采用特高压隔离开关切合固定串补平台的电容式电压互感器的快速暂态试验

采用特高压(UHV)隔离开关切合串补平台时会产生隔离开关的重复击穿和快速暂态过程,可能导致邻近的电容式电压互感器(CVT)发生故障。为系统研究该暂态过程,通过特高压隔离开关切合串补平台模拟试验,测量了CVT上的过电压水平、快速暂态电压和电流波形,并分析了在CVT高压端上加装保护电阻和保护电感对快速暂态的抑制效果。试验结果表明:隔离开关操作时,CVT端口最大过电压约为1.54倍工频试验电压峰值,远小于其雷电冲击耐受电压,不会对CVT造成严重威胁。快速暂态电流振荡主频为500 k Hz,幅值可达2.2 k A,高幅值和高陡度的快速暂态电流可能会导致CVT内部元件局部过热,并产生局部过电压,进而导致CVT损坏。在CVT高压端加装保护电阻和保护电感能有效限制快速暂态电流的幅值和陡度,对CVT具有较好的保护效果。     

工频试验变压器在高压开关设备试验中的运行工况

随着高压开关设备的型式试验考核项目逐渐增多,工频试验变压器的试验工况也变得复杂,对其绝缘性能的要求更加苛刻。为了使试验变压器运行在安全工况下,并采取可靠的防护措施,需要对其运行工况做出清晰的判断。文中介绍了在工频耐受电压试验、联合加压试验和隔离开关开合容性小电流试验中试验变压器承受的稳态电压和暂态过电压,以及实际试验中采取的保护措施;提出了对试验变压器入口端VFTO进行建模仿真和实测研究以及利用磁环原理抑制VFTO侵入的建议。文中对工频试验变压器的设计制造和选型、试验标准的修订以及工频试验变压器寿命研究具有一定的参考意义。     

基于简易模型的配电变压器截波过电压仿真分析

雷电冲击电压是变压器经常遇到的幅值较高、陡度较大的暂态过电压。很多配电变压器在现有防雷保护措施下仍被雷击损坏,配电变压器在运行中除了长期经受工作电压的作用外,还会遭受暂态过电压的作用。暂态过电压作用时间虽然较短,但其幅值很高,而且在变压器绕组上分布不均匀,因而对变压器的主绝缘和纵绝缘都有严重威胁。针对配电变压器截波过电压进行了基于简易模型的仿真分析。     

基于不平衡量的变压器三角绕组环流计算方法

对于星形/三角形(Y/△)接线变压器,若能求取三角绕组环流并补偿原方绕组电流,将提高涌流识别方法的准确性。三角绕组环流实质上是为了“抵消”原方绕组暂态不平衡量而自发产生的不平衡电流,以避免不平衡量传至另一侧系统。目前三角绕组环流计算方法尚在多方面不足。通过推导变压器回路方程得到了三角绕组环流与原方绕组不平衡量(零模电流、零模电压、中性点电压)之间的映射关系,提出了基于不平衡量的三角绕组环流计算方法。针对各侧漏感难以测量问题,根据不饱和时原方电流和环流相抵消的特点,提出了基于不饱和相电流区间识别的参数获取方法。以上方法仅需要测量原方绕组不平衡量,与接地方式无关,不要求系统电压平衡,适用性强,可靠性高。仿真和动模试验结果验证了方法的正确性和有效性。     

电力变压器设计与计算(45)

正6.7.8变压器过电压保护(1)变压器绕组保护的必要性。由于冲击波作用在绕组内部要引起振荡,所以绕组内可能产生高于试验电压值很多的振荡电压,也可能使冲击试验电压大部分降落在首端几个线饼上。如果只采用加强绝缘方法来满足试验电压的要求,那么,势必会增加变压器绕组的绝缘尺寸和制造成本。对于高压、超高压变压器,若不采取保护措施,单纯靠加强绝缘也很难满足试验电压的要求。因     

基于真空断路器预击穿特性的海上风电场集电网合闸暂态过电压仿真研究

海上风电场中压电缆集电系统真空断路器在闭合空载变压器操作中,真空断路器预击穿会在机端变压器的高压侧产生暂态过电压,该过电压与电缆作用产生高频振荡过电压将对变压器绝缘产生损坏。文中研究真空断路器预击穿产生高频暂态过电压的机理,在PSCAD/EMTDC暂态分析软件上搭建真空断路器预击穿现象的自定义模型,并将此模型应用于简化的海上风电场中压电缆集电系统模型,研究合闸初相角、电缆长度和机端变压器位置对暂态过电压的影响。仿真结果表明机端变压器位于机舱且合闸初相角为15°过电压陡度最大,在机端变压器加装扼流线圈和并联小电容的过电压保护装置后,暂态过电压陡度得到了明显的抑制。     

1000 kV特高压电力变压器绝缘水平及试验技术

中国1 000 kV交流特高压系统绝缘配合不是对 500 kV系统的简单放大,也并未完全依照GB311.1-1997或IEC60071-1-1993标准,是在优化原则下研究确定的。变压器绝缘水平为：雷电冲击耐压2 250 kV、操作冲击耐压 1 800 kV、工频耐压1 100 kV(5 min)。由于特高压变压器各绕组绝缘水平及绝缘试验电压要求不同,而变压器各绕组是通过电磁耦合紧密联系的,工频和操作冲击试验电压在各绕组间按变比传递,因此势必造成有些线端绝缘设计不能按其技术规范所规定的试验电压来考核。此外,特高压电力变压器电压高、容量大、尺寸超大,试验回路尺寸也相应扩大,杂散电感、电容影响也更加突出。这将造成雷电冲击试验电压波形的波头时间拉长,而设计计算一般按照标准波头进行。因此,在特高压变压器绝缘设计中,应关注长波头试验电压的影响。文中详细介绍了中国1 000 kV交流特高压工程用电力变压器的结构特点、绝缘水平及绝缘试验中的特殊问题。     

基于自激法的CVT试验电压计算方法改进分析

采用传统的自激法测量电容式电压互感器的电容量和介质损耗时,通常不考虑励磁单元变压器励磁回路分流作用对流过试验绕组电流的影响,因此算出的试验电压偏低,影响测量结果的精度.对此提出了试验电压计算新方法,即在定量分析电桥平衡时流过变压器一次绕组电流的基础上,建立励磁单元变压器T型等值电路模型,应用基尔霍夫电流定律求得校正后的试验绕组电流,证实了该电流值比未考虑励磁绕组分流作用影响的计算值小.现场试验结果表明流过试验绕组最大电流比采用改进算法前计算的值小20.69%,即试验电压值增加了约20%.该方法提高了试验电压计算结果的准确性,有利于发现CVT绝缘缺陷.     

电流互感器的合理选用

电流互感器是电力系统中供测量和保护用的重要设备,将高压中的电流或低压系统中的大电流,变成低压的标准小电流(5 A或1 A),用以给测量仪表和继电器供电,其构造与普通变压器相似,主要由铁心、一次绕组和二次绕组等组成.     

大型变压器低压引线支架试验探讨

1 概述 现在大型变压器的电气强度和机械强度已成为电气计算和结构设计的中心问题.所以近几年研究工作的主要精力已集中在对绝缘试验方法的改进上,例如逐步采用了冲击试验、局部放电测量等.而对于大容量变压器低压侧引线绝缘木支架的试验却较少引起人们的重视.按照<电力设备预防性试验规程>规定,对变压器进行定期绝缘试验,如绕组绝缘电阻、绕组泄漏电流和绕组介质损耗试验等都是针对三相绕组整体进行.     

A fuzzy ARTMAP fault classifier for impulse testing of power transformers

The work presents an artificial intelligence (AI) based impulse test technique for oil filled power transformers. Determination of exact nature and location of faults, during impulse testing of large power transformer is of practical importance to the transformer manufacturers as well as designers. The presently available impulse test techniques more or less depend on expertise of the test personnel, and in many cases lead to ambiguity and controversy. The new AI approach presented in the paper overcomes the limitations of conventional test methods. This new technique relies on high discrimination power and excellent generalization ability of fuzzy neural networks in complex pattern classification problem. The proposed method employs a fuzzy ARTMAP pattern recognition technique to recognize the frequency responses of the winding admittance of high voltage transformers under healthy and different faulty conditions of winding insulation, and learns to establish the correlations between the nature and physical location of occurrence of an internal insulation fault in a transformer winding and its associated frequency response. The technique was tested on the winding model of typical high voltage transformer and yielded high diagnostic accuracy by successful detection and discrimination of faults of different nature and different site of occurrence in the high voltage winding.     

Studying the Impulse Overloads in the Windings of a Station Service Voltage Transformer

One of the key factors determining the performance of a 110–500-kV station service voltage transformer (SSVT) is a compact insulation design that provides minimum winding sizes. Since SSVTs are new equipment that combine the operational features of a power transformer and the design features of a measuring voltage transformer, it is necessary to study the characteristic transient processes occurring under the impact of lightning-impulse test voltages and lightning and switching overloads in operation in order to ensure proper insulation design. The article presents the results of an experimental investigation of impulse transients in the windings of a full-scale mockup model of an active part of a 20-kV A SSVT with a rated voltage of 110 kV. The influence of grounding the low-voltage winding terminals on the maximum values and duration of impulse stresses on the longitudinal insulation of the high-voltage winding is revealed. It is shown that, unlike in the case of power transformers with disc windings, more significant effects on the insulation are produced when no load is applied on the low-voltage windings.     

Impulse testing of power transformers using the transfer functionmethod

The transfer function of a transformer winding is deconvoluted in the frequency domain from the digitally recorded neutral current and high voltage applied during impulse tests. The integrity of the winding insulation is determined by comparing the transfer function obtained at full and reduced test voltage. Differences between the transfer function plots reveal local breakdowns in the winding that can be dissociated from partial discharges. Thus the method permits unambiguous acceptance or rejection if the transformer and, since the transfer function is theoretically immune to changes in the applied impulse, also allows evaluation of the chopped-impulse test. Some 100 windings of large HV power transformers have been tested using the transfer function method, which on several occasions has revealed transformer faults as well a test setup problems that would have been missed or misinterpreted by conventional techniques     

126 kV复合套管SF6电流互感器绝缘结构设计

利用有限元法对复合外套电流互感器的电场进行了计算和优化设计,并通过雷电冲击电压耐受试验、工频电压耐受试验和局部放电试验,对其绝缘结构设计进行了验证, 提出了改善复合套管电场分布的具体措施。     

高压直流挤包绝缘电缆系统试验的分析和研究

与高压交流挤包绝缘电缆系统的试验相比,高压直流挤包绝缘电缆系统试验需要考虑电缆绝缘内最大温差和叠加冲击电压试验这两个难点。直流电缆制造商会依据绝缘材料和电缆设计特点,向试验机构提供绝缘内最大温差的数值。在负荷循环的稳态过程中,需要控制绝缘内最大温差。由于在试验过程中没有办法直接测量绝缘内最大温差,其数值是通过稳态热传递原理公式推算得到的。对依据稳态热传递原理推算的绝缘内最大温差和负荷循环的执行情况进行了说明。运行中的高压直流输电线路除了承受正常的工作电压外,同时还可能承受雷电和操作冲击的作用。因此,在高压输电线路的绝缘设计中,需要考虑直流高压下的空间气隙的冲击放电特性,并对叠加冲击电压试验进行研究。对叠加冲击电压试验的两种试验回路进行了分析和探讨。     

220kV自耦变压器操作波试验接线的探讨

阐述了自耦变压器操作波试验时 ,应根据变压器接线组别、变比、电压等级、中性点和绕组的绝缘水平、自耦变压器的特点等来选择试验接线 ,并讨论了加压和接地端、试验电压值在变压器操作波试验中的影响 ,提出了适合自耦变压器操作波试验的适当接线方法     

试验研究VFTO作用下层式绕组暂态特性

为了研究特快速暂态过电压(VFTO)对层式绕组绝缘的影响,设计制作了分段层式绕组试验模型,该模型分为4段,每段5层,以每1层为1个单元,共分20个单元。试验过程分别对该分段层式绕组模型中有铁心和无铁心注入VFTO脉冲电压信号,并采集记录了入波后分段层式绕组模型各个单元节点电压信息,通过各节点电压信息分析了分段层式绕组模型暂态电位分布情况,并根据入波电压和响应电压求出分段层式绕组电压传输函数的幅频特性,分析了分段层式绕组中谐振频率情况。试验研究结果为层式绕组的绝缘结构设计提供了理论依据。     

冲击电压下500 kV油浸倒置式电流互感器局部放电特性研究

为了研究油浸式电流互感器在运行过程中的局部放电特性,搭建500 kV油浸倒置式电流互感器在冲击电压下的局部放电试验回路,对试品施加标准雷电冲击电压和操作冲击电压,使用安装在试品末屏接地引下线处的非接触式高频局部放电传感器采集局部放电信号,通过高采样率示波器显示放电波形。在冲击试验后进行工频局部放电测量、油中溶解气体成分分析、高电压介质损耗因数测试、频域介电谱测试,以检测试品的绝缘状况。研究结果表明:油浸式电流互感器在冲击电压下发生局部放电,绝缘损坏,放电熄灭电压低于正常运行电压,放电无法自熄灭,长期累积作用造成设备故障。     

基于波形分析法的变压器绕组匝绝缘在线检测及故障诊断

采用波形分析法判断变压器匝绝缘故障的技术近年来发展较快．通常人们对变压器绕组匝绝缘故障离线进行试验分析。但由于在试验中人为制造的高压、高频振荡波形与变压器实际运行所遭受的冲击波形有较大差别，因而测试结果尚不能真正反映变压器的实际运行状态。针对这种情况，研发了新型电子式电流互感器，它的制造技术融合了传感器技术和光电技术，产品结构简单，安装维护方便，分为测量级和保护级，可在线采集变压器暂态过程中的雷击波形作为变压器传递函数的输入、输出信号，建立变压器雷击电流波形频谱图库，分析变压器传递函数的变化趋势，这样就达到真正判断变压器绕组匝绝缘的电气性能状况的目的。