(wǎng)絡(luò)參數(shù)也會出現(xiàn)一定程度的改變?？梢哉f頻率響應(yīng)分析法主要是通過對變壓器事故發(fā)生前后的頻響特性曲線進行對比分析的方法，來對其繞組是否發(fā)生形變進行檢測。

借助于頻率響應(yīng)分析法來進行變壓器繞組變形的監(jiān)測時，其能夠有效避免電磁等外界因素的干擾，并且能夠?qū)η€的變化程度進行精準的測量。此外，該監(jiān)測方法還能夠在變壓器無油或者沒有吊罩的情況下對其繞組的形變情況進行判斷，并且能夠為后續(xù)變壓器的維修工作提供一定的指導(dǎo)，其具體工作流程為將一個正弦掃頻信號輸入到需要進行測試的變壓器之中，然后進行輸入端以及輸出端一些相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計工作，在對這些數(shù)據(jù)進行適當?shù)奶幚碇?，其也就能夠得到相?yīng)的頻響曲線，通過對該變壓器故障前后的頻響特性曲線進行對比，就能夠合理判斷出該變壓器的繞組是否發(fā)生了變形情況。

2.3 短路阻抗法

短路阻抗法這一在線監(jiān)測方法首先需要進行工頻電壓的測量工作，然后通過該變壓器的短路阻抗來對繞組的變形情況進行判斷，一般情況下短路阻抗是由漏抗和繞組兩部的電阻分量所構(gòu)成的，對于一些高于110kV的大型變壓器，其電阻分量所占比例比較少，而短路阻抗法也就能夠根據(jù)這一特性來對漏抗的情況進行準確的反映。在變壓器中漏抗值的尺寸一般是根據(jù)繞組的幾何尺寸來進行決定的，因此說只要變壓器的繞組發(fā)生了形變，其勢必會導(dǎo)致變壓器的漏抗出現(xiàn)變化，并導(dǎo)致該變壓器短路阻抗也會出現(xiàn)一定程度的轉(zhuǎn)變。綜上所述，在運用短路阻抗法進行變壓器繞組變形情況的判定過程中，其可以直接通過短路阻抗的變化情況來進行判斷。

3 結(jié)語

我國現(xiàn)階段變壓器的繞組變形在線監(jiān)測方式雖然已經(jīng)比較成熟，但是在對變壓器繞組變形程度進行劃分時依舊還存在著比較多的問題，并缺乏一個嚴格的劃分標準。此外，當變壓器的繞組變形到一定程度后，其也可能因為在線監(jiān)測系統(tǒng)的緣故，導(dǎo)致該電力單位部門無法及時注意，從而導(dǎo)致在變壓器的運行過程中出現(xiàn)一些比較嚴重的安全事故。本文就對變壓器繞組變形情況進行了檢驗分析，然后詳細介紹了幾種比較常見的基于參數(shù)辨識下的變壓器繞組變形在線監(jiān)測系統(tǒng)，希望能夠為相關(guān)電力部門的日常工作提供足夠多的理論支撐。

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