CN103592546A - 一种用于电力变压器故障模拟的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电力变压器故障模拟的方法。目前对于变压器内部故障模拟的方式方法，一般是采用退运的变压器或者直接在变压器油中进行故障模拟试验，其工作量大，故障模块需要频繁更换，而且模拟效果差。本发明本以电力模拟变压器结构和变压器故障模型为基础，通过外部调节控制方法直接在变压器体外控制变压器局放故障、绕组变形故障的产生、消失以及加重，并且可以在升压过程中安全地进行调节。本发明避免故障模拟过程中更换故障模型的繁琐，同时方便在升压过程中调节控制各类故障的产生时间以及强度，准确而又高效。

Description

一种用于电力变压器故障模拟的方法

技术领域

   本发明涉及一种用于电力变压器故障模拟的方法。

背景技术

在电力行业中，变压器在正常运行过程中，不仅要承受额定电压的长期作用，还要经受各种过电压、油气腐蚀、高温低温等各类不同环境不同形式的考验，其内部也会产生各类不同形式、不同强度的绝缘故障，因此对变压器内部故障缺陷的特性进行充分研究是电力设备故障测量系统、试验干扰抑制以及各类模式识别的基础，近年来，国内外对于变压器内部故障的监测与检验进行了大量的研究，同时针对设备故障现场试验进行大量针对性模拟，以实现对变压器内部故障特征数据的积累，为进一步研究电力设备绝缘老化诊断提供科学依据。但是目前对于变压器内部故障模拟的方式方法，一般是采用退运的变压器或者直接在变压器油中进行故障模拟试验，其工作量大，故障模块需要频繁更换，而且模拟效果差，因此并不是很好的变压器故障模拟方法。

发明内容

针对目前变压器故障模拟存在的问题，本发明以电力模拟变压器结构和变压器故障模型为基础，通过外部调节控制方法直接在变压器体外控制变压器局放故障、绕组变形故障的产生、消失以及加重，并且可以在升压过程中安全地进行调节。

本发明方法包括模拟变压器升压、变压器绕组变形故障模拟和变压器局放故障模拟。

所述的模拟变压器升压具体是：将变压器油箱的外壳、低压尾套管、高压尾套管、屏蔽层接地套管、铁芯接地套管、铁芯夹件接地套管进行可靠接地，然后将模拟变压器进行升压，对低压套管进行加压，通过变压器自身感应，在高压套管处将产生一个高压。

所述的变压器绕组变形故障模拟具体是：将高压侧绕组和低压侧绕组固定在绝缘支撑件一端，绝缘支撑件另一端固定在固定绝缘底座上；可移动绝缘底座放置于固定绝缘底座上；外部传动装置固定在可移动绝缘底座上，通过移动外部传动装置来带动可移动绝缘底座与铁芯的移动，减小铁芯与低压绕组之间的最短距离，这样使得铁芯在绕组间的位置发生变化，变压器绕组电容、阻抗特性随之发生变化，实现变压器绕组变形故障的产生；当需要加重绕组变形故障程度时，可通过移动外部传动装置，进一步减小铁芯与低压绕组之间的距离，实现变压器绕组变形的加重；当需要消除变压器绕组变形故障时，通过移动外部传动装置，使可移动绝缘底座与铁芯恢复到初始位置，变压器绕组变形故障将消失。

所述的变压器局放故障模拟具体是：在变压器油箱的一侧设置绝缘管，局放伸缩杆通过绝缘管伸入变压器油箱内，局放伸缩杆伸入变压器油箱内的那一端上装有局放模型，移动局放伸缩杆，使局放模型逐渐靠近高压侧绕组，当局放模型与高压侧绕组的距离足够接近时，局放模型将产生局部放电；当需要加重局放故障时，移动局放伸缩杆，使局放模型进一步靠近高压侧绕组，局放强度将逐渐增大，当局放模型进入高压侧绕组内部并接触到高压侧绕组以后，其局放强度将达到最大值；当需要使局放故障消失时，移动局放伸缩杆，使局放模型逐渐远离高压侧绕组，其局放强度将逐渐变小，最后消失。

本发明的有益效果：通过外部调节控制方法调节变压器局放故障、绕组变形故障的产生、消失以及加重，准确模拟电力变压器各类故障，避免故障模拟过程中更换故障模型的繁琐，同时方便在升压过程中调节控制各类故障的产生时间以及强度，准确而又高效。

通过该方法，可在升压状态下模拟出不同电压下不同故障类型的变化特征以及对电力变压器绝缘性能的影响，通过这些变化特征可得出大量变压器故障特征数据，为设备绝缘老化诊断提供更多更准确的试验数据。

附图说明

图1为电力模拟变压器主视图

图2为电力模拟变压器俯视图。

图3为变压器加压状态示意图。

图4为变压器绕组变形故障模拟示意图。

图5为变压器局放故障模拟示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，油枕11放置于油箱10顶部，其内部与油箱10内部相连通；高压侧绕组1的高压出口通过导线与高压套管13相连接，高压侧绕组1的尾端通过导线与高压尾套管15相连接；低压侧绕组3的低压出口通过导线与低压套管12相连接，低压侧绕组3的尾端通过导线与低压尾套管14相连接；屏蔽层2通过导线与屏蔽层接地套管16相连接；铁芯4通过导线与铁芯接地套管17相连接；铁芯夹件5通过导线与铁芯夹件18接地套管相连接；绝缘支撑件6与固定绝缘底座9为一体设计，其作用是支撑固定高低压绕组；可移动绝缘底座8放置于固定绝缘底座9上；外部传动装置7固定在可移动绝缘底座8上，可通过移动外部传动装置7来带动可移动绝缘底座8与铁芯4的移动；铁芯4与低压侧绕组3之间有一定的预留空间，保证铁芯4有一定的移动空间；局放伸缩杆21与绝缘管20固定连接并通过油箱外壁进入油箱10内，其前端为局放模型19。

当进行变压器故障模拟试验时，首先对模拟变压器进行接地并且加压，如图3所示，将油箱的外壳、低压尾套管、高压尾套管、屏蔽层接地套管、铁芯接地套管、铁芯夹件接地套管进行可靠接地，然后将模拟变压器进行升压，对低压套管进行加压，通过变压器自身感应，在高压套管处将产生一个高压。

如图4所示，当需要产生变压器绕组变形故障时，通过移动外部传动装置，带动可移动绝缘底座与铁芯移动，减小铁芯与低压绕组之间的最短距离，这样使得铁芯在绕组间的位置发生变化，变压器绕组电容、阻抗等特性随之发生变化，实现变压器绕组变形故障的产生；当需要加重绕组变形故障程度时，可通过移动外部传动装置，来控制减小铁芯与低压绕组之间的距离，实现变压器绕组变形的加重；当需要消除变压器绕组变形故障时，通过移动外部传动装置，使可移动绝缘底座与铁芯恢复到图1所示位置，变压器绕组变形故障将消失。通过该方法，可准确模拟变压器绕组变形故障，并可控制绕组变形故障的产生、消失以及加重。

如图5所示，当需要产生变压器局放故障时，移动局放伸缩杆，使放置于局放伸缩杆前段的局放模型逐渐靠近高压绕组，当局放模型与高压绕组的距离足够接近时，局放模型将产生局部放电，如图5中B所示；当需要加重局放故障时，移动局放伸缩杆，使局放模型更加靠近高压绕组，局放强度将逐渐增大，当局放模型进入1高压绕组内部并接触到高压绕组以后，其局放强度将达到最大值，如图5中A所示；当需要使局放故障消失时，移动局放伸缩杆，使局放模型逐渐远离1高压绕组，其局放强度将逐渐变小，最后消失，如图5中C所示。通过该方法，可准确模拟变压器局放故障，并可控制局放故障的产生、消失以及加重。

通过上述变压器故障模拟方法，准确高效地实现了电力变压器内部模拟故障的产生、消失以及加重；实现模拟不同故障在不同电压下的变化特性以及对变压器绝缘性能的影响，保证其故障模拟的全面性与有效性；试验过程中，所有控制动作均在模拟电力变压器体外操作，提高了试验的安全性，并且可在升压过程中在外部进行操作，使试验更加方便快捷。

本方法同样适用于其他不同种类不同电压等级的电力变压器内部故障模拟需求。

Claims (1)

1. 一种用于电力变压器故障模拟的方法，该方法中电力模拟变压器包括高压侧绕组、屏蔽层、低压侧绕组、铁芯、铁芯夹件、变压器油箱、油枕、低压套管、高压套管、低压尾套管、高压尾套管、屏蔽层接地套管、铁芯接地套管和铁芯夹件接地套管；

油枕放置于变压器油箱顶部，油枕与变压器油箱连通；高压侧绕组的高压出口通过导线与高压套管相连接，高压侧绕组的尾端通过导线与高压尾套管相连接；低压侧绕组的低压出口通过导线与低压套管相连接，低压侧绕组的尾端通过导线与低压尾套管相连接；屏蔽层通过导线与屏蔽层接地套管相连接；铁芯通过导线与铁芯接地套管相连接；铁芯夹件通过导线与铁芯夹件接地套管相连接；铁芯与低压侧绕组之间有一定的预留空间，保证铁芯有一定的移动空间；

其特征在于该方法包括模拟变压器升压、变压器绕组变形故障模拟和变压器局放故障模拟；

所述的模拟变压器升压具体是：将变压器油箱的外壳、低压尾套管、高压尾套管、屏蔽层接地套管、铁芯接地套管、铁芯夹件接地套管进行可靠接地，然后将模拟变压器进行升压，对低压套管进行加压，通过变压器自身感应，在高压套管处将产生一个高压；

所述的变压器绕组变形故障模拟具体是：将高压侧绕组和低压侧绕组固定在绝缘支撑件一端，绝缘支撑件另一端固定在固定绝缘底座上；可移动绝缘底座放置于固定绝缘底座上；外部传动装置固定在可移动绝缘底座上，通过移动外部传动装置来带动可移动绝缘底座与铁芯的移动，减小铁芯与低压绕组之间的最短距离，这样使得铁芯在绕组间的位置发生变化，变压器绕组电容、阻抗特性随之发生变化，实现变压器绕组变形故障的产生；当需要加重绕组变形故障程度时，可通过移动外部传动装置，进一步减小铁芯与低压绕组之间的距离，实现变压器绕组变形的加重；当需要消除变压器绕组变形故障时，通过移动外部传动装置，使可移动绝缘底座与铁芯恢复到初始位置，变压器绕组变形故障将消失；

所述的变压器局放故障模拟具体是：在变压器油箱的一侧设置绝缘管，局放伸缩杆通过绝缘管伸入变压器油箱内，局放伸缩杆伸入变压器油箱内的那一端上装有局放模型，移动局放伸缩杆，使局放模型逐渐靠近高压侧绕组，当局放模型与高压侧绕组的距离足够接近时，局放模型将产生局部放电；当需要加重局放故障时，移动局放伸缩杆，使局放模型进一步靠近高压侧绕组，局放强度将逐渐增大，当局放模型进入高压侧绕组内部并接触到高压侧绕组以后，其局放强度将达到最大值；当需要使局放故障消失时，移动局放伸缩杆，使局放模型逐渐远离高压侧绕组，其局放强度将逐渐变小，最后消失。

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