[发明专利]变压器绕组变形与短路阻抗变化关系分析方法

说明书

本发明提供了一种变压器绕组变形与短路阻抗变化关系分析方法，包括：采用有限元法建立变压器绕组位移的有限元仿真模型，所述有限元仿真模型中每个支柱分别包含高、中、低三个变压器绕组，变压器绕组采用线饼模块；采用中‑低压绕组运行方式下场路耦合模型，将有限元区域中的绕组作为电路中的电感处理，所述下场路耦合模型由电磁场及变压器运行中电磁场产生的电路二者耦合得到；基于所述场路耦合模型仿真变压器绕组发生辐向及轴向位移时变压器短路阻抗的变化趋势。利用本发明，可以准确分析变压器绕组变形与短路阻抗变化关系，及时发现绕组变形安全隐患，便于消除变压器有可能在检修周期之间出现突发故障，防止造成事故。

技术领域

本发明是关于变压器技术，特别是关于一种变压器绕组变形与短路阻抗变化关系分析方法。

背景技术

电力变压器的安全稳定经济运行对整个电网的意义极其重大，它是电力系统中极其重要、昂贵的设备之一。变压器在遭受短路冲击时，绕组可能会发生扭曲、错位、鼓包等变形。绕组变形不一定马上引发事故，但在变压器运行中，由于电磁力产生的振动会使绕组绝缘受到进一步损伤，如果绕组的最大相对变形大于1.5％时，匝间绝缘极易出现破裂而引起匝间短路，而变压器仍可运行，但故障点不排除，轻微的匝间放电将持续发展，甚至导致突发性绝缘故障与绝缘击穿，这是绕组变形导致的变压器事故的一种常见方式；另外，绕组变形还会造成绕组机械强度下降，当再次遭受短路冲击时，将承受不住电动力的冲击而直接发生事故。而目前变压器绕组变形的检测方法主要是低压脉冲法、频率响应法和短路阻抗法。低压脉冲法由于容易受到现场电磁环境的干扰，基本上已经不再使用；频率响应法灵敏度较高，但是无法运用到在线监测项目中，因此不具备实时性，难以及时发现绕组变形安全隐患，变压器有可能在检修周期之间出现突发故障，造成事故。

发明内容

本发明实施例提供了一种变压器绕组变形与短路阻抗变化关系分析方法，以准确分析变压器绕组变形与短路阻抗变化关系，及时发现绕组变形安全隐患，便于消除变压器有可能在检修周期之间出现突发故障。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种变压器绕组变形与短路阻抗变化关系分析方法，包括：

采用有限元法建立变压器绕组位移的有限元仿真模型，所述有限元仿真模型中每个支柱分别包含高、中、低三个变压器绕组，变压器绕组采用线饼模块；

采用中-低压绕组运行方式下场路耦合模型，将有限元区域中的绕组作为电路中的电感处理，所述下场路耦合模型由电磁场及变压器运行中电磁场产生的电路二者耦合得到；

基于所述场路耦合模型仿真变压器绕组发生辐向及轴向位移时变压器短路阻抗的变化趋势。

一实施例中，所述有限元仿真模型包括：二维有限元仿真模型及三维有限元仿真模型。

一实施例中，仿真变压器绕组发生辐向及轴向位移时变压器短路阻抗的变化趋势，包括：逐渐改变绕组的半径，得到多种的半径下绕组辐向变形与短路阻抗的关系，所述绕组包括低压绕组、中压绕组及高压绕组。

一实施例中，逐渐改变绕组的半径，得到多种的半径下绕组辐向变形与短路阻抗的关系，包括：

逐渐改变绕组的半径，得到多种的半径下绕组的短路电流；

根据施加至绕组上的电压与所述短路电流的关系，计算得到绕组辐向变形与短路阻抗的关系。

一实施例中，逐渐改变绕组的半径，得到多种的半径下绕组的短路电流，包括：

将绕组的半径依次减少2％、4％、6％、8％、10％，得到多种的半径下绕组的短路电流。

一实施例中，仿真变压器绕组发生辐向及轴向位移时变压器短路阻抗的变化趋势，包括：逐渐改变绕组线饼的轴向位置，得到多种的线饼间隙下绕组轴向变形与短路阻抗的关系，所述绕组包括低压绕组、中压绕组及高压绕组。