匝间短路对干式空心电抗器磁场分布影响的研究

匝间短路是引起干式空心电抗器故障的主要因素。对干式空心电抗器匝间短路状态下电磁参数进行了分析。经研究表明,在相同短路匝数的条件下,随着短路线圈向电抗器中部靠拢,其与其他正常线圈的耦合增加,导致短路线圈上形成的环流变大,同时由于环流所形成的磁场方向与外施电流形成的磁场方向相反,造成电抗器磁场变弱、电感量变小。     

干式电抗器匝间故障状态下电感参数分析

根据矢量磁位叠加原理,结合故障过程中环流对电感量的影响,提出了空心电抗器匝间短路状态下电感的计算公式。通过0.618法进行椭圆积分值的查询,该公式能够实现对不同故障位置、不同短路线匝数的干式空心电抗器电感量准确而快速的计算,这将为今后匝间故障诊断系统参数的选择提供依据。     

匝间故障条件下干式电抗器电气参数变化规律研究

匝间绝缘是引起干式空心电抗器故障的主要原因,为了实现对其匝间故障的诊断,根据电抗器的结构构建了模型,利用磁矢位法对故障状态下空心电抗器电感量及等值电阻进行了研究。经研究表明,随着匝间故障的增加,其电感量变小,并随着电源频率的增加而减小,同时干式空心电抗器的等值电阻增加。     

基于电抗器开断过电压特征分析的匝间绝缘短路故障在线辨识

干式空心电抗器内部包封固化不易拆卸,当出现匝间绝缘短路故障时难以发现,停电检修维修成本较大周期较长,为了能利用运行中的信号在线检测出匝间绝缘故障,提出一种基于电抗器开断过电压特征分析的匝间绝缘故障辨识方法：在电抗器匝间绝缘短路故障分布式参数模型基础上,建立了带有匝间绝缘短路故障的电抗器开断过电压模型,分析匝间绝缘短路故障对电抗器开断过电压波形的影响作用,并利用变分模态分解算法对过电压波形进行频谱分析,最后搭建计及匝间绝缘故障开断过电压仿真模型,对存在不同程度的绝缘短路的电抗器进行开断模拟,获取电抗器开断电压波形及其振荡频率等数据,对波形数据进行分析和特征提取,量化开断过电压最大幅值及振荡频率与绝缘之间的差值,可以有效辨识出匝间短路故障。     

干式空心并联电抗器截流投切过电压分析

近年来,35kV电网中真空断路器开断并联电抗器时发生了多起事故,而干式空心电抗器故障多数是匝间绝缘缺陷造成匝间短路引发的,因此干式空心电抗器匝间绝缘问题已经越来越被重视。由真空断路器分闸引起干式空心并联电抗器过电压对电抗器的匝间绝缘老化起到了至关重要的作用。基于上海某变电站实际电气主接线,构建投切35kV并联电抗器单相模型以及三相模型,并且考虑到三相模型中另外两相的工频电源对首开相产生的影响,计算由断路器分闸产生的最大截流过电压达到7.3(标么值)而同时开断三相电抗器时产生的最大截留过电压高达8.6(标么值)。     

基于局部放电检测的干式电抗器匝间绝缘老化特性研究

传统的干式电抗器匝间绝缘老化特性研究方法工作效率低,研究速率过慢。为了解决上述问题,提出了一种新的局部放电检测的干式电抗器匝间绝缘老化特性研究方法,首先通过对局部放电数据进行系统检测,采用专业局部放电测量仪,将相关参数进行记录分析,查找相关相位分布规律,并对此进行系统解析,在此基础上,对所查询的参数进行绝缘老化特性参数对比,利用试样线棒与参数对应曲线获取所需数据,利用模型修订及模型电极改正的方式,将对比后的参数数据进行参数修订,最终实现对电抗器匝间绝缘老化特性的研究。实验结果表明,基于局部放电检测的干式电抗器匝间绝缘老化特性研究方法工作效率更高,研究速率更快。     

基于有限元法对35kV干式空心并联电抗器磁场分布的研究

干式空心并联电抗器是用于调节电网功率平衡的感性高压电器,它的安全运行对电网的稳定性、防止系统谐振等有着重要作用。基于干式空心电抗器的柱状绕组与螺线管的相似性,从场的角度,参考毕奥-萨伐尔定律对螺线管磁场的求解,提供干式空心并联电抗器磁场计算的方法。通过ANSYS的电磁平台建立35 kV干式空心并联电抗器有限元模型,采用数值分析中的有限元法,从场路耦合的角度,较为直观地分析了干式空心并联电抗器在工频下的磁场分布,并研究绕组工艺对电抗器包封磁场分布的影响。仿真结果表明,空心电抗器的磁场分布呈对称性,磁场大小以轴向分量为主;匝数减小,能降低端部绕组磁场的集聚,能减小外侧包封中心部位中的漏磁。     

35kV干式空心并联电抗器切断过电压抑制装置设计及仿真研究

断路器分闸产生的过电压是引起干式空心并联电抗器匝间绝缘老化、击穿的重要因素之一。为抑制过电压对35 kV并联电抗器造成的损害,设计了一种阻容式过电压抑制装置,通过理论计算选择出抑制装置的电容和电阻值。采用MATLAB软件对不同截流电流值下过电压抑制装置的保护效果进行了仿真验证,仿真结果表明可有效抑制过电压;通过可靠性试验验证了装置样机运行的安全稳定性。     

小波分析法在汽轮发电机转子绕组匝间短路故障诊断中的应用

提出了基于小波变换的汽轮发电机转子绕组匝间短路故障检测的一种诊断方法。这种方法是在探测线圈法的基础上，把小波变换用于突变信号的检测，对气隙中感应电势信号的故障特征进行提取和信号的消噪，可实现对发电机转子绕组匝间短路故障的检测。仿真实例表明，小波分析方法适合于转子绕组匝间短路故障的检测。图3参5     

66kV干式空心电抗器接地扁铁发热分析及处理

66 kV干式电抗器在750 kV系统电网中对消纳充电功率起着重要的作用,为了保证其正常运行,确保电力系统稳定运行,对新疆乌北750 kV变电站66 kV干式空心电抗器接地扁铁发热现象及时进行了分析,诊断发热的主要原因是在漏磁范围内存在闭合回路。通过改变连接接地支柱的方式,打开此闭合回路,解决了66 kV干式空心电抗器接地扁铁发热问题。     

±800 kV云广特高压干式平波电抗器特性分析

为分析干式平波电抗器实际运行中的特性,以云广特高压直流输电工程为例,通过试验与事故分析得出,串联的2台干式空心平波电抗器带并联避雷器和不带并联避雷器运行时,在雷电和操作波冲击下电压分布不同;中性母线和高压母线上分别安置干式平波电抗器可降低800kV换流变压器操作冲击绝缘水平;由于干式平波电抗器是储能元件,给中性母线上的高速开关断开造成困难,需合理地选择中性线上避雷器参数。     

一起35k V干式电抗器故障原因分析

针对某500 kV变电站发生的一起35 kV电容器组串联电抗器在运行中发生起火故障,分别从返厂解体检查、试验情况进行了综合分析,查找出故障原因为电抗器最内层包封匝间绝缘裂化造成匝间短路、过热引发设备起火故障,并从原材料及生产工艺方面深入分析了设备存在的设计、制造缺陷,提出该类设备的日常检修、维护建议和改进措施.     

串联电抗器运行常见故障的原因分析

叙述了千式铁心串联电抗器产品的应用,介绍了串联电抗器在运行中常出现的几点问题,其中包括串联电抗器引线接头烧毁、有分接电抗器烧毁分析、电抗器选择不当而烧毁、绕组匝间短路而烧毁、电抗器温升设计不合理而损坏、电抗器噪声过大而影响运行和电抗器绝缘距离小而击穿等问题。     

干式变压器高压绕组电场有限元分析

为更全面地了解干式变压器高压绕组电场分布的特点,以SG10型干式变压器作为参考模型,运用ANSYS软件,根据绝缘结构特点对其进行了三维和二维电场有限元分析。结果表明,对靠近变压器高压绕组端部线圈,电场分布最不均匀的位置为线匝、垫条和空气隙的交接处;对变压器高压绕组中部线圈,电场分布最不均匀的位置为线匝、梳形撑条和空气隙的交接处;绝缘材料的厚度增加时,最大电场强度值相应地线性减小;随线圈匝数的增加,最大电场强度值相应地线性减小,且当线圈匝数达到一定值后,最大电场强度值将趋于饱和;最大电场强度值随介电常数的增加而相应地线性增加。     

配电变压器低压绕组导线换位处单股匝间短路特征分析

为保证电力变压器多股并绕线圈的导体长度一致、电流密度均衡，通常在其绕制过程中进行结构换位，实际运行表明导线换位处的绝缘容易损伤并导致匝间短路故障。针对实际试验中故障点难以设置、电气量无法直接检测等问题，利用“场-路”耦合原理，以型号为S13-M-200/10、低压绕组由两股扁铜线并绕、换位点在绕组中部的配电变压器为例，基于有限元仿真软件建立与实物结构尺寸相同的仿真分析模型，通过对比性能参数的实际试验值与仿真分析值，在验证模型正确性的基础上，研究电力变压器低压绕组在导线换位处发生单股匝间短路时的电气特征及电动力。研究表明，当变压器低压绕组发生单股匝间短路时，短路环内部流过数十倍额定电流的环路电流，故障相电流略有降低，有功损耗激增；导线换位引起线圈轴向力与辐向力分布不均，绕组容易失稳变形，需要对该导线换位处采取机械和绝缘加强措施。     

基于磁场变化的双馈异步风力发电机定子绕组匝间短路故障仿真分析

基于电机定子绕组发生匝间短路故障时阻抗参数的变化,根据匝间短路故障程度与定子阻抗参数之间的关系,基于有限元方法,提出了一种电机定子绕组匝间短路故障建模方法,该模型可以用于分析电机匝间短路故障研究。运用有限元分析软件对电机在正常运行和不同程度故障情况下的内部磁场进行了模拟,验证了运用有限元法进行电机内部故障仿真分析的可行性。     

有芯感应炉断沟事故的分析

有芯工频感应炉的工作原理相当于一个在短路状态下工作的变压器。通电的感应线圈相当于变压器的初级线圈,熔沟及炉料则形成一个短路的单匝次级线圈。金属的熔炼是在金属液中通过大电流进行。在正常熔炼状态下,铁水通过熔沟过热,不断往复循环与熔池中的炉料进行热交换,冷料不断加入熔池,炉料依靠不断通过熔沟的被过热的铁水来熔化。(图1)     

水轮发电机转子典型机电故障的不平衡磁拉力研究

针对水轮发电机发生转子偏心和转子绕组匝间短路故障产生不平衡磁拉力,进而引起机组强烈振动的情况,通过有限元仿真软件建立一台550MW水轮发电机二维仿真模型,分别对转子动、静偏心故障及转子绕组匝间短路故障进行模拟,计算各故障情况下的不平衡磁拉力,分析转子偏心程度、方向和转子绕组匝间短路程度对不平衡磁拉力大小和方向的影响。结果表明,不论是发生转子偏心故障还是发生转子绕组匝间短路故障,不平衡磁拉力数值均随故障程度的加重而增大,且不平衡磁拉力方向为诊断转子偏心方向和空载情况下匝间短路故障磁极提供帮助。研究成果为未来研究水轮发电机振动现象和故障检测奠定了基础。     

多对极发电机励磁绕组匝间短路故障在线定位理论研究

大型水轮发电机和抽水蓄能发电电动机均为多对极,现场迫切希望实现故障磁极的在线定位.本文基于一台3对极、12kW的发电机动模样机研究在线定位的理论基础.首先,采用场路结合法对该样机在联网工况下的励磁绕组匝间短路故障进行了计算,并与实验结果进行了对比和分析,验证了计算模型的正确性.然后,利用故障数学模型对该样机一极短路故障进行了计算,基于仿真结果,研究故障磁极、励磁磁动势、定子电动势和定子分支环流之间的相位关系.研究表明:定子分支环流的1/P次谐波相位角(P为发电机的极对数)可以用于对故障磁极的判断.本文为实现多对极大型发电机励磁绕组匝间短路故障的在线定位奠定了理论基础.     

500 kV变频串联谐振系统空心电抗器的外部涡流损耗分析

变频串联谐振系统品质因数(Q值)是决定现场耐压试验中试品电压能否达到额定值的关键,电抗器作为串谐系统的关键部件,其漏磁损耗会严重影响整体系统的Q值。为提高系统Q值,利用有限元方法,针对500kV海缆耐压试验设计的变频串联谐振系统空心电抗器,仿真分析了不同绝缘高度对电抗器涡流损耗的影响,发现将电抗器垫高其外径的1/2以内,可有效降低地网中的损耗功率。进而通过试验测量了不同底座高度下该变频串联谐振系统空心电抗器的Q值和地网发热情况。结果表明,地网中涡流主要集中在电抗器绕组外边缘下方,与仿真结果基本一致。