基于简支绕组横梁算法的变压器绕组形变矢量化监测模型 被引量：1

1

作者 范晓舟 袁洁平 +3 位作者 薛峰 王湘女 律方成 耿江海 《电工技术学报》 北大核心 2025年第5期1639-1651,共13页

变压器绕组状态监测非常重要,为精确地监测变压器绕组变形方向与变形程度,该文结合简支横梁原理与布里渊光时域分析技术,提出了针对变压器绕组的形变矢量化监测算法。基于材料力学理论推导,建立了布里渊频移量与绕组形变轴向、径向分量... 变压器绕组状态监测非常重要,为精确地监测变压器绕组变形方向与变形程度,该文结合简支横梁原理与布里渊光时域分析技术,提出了针对变压器绕组的形变矢量化监测算法。基于材料力学理论推导,建立了布里渊频移量与绕组形变轴向、径向分量关系式,利用布里渊光时域分析技术建立了变压器绕组形变矢量化监测模型。通过对光纤复合导线和内置光纤的35 kV绕组施加轴向形变和径向形变,借助布里渊光时域反射技术完成了形变监测,验证了监测模型的准确性。结果表明,复合导线实验中轴向形变测量平均误差为6.60%,径向形变测量平均误差为5.88%;内置光纤的35 kV绕组实验中轴向形变平均误差为9.63%,径向形变平均误差为5.18%。实验结果验证了绕组形变矢量化监测模型可实现绕组形变方向和形变程度的监测,有效地提高绕组形变程度的监测精度。 展开更多

关键词 绕组形变 矢量化监测 光纤传感 简支绕组横梁

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基于磁——结构耦合场的变压器绕组形变分析 被引量：9

2

作者 王楠 刘宝成 +1 位作者 臧春艳 李冰阳 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期94-100,共7页

在短路电流作用下,变压器绕组受到电磁力发生形变,严重时会直接造成变压器损坏,影响系统安全运行。文中以有限元方法为研究基础,利用有限元软件建立变压器磁—结构耦合模型,实现变压器电磁场和结构场的仿真,进行绕组形变分析,对比现场... 在短路电流作用下,变压器绕组受到电磁力发生形变,严重时会直接造成变压器损坏,影响系统安全运行。文中以有限元方法为研究基础,利用有限元软件建立变压器磁—结构耦合模型,实现变压器电磁场和结构场的仿真,进行绕组形变分析,对比现场频响分析法、短路阻抗法及绕组电容量法试验结果,验证了仿真模型的正确性,为变压器绕组形变检测与分析提供一种可靠的方法。 展开更多

关键词 变压器 绕组形变 有限元 磁—结构耦合 频响分析法 短路阻抗法 绕组电容法

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基于振动与电抗信息的变压器绕组形变状态综合监测方法 被引量：26

3

作者 曹辰 徐博文 李辉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1518-1530,共13页

变压器绕组经多次短路冲击后会出现潜伏性松散及形变故障,依据单一的监测方法难以区分诊断。该文提出了一种变压器绕组形变状态综合监测方法,建立振动和电抗信息综合监测模型诊断绕组松散状态和形变故障,建立绕组形变对应振动和电抗信... 变压器绕组经多次短路冲击后会出现潜伏性松散及形变故障,依据单一的监测方法难以区分诊断。该文提出了一种变压器绕组形变状态综合监测方法,建立振动和电抗信息综合监测模型诊断绕组松散状态和形变故障,建立绕组形变对应振动和电抗信息关系的数学方程与求解模型,研究变压器绕组松散及形变故障发生后振动与电抗信息的变化规律。针对1台500 kVA的变压器实验样机,进行短路电流冲击实验,并设计端部位置线圈叠绕、轴向拉伸松动和中部位置辐向延伸3种形变故障绕组。研制绕组形变状态多信息监测系统,开展正常绕组、多次短路电流冲击后松散绕组和形变故障绕组的数据测试与状态监测实验。实验结果为:松散绕组的振动信息为0.8593,电抗信息变化率为0.096%;变形故障绕组的振动信息为0.876、0.917和0.849,电抗信息变化率为5.61%、3.31%和9.25%。结果表明:监测实验结果与绕组实际状态一致,该文提出的状态监测方法可以有效监测出松散绕组和形变故障绕组,为多信息监测与数字孪生技术的应用提供了依据。 展开更多

关键词 变压器 绕组形变 振动 电抗 数字孪生

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高频变压器漏感参数对绕组形变的全局灵敏度分析 被引量：2

4

作者 陈健 万妮娜 +3 位作者 郭昊 徐溧 付焱燚 陈彬 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第16期6522-6529,共8页

为深入了解绕组形变对高频变压器漏感参数的影响关系,提出一种分析漏感参数对不同绕组形变种类的全局灵敏度分析方法。首先通过响应面法和中心复合试验设计,建立了高频变压器漏感参数的二阶和三阶响应面模型,并证明三阶响应面模型的计... 为深入了解绕组形变对高频变压器漏感参数的影响关系,提出一种分析漏感参数对不同绕组形变种类的全局灵敏度分析方法。首先通过响应面法和中心复合试验设计,建立了高频变压器漏感参数的二阶和三阶响应面模型,并证明三阶响应面模型的计算精度高于二阶响应面模型,其拟合优度指标和最大误差分别0.991、0.34%;其次基于Sobol’灵敏度分析方法和蒙特卡罗抽样方法,分析了漏感参数对于不同形变种类的灵敏度。结果表明:Sobol’灵敏度分析方法可以很好地定量分析绕组形变对漏感参数的影响程度,漏感参数对于原边绕组发生径向形变最为敏感,一阶灵敏度和全局灵敏度分别为0.6951、0.6963。研究结果可为高频变压器结构设计以及绕组形变检测提供指导和依据。 展开更多

关键词 高频变压器 漏感参数 绕组形变 响应面法 灵敏度

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基于带状光纤分布式传感的变压器绕组轴向与辐向形变区分及程度检测 被引量：1

5

作者 李东阳 刘云鹏 +3 位作者 范晓舟 李欢 黎晏霖 刘海琳 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期803-812,I0034,共11页

为对变压器绕组形变状态有更清晰的感知,需要对绕组轴向及辐向形变进行同时检测。该文首先分析绕组弯曲时的应变分布规律,并提出应变向量的概念及绕组轴向与辐向应变解耦方法。随后,在35 kV连续式绕组模型上布置带状光纤并搭建试验平台... 为对变压器绕组形变状态有更清晰的感知,需要对绕组轴向及辐向形变进行同时检测。该文首先分析绕组弯曲时的应变分布规律,并提出应变向量的概念及绕组轴向与辐向应变解耦方法。随后,在35 kV连续式绕组模型上布置带状光纤并搭建试验平台,借助布里渊光时域分析技术以进行应变分布式传感,完成对绕组形变的轴向、辐向区分测量,应变向量相对误差在7.5%以内。最后,得出绕组轴向、辐向挠度都与带状光纤平均应变满足二次函数关系,拟合系数R^(2)>0.99,并利用该关系预测绕组的变形程度,误差小于5%。该文方法不仅能单独检测轴向或辐向形变,也能在同时发生两种形变时分别得出轴向和辐向形变;可以解决绕组轴向形变无法有效传感及变形程度难以定量判断的难题,为变压器绕组形变的检测提供新的方案。 展开更多

关键词 变压器 绕组形变 轴向与辐向应变解耦 分布式光纤传感 布里渊光时域分析技术

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基于绕组短路冲击响应时频特性的多特征联合形变判定方法 被引量：1

6

作者 张子康 耿江海 +2 位作者 汪鑫宇 吕安强 高树国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期6564-6576,6590,共14页

为研究变压器短路冲击信号包含的物理特征与绕组形变之间的关系,提出一种基于绕组冲击响应时频特性的特征提取及形变判定方法。基于单自由度系统的相对位移模型构建绕组的短路冲击响应谱,得到其响应点频率偏移特征。对Hilbert能量谱进... 为研究变压器短路冲击信号包含的物理特征与绕组形变之间的关系,提出一种基于绕组冲击响应时频特性的特征提取及形变判定方法。基于单自由度系统的相对位移模型构建绕组的短路冲击响应谱,得到其响应点频率偏移特征。对Hilbert能量谱进行非均匀频率带宽划分,修正累积效应的影响,提取不同频带范围内的能量带熵并计算加权能量带熵,表征特定频带内的能量混乱度;构建时频矩阵,量化能量密度分布、短时能量衰减变化等细节特征,对该矩阵进行奇异值分解,根据奇异值分布特性计算每个元素的权重值。据此提出基于加权能量带熵及基频奇异值畸变率的联合绕组状态判定方法,经三组共17次短路冲击试验数据验证,冲击信号的相对能量带熵增量变化与绕组产生的累积微应变呈高度正相关,基频奇异值畸变率与绕组发生形变的规律一致,发生形变时,该畸变率的值会大于2.0,证明了该判定方法的有效性。该方法可在变压器发生短路后对绕组的状态进行预判,进而考虑是否需要进一步处理,对变压器绕组状态的在线监测具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 短路试验 绕组形变 累积效应 冲击响应 时频矩阵

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接线方式对配电变压器绕组频率响应影响 被引量：4

7

作者 王珊珊 文正其 +1 位作者 鄢小虎 卢文华 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期186-191,共6页

通过对1台容量为200 kVA的S11-M-200/10型三相变压器的试验,分析比较了不同接线方式对频率响应曲线测量的影响。特别是对变压器外壳是否接地、注入电压的方向、非测试绕组的状态等的影响进行了深入的研究。研究表明:接线方式的不同可能... 通过对1台容量为200 kVA的S11-M-200/10型三相变压器的试验,分析比较了不同接线方式对频率响应曲线测量的影响。特别是对变压器外壳是否接地、注入电压的方向、非测试绕组的状态等的影响进行了深入的研究。研究表明:接线方式的不同可能导致频率响应曲线的巨大差异,某些情况下这些差异比绕组变形、变压器故障导致的差异更大。因此,笔者建议在进行变压器绕组频率响应曲线测量时应该保持各实验条件的一致。 展开更多

关键词 变压器 绕组形变 频率响应法 接线方式

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一种模拟变压器绕组变形故障的装置 被引量：5

8

作者 彭倩 刘涛 +1 位作者 何良 殷艳华 《电测与仪表》 北大核心 2016年第6期124-128,共5页

基于频率响应分析法的基本原理和变压器装置的等效电路模型,针对实际工程中易发生的电力变压器绕组和机械构造发生变形故障问题,提出了一种可以用于绕组变形频响法教学讲解和用于现场快速测试变压器绕组变形频响测试仪的功能好坏的故障... 基于频率响应分析法的基本原理和变压器装置的等效电路模型,针对实际工程中易发生的电力变压器绕组和机械构造发生变形故障问题,提出了一种可以用于绕组变形频响法教学讲解和用于现场快速测试变压器绕组变形频响测试仪的功能好坏的故障模拟装置。从原理上分析了变压器各种变形导致频率响应不同变化的机理,解决了如何简单快速识别变压器绕组变形问题。研究结果表明所提故障模拟装置对于教学和配套给绕组变形频响测试仪作为其自检有很大的帮助和实际价值。 展开更多

关键词 变压器 绕组形变 故障模拟装置

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基于变压器振动的分布式绕组状态检测装置的开发与应用 被引量：6

9

作者 袁鑫锋 李周晨昕 +1 位作者 宋人杰 金之俭 《电测与仪表》 北大核心 2020年第23期141-147,共7页

振动法是一种通过采集变压器箱壁振动信息来判断内部绕组健康状态的方法,具有检测效率高、检测精度高等特点。理论研究表明稳态振动信号较为微弱,受到绕组健康状态、变压器运行时电流电压值、环境信息等多重因素影响。传统的振动采集装... 振动法是一种通过采集变压器箱壁振动信息来判断内部绕组健康状态的方法,具有检测效率高、检测精度高等特点。理论研究表明稳态振动信号较为微弱,受到绕组健康状态、变压器运行时电流电压值、环境信息等多重因素影响。传统的振动采集装置多为一体式结构,在采集精度及抗干扰能力上存在缺陷,且由于振动信号源与电流电压信号源异地分布无法完成同时采集,影响振动信息的判断。文中设计了分布式振动检测装置,在变压器旁安装高精度、抗干扰能力强的振动采集单元就地采集振动信号,在变压器二次端子处安装电流、电压采集单元,将得到的信号利用光纤统一发送至主控室内的上位机进行分析,采集单元间通过光纤对时实现同步采样。系统已在变电站内实现稳定运行。 展开更多

关键词 电力变压器 变压器振动 分布式装置 绕组形变 故障检测

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接地变抗出口短路能力分析及提升

10

作者 李嘉洋 咸日常 +3 位作者 李飞 胡玉耀 薛永端 王玮 《电力工程技术》 北大核心 2024年第4期226-234,共9页

针对目前接地变出口短路工况下绕组物理特征研究不足、损坏事故多等问题,文中以一台干式接地变为研究对象,利用有限元仿真软件搭建三维多物理场耦合模型,分析研究接地变低压侧出口短路工况下绕组电磁、温升、应力形变等多物理参量的变... 针对目前接地变出口短路工况下绕组物理特征研究不足、损坏事故多等问题,文中以一台干式接地变为研究对象,利用有限元仿真软件搭建三维多物理场耦合模型,分析研究接地变低压侧出口短路工况下绕组电磁、温升、应力形变等多物理参量的变化及分布规律,探究影响接地变抗出口短路能力的关键因素。结果表明:接地变发生出口短路后,受其轭铁心及邻柱铁心的影响,绕组侧面磁通及其等效应力均大于绕组正面,整体形变极不均匀;受接地变特殊的绕组结构和工作方式的影响,其低压绕组在出口短路故障时的暂态温度可达140.9℃,远高于高压绕组。最后基于动、热稳定的双重约束,提出接地变抗出口短路能力的提升措施,对接地变抗出口短路能力的薄弱部位进行结构优化。 展开更多

关键词 接地变 出口短路 多物理场耦合 绕组形变 绕组温升 抗短路能力提升

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基于感应式振荡冲击耐压试验的变压器故障诊断技术 被引量：12

11

作者 张哲铭 靳宇晖 +3 位作者 吴邦 庞培川 李军浩 杨贤 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期549-556,共8页

目前,对变压器进行感应式振荡型操作冲击耐压试验,并采用多种诊断方式对其进行故障诊断的相关研究尚不成熟。为此对一台220kV三相油浸式变压器在短路冲击试验前后进行了感应式振荡操作冲击耐压试验,测量并分析了高低压绕组上的电压波形... 目前,对变压器进行感应式振荡型操作冲击耐压试验,并采用多种诊断方式对其进行故障诊断的相关研究尚不成熟。为此对一台220kV三相油浸式变压器在短路冲击试验前后进行了感应式振荡操作冲击耐压试验,测量并分析了高低压绕组上的电压波形、中性点示伤电流、局部放电(PD)信号和电压传递函数的变化规律,并与变压器的解体结果进行对比,研究了变压器绕组的机械和绝缘故障对诊断参量的影响。试验结果表明:电压波形、示伤电流和电压传递函数能同时检测到绕组的机械和绝缘故障,而局部放电检测只能反映绝缘故障;机械故障对诊断参量的影响在较低试验电压下就会显现,而绝缘故障对诊断参量的影响在较高试验电压下才会显现;传递函数和局部放电信号对故障的灵敏度较高,电压波形和示伤电流能判断故障所在的绕组。研究验证了感应式振荡操作冲击耐压试验对变压器故障诊断的可行性和有效性,证明该诊断方式可有效检测到变压器绕组的机械和绝缘状态。 展开更多

关键词 变压器 感应式振荡操作冲击耐压试验 绝缘故障 绕组形变 故障诊断 冲击电压发生器

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面向变压器振动的分布式监测系统的设计与实现 被引量：10

12

作者 丛培杰 曲德宇 +2 位作者 白雨 袁鑫锋 金之俭 《电测与仪表》 北大核心 2019年第18期107-112,140,共7页

变压器在电力系统中起着重要的作用,传统的变压器故障检测方法存在着施工难度大、灵敏度低等缺点,而通过采集变压器的振动信息可以实现在线并且较为精准的监测变压器运行状态。现有的振动采集系统多为一体式设计,不能保证系统采集信息... 变压器在电力系统中起着重要的作用,传统的变压器故障检测方法存在着施工难度大、灵敏度低等缺点,而通过采集变压器的振动信息可以实现在线并且较为精准的监测变压器运行状态。现有的振动采集系统多为一体式设计,不能保证系统采集信息的多样性及准确度,设计了分布式变压器振动监测系统,可采集多种类、多通道的信号,扩展性能较强,可以有效避免站内信号干扰。通过在变压器旁安装振动就地采集单元,将采集到的振动信号进行模数转换后,发送至上位机进行分析处理,实现变压器工作状态的在线监测,能够对变压器绕组是否产生形变做出诊断。针对广州变电站实地情况设计安装了相应振动采集系统,并已成功投入应用。 展开更多

关键词 分布式系统 变压器振动 绕组形变 在线监测

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突发短路试验中变压器振动监测系统的设计 被引量：5

13

作者 廖巍 田昊洋 +3 位作者 胡敏 陈海昆 袁鑫锋 金之俭 《电测与仪表》 北大核心 2020年第9期110-116,127,共8页

突发短路试验能够对变压器的抗短路能力进行评估,而绕组在试验中是否发生形变是重要的判断标准。基于振动分析法的绕组状态检测技术具有灵敏度高、工作效率高等优点,但现有的变压器振动采集系统不能满足短路试验中对采集精度和防护标准... 突发短路试验能够对变压器的抗短路能力进行评估,而绕组在试验中是否发生形变是重要的判断标准。基于振动分析法的绕组状态检测技术具有灵敏度高、工作效率高等优点,但现有的变压器振动采集系统不能满足短路试验中对采集精度和防护标准的要求,文中设计了分布式变压器振动采集系统,在试验间内安装高防护等级、高精度的采集单元,将采样得到的振动信号就地转换为数字信号发送至控制室内的主控单元,避免短路试验中恶劣的电磁环境对采样信息产生干扰。后期可通过计算机对振动信号进行处理来分析绕组健康状态,目前系统已成功投入应用。 展开更多

关键词 突发短路 变压器振动 绕组形变 分布式系统

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基于多物理场耦合的非晶合金变压器短路特性分析 被引量：7

14

作者 杨子岳 孙贤明 魏瑛辰 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第32期13721-13727,共7页

非晶合金变压器具有显著的节能优势,但是抗短路能力不足。针对在实际试验研究中非晶合金变压器绕组短路系列故障设置困难问题,基于电磁场-结构力场-温度场的瞬态多物理场耦合理论,建立变压器有限元三维模型。仿真了低压侧出口三相短路... 非晶合金变压器具有显著的节能优势,但是抗短路能力不足。针对在实际试验研究中非晶合金变压器绕组短路系列故障设置困难问题,基于电磁场-结构力场-温度场的瞬态多物理场耦合理论,建立变压器有限元三维模型。仿真了低压侧出口三相短路条件下非晶合金变压器矩形绕组的短路特性,研究了非晶合金变压器发生短路时温度剧烈升高所带来的热应力对绕组形变的影响,并对单独电磁力作用和电磁力热应力耦合作用下的绕组应力和形变进行了对比。计算结果表明:热效应会对变压器形变产生较大影响,造成矩形绕组多处严重变形损坏。短路温升是变压器变形损坏不可忽略的因素,同时也是提升变压器抗短路能力中需要重点考虑的问题。 展开更多

关键词 非晶合金变压器 多物理场耦合 短路特性 绕组形变

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基于高压场效应管的可调纳秒脉冲源设计

15

作者 曹园青 吴建星 +1 位作者 杨宏春 杨啸林 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2012年第5期98-100,104,共4页

针对诸如变压器绕组形变的脉冲测试法等宽带测试需求,设计了一台由计算机控制并显示脉冲信号源工作参数、基于场效应管的可调纳秒脉冲信号源。实验测试表明,在50Ω负载上脉冲源能产生高斯上升沿20ns、指数下降沿40～200ns分档可调、重... 针对诸如变压器绕组形变的脉冲测试法等宽带测试需求,设计了一台由计算机控制并显示脉冲信号源工作参数、基于场效应管的可调纳秒脉冲信号源。实验测试表明,在50Ω负载上脉冲源能产生高斯上升沿20ns、指数下降沿40～200ns分档可调、重复频率0～5kHz连续可调、幅值0～1kV连续可调、体积为32×30×7cm3的纳秒脉冲电源,可满足变压器绕组形变的宽带测试需求。 展开更多

关键词 可调纳秒脉冲信号源 变压器绕组形变 脉冲测试法 场效应管

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