电力稳压器

电力稳压器（共12篇）

电力稳压器 篇1

1 电力变压器的分类

电力变压器类型较多, 可按电力变压器的相数、调压方式、绕组形式、绕组绝缘及冷却方式、连接组标号等进行分类。

电力变压器按相数可分为单相和三相两种。

电力变压器按调压方式可分为有无载调压和有载调压两种。

电力变压器按绕组形式可分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器。

电力变压器按绕组绝缘及冷却方式分, 有油浸式、干式和充气式 (SF6) 等。油浸式变压器的冷却方式有自冷式、风冷式、水冷式和强迫油循环冷却方式等。干式变压器的冷却方式有自冷式和风冷式两种, 采用风冷式可提高干式变压器的过载能力。

配电变压器按连接组标号分, 常见的有Yyn0和Dyn11两种。Dyn11变压器相对于Yyn0变压器具有以下优点:

1) 低压侧单相接地短路电流大, 有利于低压侧单相接地短路故障的切除;

2) 承受单相不平衡负荷的负载能力强;

3) 高压侧三角形接线有利于抑制3n次谐波电流注入电网。所以, 在TN及TT系统接地形式的低压电网中, Dyn11变压器得到越来越广泛的应用。另外, 考虑到防雷方面的要求, 对多雷地区及土壤电阻率较高的地区, 宜选用Yzn11型变压器。

电力变压器的基本结构, 包括铁心和一、二次绕组两大部分。新型的S11-M.R三相卷铁心全密封配电变压器在结构和材料上有较大改进, 其主要特点是其铁心由晶态取向优质冷轧硅钢片卷制经退火而成, 减少了传统铁心的接缝气隙, 噪声明显下降, 其空载损耗比S9型产品平均下降30%。

2 电力变压器的容量和过负荷能力

2.1 电力变压器的额定容量和实际容量

电力变压器的额定容量即在规定的环境温度条件下, 在规定的使用年限内所能连续输出地最大视在功率。电力变压器的使用年限, 主要取决于变压器绕组绝缘材料的寿命, 与电力变压器运行时各部分的温度有直接的联系。在运行中如果长期超过允许的温升, 绝缘老化的速度就会加快, 即使当时不发生绝缘损坏事故, 其寿命也会大大缩短。电力变压器使用的绝缘材料按其耐热能力分为5级, 如下表所示。

变压器运行时各部分的温差很大, 导线的温度最高, 铁心次之, 绝缘油的温度最低, 且变压器上层的油温高于下层的油温。一般变压器绕组绝缘最热点的温度在95℃~98℃时, 变压器可连续运行约20年。试验表明:变压器绕组温度每升高8℃, 其寿命将降低一半。绕组的温度不仅与变压器的负荷大小有关, 而且受周围环境温度的影响。

按GB 1094-1996《电力变压器》规定, 电力变压器正常使用的环境温度条件为:最高气温为+40℃, 最高日平均气温为+30℃, 最高年平均气温为+20℃, 油浸式变压器顶层油的温升, 规定不得超过周围气温55℃。

一般规定, 如果变压器安装地点的年平均气温θ0.av≠20℃, 则年平均气温每升高1℃, 变压器的容量就要相应减小1%。因此变压器的实际容量应计入一个温度校正系数Kθ。

对于室外安装的变压器, 其实际容量为:

式中, SN为变压器的额定容量。

对室内安装的变压器, 由于散热条件较差, 一般处在室中央的变压器环境温度比室外温度大约要高出8℃, 因此其容量还要减小8%。即室内变压器的实际容量为:

2.2 电力变压器的正常过负荷能力

电力变压器的过负荷能力是指电力变压器在一个较短时间内输出地功率, 其值可能大于额定容量。在很多时间内, 变压器的实际负荷小于其额定容量, 温升较低, 绝缘老化的速度比正常规定的速度慢。因此, 在不缩短变压器绝缘的正常使用期限的前提下, 变压器具有一定的短期过负荷能力。

对室内油浸式变压器过负荷不应超过20%, 对室外油浸式变压器过负荷不应超过30%。干式电力变压器一般不考虑正常过负荷。

2.3 电力变压器的事故过负荷能力

当电力系统或工厂变电所发生事故时, 为了保证重要用户和设备的连续供电, 允许变压器短时间较大幅度地过负荷运行, 这就是事故过负荷。油浸式变压器允许的事故过负荷倍数及时间如下表所示。

如果变压器的过负荷倍数和过负荷时间超过允许值, 则应按规定减少变压器的负荷。

3 变电所主变压器的选择

3.1 变电所主变压器台数的选择

选择主变压器台数时应考虑以下原则:

1) 一般情况下应首先考虑选择一台变压器;

2) 选择两台或两台以上变压器的情况有以下几种。

(1) 对供有大量一、二级负荷的变电所, 宜采用两台变压器, 以便当一台变压器发生故障或检修时, 另一台变压器能对一、二级负荷连续供电, 以满足供电可靠性的要求。

(2) 对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所, 也可考虑采用两台变压器。

(3) 除上述情况外的一般用户变电所, 如果负荷集中而容量又相当大时, 虽为三级负荷, 也可采用两台或以上变压器。

3) 在确定变电所主变压器台数时, 应考虑到负荷的发展趋势, 留有适当的裕度。

3.2 变电所主变压器容量的选择

我国变压器容量等级采用R10容量系列, 该系列变压器容量等级按1.26倍数递增, 如100k VA、125k VA、160k VA、200kVA、250kVA、315kVA、400kVA、500kVA、630kVA、800kVA和1000kVA等。

1) 只设一台主变压器的变电所。变压器容量ST应满足全部用电设备总计算负荷S30的需要, 即ST≈SN≥S30;

2) 装设两台主变压器的变电所, 每台变压器的容量ST应满足以下两个条件:

(1) 任一台变压器单独运行时, 应满足总计算负荷S30的60%~70%的需要;

(2) 任一台变压器单独运行时, 应满足全部一、二级负荷的需要。

车间变电所主变压器的单台容量一般不宜大于1000KVA (或1250KVA) 。这主要是考虑到可以使变压器更接近于车间负荷中心, 以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗及有色金属消耗量。

应适当考虑负荷的发展, 一般应考虑今后5~10年电力负荷的增长, 留有一定的余地, 同时要考虑变压器的正常过负荷能力。

4 结论

通过对电力变压器运行特性和主变压器如何进行选择的分析, 希望从事变配电运行的工作者结合本单位实际情况, 比如变电所主接线方案的选择, 通过对几个较合理的方案进行技术经济比较后择优确定, 同时, 在运行中提高对电力变压器性能的掌握。

摘要：电力变压器是变电所中最关键的一次设备, 其主要功能是将电力系统中的电能电压升高或降低, 以利于电能的合理输送、分配和使用。本文针对供配电系统中电力变压器的选择和运行特性进行了分析。

关键词：电力变压器,运行,选择

参考文献

[1]徐滤非.供配电系统[M].机械工业出版社, 2007.

[2]张炜.供用电设备[M].北京:中国电力出版社, 2004.

[3]夏国民.供配电技术[M].北京:中国电力出版社, 2004.

[4]翁双安.供电工程[M].北京:机械工业出版社, 2005.

电力稳压器 篇2

关键词：变压器色谱分析故障判别方法

摘要：电力变压器故障检测主要有电气量检测和化学检测方法。化学检测主要是通过变压器油中特征气体的含量、产气速率和三比值法进行分析判断，它对变压器的潜伏性故障及故障发展程度的早期发现具有有效性。实际应用过程中，为了更准确的诊断变压器的内部故障，色谱分析应根据设备历史运行状况、特征气体的含量等采用不同的分析模型确定设备运行是否属于正常或存在潜伏性故障以及故障类别。

0.引言

变压器故障诊断中应综合各种有效的检测手段和方法，对得到的各种检测结果要进行综合分析和评判，根据DL/T596—电力设备预防性试验规程规定的试验项目及试验顺序，通过变压器油中气体的色谱分析这种化学检测的方法，在不停电的情况下，对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断非常灵敏而有效。经验证明，油中气体的各种成分含量的多少和故障的性质及程度直接有关，它们之间存在不同的数学对应关系。

Abstract：

Therearetwomainmethodsforfaultdetectionofpowertransformer,electricaldetectionandchemicaldetection.Chemicaldetectionismainlyproductionrateandtheratioofthreetoanalysisandjudge,throughthetransformeroilcontentofgas.Itiseffectivetofindtransformerlatentfaultandfaultdegreeinearlystage.Inthecourseofpracticalapplication,inordertodiagnosistheinternaltransformerfailuremoreaccurately,Chromatographicanalysisshouldbeinaccordancewiththeequipmentpreviousrunningconditions,characteristicsofthegascontentandusingdifferentanalysismodeltodeterminewhethertheoperationofequipmentisnormalorequipmentexistlatentfaultandfaultcategory.

Keywords：TransformerChromatographicAnalysisTheDefect-judgementMethod

1.电力变压器的内部故障主要有过热性、放电性及绝缘受潮等类型

1.1过热性故障是由于设备的绝缘性能恶化、油等绝缘材料裂化分解。又分为裸金属过热和固体绝缘过热两类。裸金属过热与固体绝缘过热的区别是以CO和CO2的含量为准，前者含量较低，后者含量较高。

1.2放电性故障是设备内部产生电效应(即放电)导致设备的绝缘性能恶化。又可按产生电效应的强弱分为高能放电(电弧放电)、低能量放电(火花放电)和局部放电三种[1]。

1.2.1发生电弧放电时，产生气体主要为乙炔和氢气，其次是甲烷和乙烯气体。这种故障在设备中存在时间较短，预兆又不明显，因此一般色谱法较难预测。

1.2.2火花放电，是一种间歇性的放电故障。常见于套管引线对电位未固定的套管导电管，均压圈等的放电;引线局部接触不良或铁心接地片接触不良而引起的放电;分接开关拨叉或金属螺丝电位悬浮而引起的放电等。产生气体主要为乙炔和氢气，其次是甲烷和乙烯气体，但由于故障能量较低，一般总烃含量不高。

1.2.3局部放电主要发生在互感器和套管上。由于设备受潮，制造工艺差或维护不当，都会造成局部放电。产生气体主要是氢气，其次是甲烷。当放电能量较高时，也会产生少量的乙炔气体。

1.3变压器绝缘受潮时，其特征气体H2含量较高，而其它气体成分增加不明显。

值得注意的是，芳烃含量问题。因为它具有很好的“抗析气”性能。不同牌号油含芳烃量不同，在电场作用下产生的气体量不同。芳烃含量少的油“抗析气”性能较差，故在电场作用下易产生氢和甲烷，严重时还会生成蜡状物质;而芳烃含量较多的绝缘油“抗析气”性能较好，产生的氢气和甲烷就少些，因此，具体判断时要考虑这一因素的影响。

2.色谱分析诊断的基本程序

2.1首先看特征气体的含量。若H2、C2H2、总烃有一项大于规程规定的注意值的20%，应先根据特征气体含量作大致判断，主要的对应关系是：①若有乙炔，应怀疑电弧或火花放电;②氢气很大，应怀疑有进水受潮的可能;③总烃中烷烃和烯烃过量而炔烃很小或无，则是过热的特征。

2.2计算产生速率，评估故障发展的快慢。

2.3通过分析的气体组分含量，进行三比值计算，确定故障类别。

2.4核对设备的运行历史，并且通过其它试验进行综合判断。

3.油中主要气体含量达到注意值时故障分析方法

在判断设备内有无故障时，首先将气体分析结果中的几项主要指标，(H2，∑CH，C2H2)与色谱分析导则规定的注意值(表1)进行比较。

3.1当任一项含量超过注意值时都应引起注意。但是这些注意值不是划分设备有无故障的唯一标准，因此，不能拿“标准”死套。如有的设备因某种原因使气体含量较高，超过注意值，也不能断言判定有故障，因为可能不是本体故障所致，而是外来干扰引起的基数较高，这时应与历史数据比较，如果没有历史数据，则需要确定一个适当的检测周期进行追踪分析。又如有些气体含量虽低于注意值，但含量增长迅速时，也应追踪分析。就是说：不要以为气体含量一超过注意值就判断为故障，甚至采取内部检查修理或限制负荷等措施，是不经济的，而最终判断有无故障，是把分析结果绝对值超过规定的注意值，(注意非故障性原因产生的故障气体的影响，以免误判)，且产气速率又超过10%的注意值时，才判断为存在故障。

3.2注意值不是变压器停运的限制，要根据具体情况进行判断，如果不是电路(包括绝缘)问题，可以缓停运检查。

3.3若油中含有氢和烃类气体，但不超过注意值，且气体成份含量一直比较稳定，没有发展趋势，则认为变压器运行正常。

3.4表1中注意值是根据对国内19个省市6000多台次变压器的`统计而制定的，其中统计超过注意值的变压器台数占总台数的比例为5%左右。

3.5注意油中CO、CO2含量及比值。变压器在运行中固体绝缘老化会产生CO和CO2。同时，油中CO和CO2的含量既同变压器运行年限有关，也与设备结构、运行负荷和温度等因素有关，因此目前导则还不能规定统一的注意值。只是粗略的认为，开放式的变压器中，CO的含量小于300l/L，CO2/CO比值在7左右时，属于正常范围;而密封变压器中的CO2/CO比值一般低于7时也属于正常值。

3.6应用举例

3.6.1济源供电公司220KV虎岭变电站3#主变，1978年生产，1980年投运至今已运行28年，接近设备的寿命期。从开始的油色谱报告分析中就存在多种气体含量超标现象，对上述数据跟踪分析,有不同程度乙炔、乙烯、总烃超过注意值，考虑变压器运行年限、内部绝缘老化，结合外部电气检测数据，认为该变压器可继续运行，加强跟踪，缩短试验周期。目前此变压器仍在线运行。

3.6.220xx年4月15日,35KV黄河变电站1#主变预试时发现氢气含量明显增长。变压器型号为：SL7-5000KVA/35，8月投运，具体色谱数据如下：

分析结果:色谱分析显示氢气含量虽未超过注意值,但增长较快,为原数值的12倍,其它特征气体无明显变化,说明变压器油中有水份在电场作用下电解释放出氢气，同时对油进行电气耐压试验，击穿电压为28KV，微水测定为80ppm，进一步验证油中有水份存在。经仔细检查发现防暴筒密封玻璃有裂纹，内有大量水锈，外部水份通过此裂纹进入变压器内部。经处理后变压器油中氢气含量恢复正常。

4.故障产气速率判断法方法

4.1实践证明，故障的发展过程是一个渐进的过程,仅由对油中溶解的气体含量分析结果的绝对值很难确定故障的存在和严重程度。因此，为了及时发现虽未达到气体含量的注意值，但却有较快的增长速率的低能量潜伏性故障，还必须考虑故障部位的产气速率。根据GB/T7252—《变压器油中溶解气体分析判断导则》中推荐通过产气速率大小作为判断故障的危害程度，对分析故障性质和发展程度(包括故障源的功率、温度和面积等)具有重要的意义。当相对产气速率(每运行月某种气体含量增加值占原有起始值的百分数的平均值)，总烃的产气速率大于10%时应引起注意，变压器内部可能有故障存在，如大于40l/L/月可能存在严重故障。但是,对总烃起始含量很低的变压器不易采用此判据[2]。

4.2根据总烃含量、产气速率判断故障的方法

4.2.1总烃的绝对值小于注意值，总烃产气速率小于注意值，则变压器正常;

4.2.2总烃大于注意值，但不超过注意值的3倍，总烃产气速率小于注意值，则变压器有故障，但发展缓慢，可继续运行并注意观察。

4.2.3总烃大于注意值，但不超过注意值的3倍，总烃产气速率为注意值的1～2倍，则变压器有故障，应缩短试验周期，密切注意故障发展;

4.2.4总烃大于注意值的3倍，总烃产气速率大于注意值的3倍，则设备有严重故障，发展迅速，应立即采取必要的措施，有条件时可进行吊罩检修[2]。

分析结果:从7月～8月份跟踪试验数据认为,特征气体含量属正常范围,产气速率较小,考虑是新投运变压器,继续跟踪运行;9月份后发现乙烯、乙炔、总烃含量超过注意值，同时产气速率超过15%，乙炔、氢气增长较快。结合投运时电气交接试验情况，此变采用ABB油气套管，且变压器出厂时虽做局部放电试验，但油气套管未进工厂是在现场组装的。由于变压器套管直接与GIS设备连接，交接时无法进行主变局放试验。通过特征气体产生率、三比值法判断内部可能有火花放电存在，怀疑高压引线与套管连接处可能存在缺陷。经常规电气试验未发现异常，放油后检查发现，套管未端屏蔽罩固定螺丝三个中有一个较松动，但无明显放电痕迹，紧固后对油进行脱气处理，主变试运至今色谱分析正常。

5.根据三比值法分析判断方法

所谓的IEC三比值法实际上是罗杰斯比值法的一种改进方法。通过计算，C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6的值，将选用的5种特征气体构成三对比值，对应不同的编码，分别对应经统计得出的不同故障类型。应用三比值法应当注意的问题：

5.1对油中各种气体含量正常的变压器，其比值没有意义。

5.2只有油中气体各成份含量足够高(通常超过注意值)，气体成分浓度应不小于分析方法灵敏度极限值的10倍[3]，且经综合分析确定变压器内部存在故障后，才能进一步用三比值法分析其故障性质。如果不论变压器是否存在故障，一律使用三比值法，就有可能将正常的变压误判断为故障变压器，造成不必要的经济损失[3]。

5.3应用举例

分析结果：变压器差动、瓦斯继电器同时动作，甲烷、乙烯、乙炔、氢气、总烃含量均超过注意值数倍，可直接采用三比值法判断故障类型。查编码为102，属高能放电故障，可能会出现工频续流放电、绕组之间或绕组对地之间的绝缘油发生电弧击穿、调压开关切断电源等;结合外部电气试验测得B相高压绕组直流电阻不平衡率达25%，初步判断为B相绕组有严重电弧故障。吊罩检查发现B相高压绕组中性点处出现严重匝间短路，并有电弧放电痕迹，主变本体损坏严重。

6.结束语

变压器油中气体含量色谱分析方法能有效诊断变压器内部潜伏性故障的早期存在。具体应用中要根据故障或缺陷的不同发展阶段,采用不同的分析方法,结合设备的实际运行状况及外部电气试验数据,充分发挥油化学检测的灵敏性,正确评判设备状况或制定针对性的检修策略，提高变压器的运行可靠性。

参考文献：

1、谭志龙等编，电力用油(气)技术问答，中国电力出版社[M]，：89

2、王晓莺等编著，变压器故障与监测，机械工业出版社[M]，.3：51

电力变压器高压试验探讨 篇3

【关键词】电压器；高压试验；安全运行

电力变压器进行高压试验存在一定的风险性，因此在进行试验之前必须对试验过程中所涉及的各方面因素进行整体综合考虑，既要考虑试验的安全合理性又要保证试验顺利完成，这就必须对电力变压器高压试验的试验条件、试验方法、试验内容甚至试验安全性进行全面详细的了解和认识，并对电力变压器的相关数据进行有效研究和分析，作出科学合理的判断，争取在最安全、有效的环境下对电力变压器进行高压试验。

1.电力变压器高压试验的条件及方法

1.1电力变压器高压试验的基本条件为

在对电力变压器进行高压试验的过程中，为了尽可能提高高压试验流程的规范度以及高压试验结果的精确度，需要对高压试验中所用到的不同的额定条件进行一定程度的参考，并对额定条件中所包含的工行条件进行最大化的合理的有效提取，否则，难以保证电力变压器高压试验的规范化、合理化。条件为：（l）严格控制试验室的周围环境与温度，最高温度为40℃，最低温度为-20℃；（2）当试验室中空气温度为25-30℃时，应将相对湿度控制在85%以下；（3）在电力变压器的试验室安装中，应注意控制试验室的环境，严格控制影响变压器绝缘性能的气体、污垢、化学性积尘等；（4）在电力变压器高压试验中，应在电压升高过程提供足够的保护电阻，严防在超过试验规定的高压状态下断合变压器；（5）在变压器高压试验中，应严格控制额定容量与电压，并且保证其充分散热。

1.2电力变压器高压试验的试验方法

1.2.1常规试验按照相关试验仪器的接线原理进行接线，接线完成之后由相关责任人进行全面细致的检查，保证接线的安全性和准确性。其次接通电源，按照相关试验仪器的操作方法进行试验操作，并记录试验数据。试验完成后关掉试验仪器，并切断试验电源。

1.2.2交流耐压试验首先应该按照相关接线原理图来进行接线，接线完成之后由相关责任人进行全面细致的检查，保证接线的安全性和准确性。其次应该对控制箱中调压器的规范度进行检查，保证其调到“零”位，并检查电力变压器与控制箱对接线的接触是否良好。再次，当电力变压器电源接通后，亮起绿色指示灯时，试验人员就按下启动按钮，在红色指示灯亮起之后等待升压。在升压过程中，试验人员必须严格按照顺时针方向匀速旋转控制箱中的调节器，保证升压缓慢进行。在升压的过程中，还要密切关注相关仪表的变化情况和调压器运转情况。最后，当电力变压器高压试验完成后，试验人员必须迅速将电压调为“零”位，按下停止按钮后立即切断电源，最后不要忘了将电力变压器与控制箱的引线解开，清除掉一切安全隐患。

2.电力变压器高压试验的内容

为了保证电力变压器高压试验结果的精确性、真实性，必须严格按照相关规定，合理选取试验内容。电力变压器高压试验的内容主要包括：绝缘电阻的测量、泄露电流的测量、介质损耗因数测试、交流耐高压试验等。

2.1绝缘电阻的测量在电力变压器高压试验中，绝缘电阻的测量是最为方便、简单的预防性试验。在变压器的绝缘电阻的测量中，绝缘的整体受潮程度、过热老化程度、污秽情况等都可以同绝缘电阻的大小反映出来。以1台高压测电压110KV、容量31500KVA变压器的绝缘电阻测量为例，绝缘的吸收比与温度变化有着密切的联系，当温度达到35℃以上时，干燥绝缘的吸收比达到极限后开始下降，而受潮绝缘的吸收比则会发生不规则的变化情况。因此，在变压器的绝缘电阻测量中，一定要合理控制实验室的温度，以保证绝缘吸收比实测值的真实性。

2.2泄露电流的测量在电力变压器泄露电流的测量中，主要使用数显泄露电流的测试仪进行测量，其额定工作电压一般在2.5KV以下，明显低于变压器的额定工作电压。如果使用直流兆欧表无法满足试验中对于电压的要求，可以采取加直流高压的试验方法，以确保变压器泄露电流的测量结果的精确性。在高一情况下，如果变压器的泄露电流明显高于低压情况下的电流，则表明变压器的高压绝缘电阻小于低压绝缘电阻，即变压器本身存在质量缺陷，防泄漏功能也无法满足使用要求。

2.3变压比测量电力变压器的变压比测量方法主要有：双电压表法、变压比电桥法等，其中电压比电桥法是现场试验中常用的方法，其主要具有以下优点：不受电源稳定程度的限制；准确性和灵敏度高；误差可以直读；试验电压可以调整，比较安全。在电力变压器的变压比试验中，还可以同步完成连写组别的试验，而结线组别相同则是变压器并联运行的基本条件之一。所以，判断电力变压器的接线组别也是高压试验中不可缺少的一项。常用的试验方法有：交流电压表法，相位法发、变压比电桥法、直流感应法、组别表法等。组别表是一种常见的试验电力变压器组别、相序、极性的专用仪表，该表具有使用简便、反映直观、指示正确等优点。

3.高压试验应采取的安全技术措施

（1）在做高压实验前，要充分做好准备防止意外事情的发生.要严格按照国家相关的法律法规办事，严禁超出国家的规定范围。在高压实验之前要拉好防护网，引线四周，还要在网上写上“高压危险远离此处”等文字，以此警示外来人员。还要安排外来人员来监管高压重地，严禁非工作人员入内。（2）进行高压实验工作必须要有两人甚至两人以上的工作人员，并且选择其中一个有经验的人作为带头工作者，有序的进行工作并且作为负责安全人。在实验前，带头人要对每个工作人员进行合理的分工，促使工作有序进行。工作人员要明确有关安全的事项。对实验地点和环境不熟悉的以及实验标准不明确的或者对于自己的工作不明确的都不能开展工作。（3）高压实验的接线员一般是由资历比较浅的员工负责，之后由总负责人全面检查.检查接线是不是安全无误。安全措施是不是恰当，检查完成后要把所有人撤离到安全防护网之外，然后发出各就位的号令方可视为检查完毕。

4.结语

电力变压器的高压试验是一项繁琐复杂、科技含量高的试验项目，因此在高压试验过程中一定要慎重选择电力变压器高压试验的试验条件、试验方法和试验内容，并做好全方位的防护准备工作，选择高素质的试验人员，相信在这些综合因素的共同努力下电力变压器高压试验一定会安全、顺利的完成，获得最精确的试验数据，科学判断出电力变压器的综合性能。

参考文献

[1]钟声.浅析电力变压器高压的试验[J].科技信息，2011（17）

电力变压器及电力系统的电压调整 篇4

1 电压的偏移

电压的偏移是电力系统中存在的主要问题, 同时也是对系统可靠性以及稳定性造成影响的主要因素, 电压偏移的现象主要是由城市用电量的增多所导致的, 尤其是在用电的高峰期, 这一现象更是十分明显, 这对于我国居民用电效果的保证非常不利。

2 电压的调整

为了保证电力系统运行的稳定性, 就必须要将电压控制在一定范围内, 但需要认识到的是, 在电力系统的运行过程中, 受种种原因的影响, 电压出现偏移是非常常见的现象, 因此, 必须要做好电压的调整工作, 要使其能够一直被控制在相应的范围内, 这是保证电力系统整体运行效果的基础。

3 电压调整方法

想要使电压能够被有效的调整, 应用相应的调整方法十分必要, 就目前的情况看, 我国当前所应用的电压调整方法主要包括逆调压、顺调压、常调压等很多种, 以下文章主要就电压调整的一系列方法进行了分析:

3.1 逆调压:利用最大负载是来提高中枢点的电压与额定电压高5%相比, 用来补偿线路因负荷增加而产生的线路损耗在最小负载时降低中枢点地电压使它等于线路的额定电压防止造成低负载时的电压过高主要适用于负荷变化较大线路较长的大型电网优点和缺点:大多数逆调节模式的实现是非常困难的通常需要在中枢点配备一组贵重且先进的调压设备。

3.2 顺调压:最大负载时允许电压降低但不得少于102.5%的额定线电压在最小负载时允许电压升高但不超过107.5%的额定电压主要用于线不长负荷变化很小线路电压损失小的小型电网优势和劣势:顺调压是一种低电压调整需求最容易实现通常利用普通变压器抽头可以实现。

3.3 常调压:只要中枢点电压仍然在2%到5%的线路额定电压数值范围内就不需要根据负荷的变化来调整中枢点的电压主要适用于24 小时内负载变化不大, 线路电压的损失较小的中型电网优点和缺点:常调压模式比较逆调压方式要求低一般不需要配装贵重的调压装置, 通过调整普通变压器抽头或提供静电电容器来满足要求

3.4 调节发电机励磁电流改变机端电压:发电机是一种重要的调压设备在电网中不仅可以提供有功功率还可以提供无功功率通过调整发电机的励磁电流可调节电压当负荷较大时电网损失的电压较高, 终端用户电压很低可以通过增大发电机励磁电流来提高电网电压增强电压稳定性当负荷较小时电网损失的电压降低, 终端用户的电压升高可以通过降低发电机的励磁电流来降低电压适用环境:在供电线路不长且线路的电压损失不大的情况下, 调节发电机的电压是最方便经济的方法优缺点:在几个电厂并行的系统中假如调整个别电厂的母线电压将会导致系统中的无功功率再分配这将与无功功率的经济分配产生矛盾因此在大型电力系统中, 调节发电机电压只作为辅助的调压措施。

4 电压调整途径

考虑到电网负荷高峰时供电线路上电压的损耗将增大, 应将中枢点电压增大来弥补甚至抵消电压损耗的增大部分, 叫做逆调压方式。同理, 电网低谷负荷时相应的线路上电压损耗小, 将中枢点电压降低来补偿电压损耗减少的部分。供电线路较长、负荷变动较大的中枢点宜采用这种调压方式。采用逆调压时, 高峰负荷时可将中枢点电压升高到比额定值高5%, 低谷负荷时将其降为额定值。

另外, 通过调整变压器变比调整电压。双绕组变压器的高压绕组和三绕组变压器的高中压绕组一般都有若干个分接头可供选择, 通过选择不同的分接头, 使变压器变压比例发生变化, 从而达到调压目的。在无功充裕的系统中, 运用各种类型的有载变压器调压方便、有效, 而且有些负荷不采用有载调压变压器几乎就无法获得负荷需要的电能质量, 中低压配电网中因为输电线路电阻较大, 通过无功功率调压往往效果不够好, 经常不得不采用具有分接头的有载调压变压器。但是只有当无功充足时, 用改变变压器变比调压才会有效, 当系统无功不足时, 必须先增设无功补偿设备。若在无功不足时调节变压器分接头升压, 可能引起整个系统电压的“崩溃”, 因为节点电压平方与无功功率成正比, 若该点电压升上去了, 则该点所需要的无功会更多, 最终导致整个系统的电压继续下降, 导致电压“崩溃”。

5 做好变压器的维护工作

调整好电压非常重要, 但仅仅做好这一方面的工作是无法使电力系统的性能得到整体上的提高的, 除此之外, 还必须要做好变压器的维护工作, 针对这一问题, 可以通过以下方式入手来实现:

首先, 变压器中的油由于长时间使用而没有更换, 其中漏进了雨水和浸入了潮气, 再加上油温经常过热, 就容易造成油质的变坏。而油质变坏则导致变压器的绝缘性能受到影响, 这种情况就容易引起变压器的故障。变压器如果运行正常, 其中产生的电磁交流声的频率会相当稳定, 而如果变压器的运行出现问题, 在变压器中就会偶尔产生不规律的声音, 表现出异常现象。变压器正常运行时, 油位应保持在油位计的1/3 到1/4 之间。假如变压器的油位过低, 油位低于变压器上盖, 则可能导致瓦斯保护及误动作, 在情况严重的时候, 甚至有可能使变压器引线或线圈从油中露出, 造成绝缘击穿。若是油位过高, 则容易产生溢油。

在变压器的日常维护工作中, 要做到实时监视变压器的运行状况, 特别是在过负荷运行时, 更是要缩短监控的周期。定期巡视变压器的电压、电流、上层油温等, 并经常对变压器的外部进行检查。日常维护的具体工作有:对套管、磁裙的清洁程度进行检查并及时做好清理工作, 以保证磁套管与绝缘子的清洁, 避免闪络事故的发生;冷却装置运行时, 要确认冷却器进油管和出油管的蝶阀, 保证入口干净无杂物, 同时还要保证散热器也能够通畅进风。

结束语

电力变压器有源降噪方法的研究 篇5

1.1 研究背景及意义

随着社会经济的发展，环境问题越来越受到关注。噪声作为环境污染的第三大公害，一直让人们困扰。在日常生活中，人们经常会受到各种噪声的干扰。研究表明，噪声在55～60dB 范围，会让人感觉烦恼；在60～65dB 范围，会使烦恼度大大增加；在65dB 以上时，人体健康有可能受到危害。对于厂矿企业的工作人员，应保证噪声不超过85dB。噪声影响人们的身心健康、损伤听力以及相关的系统、降低工作效率,严重的甚至造成安全事故。为了消除或减少这些危害和污染，必须采取先进有效的噪声控制措施对日益严重的噪声进行控制，由于完全消除噪声是不可能的，而且也是不经济的，所以最佳的控制措施是通过噪声控制技术消除或减少产生噪声的根源。

从策略上讲，噪声控制可以从以下三个方面入手：噪声源、噪声传播途径和噪声接受者。传统的噪声控制技术主要是以研究噪声的声学控制方法为主，主要技术途径包括隔声处理、吸声处理、使用消声器、振动的隔离、阻尼减振等。这些噪声控制方法的机理是通过噪声声波与声学材料或声学结构的相互作用消耗声能，达到降低噪声的目的，属于无源或被动式的控制方法，可称为“无源”噪声控制(passive noise control)。这一方法对控制中、高频噪声较为有效，而对控制低频噪声效果不好。这是由于无源材料的声衰减性能随频率降低而变差，要取得与中、高频同样的降噪效果，就要增加材料的厚度或容重，从而使实际治理趋于庞大化，有时甚至难以实现。为此，需要采用有源噪声控制(active noise control)技术，它对低频噪声的控制效果很好，理论上消声量可达到很高，相对无源噪声控制技术而言，还具有系统小、重量轻、控制易等优点。随着现代控制技术和DSP 技术的迅猛发展，有源噪声控制技术不再仅限于实验室的研究，而是越来越容易实现，已经成为当前乃至今后长期研究的重要课题之一。

本文主要研究的是电力变压器的噪声控制。随着电力事业的发展，城市用电量逐年增加，在各大城市建设的大容量变电站也越来越多，这将不可避免的带来变压器噪声问题，它不仅污染了人们的居住环境和工作环境，而且给人们的生活和身心健康带来了巨大的损害，因而变压器噪声带来的危害也越来越被人们所关注。根据我国城市环境和电力变压器噪声标准，一般中小型电力变压器的噪声基本符合环境噪声的标准,但是大型电力变压器的噪声将会超出环境噪声的标准。在电力变压器噪声问题日益突显的今天，寻求有效降低变压器噪声的措施越来越重要。从电力变压器噪声频谱分析，除有中、高频成分外，主要是以低频为主，其中主要分布在100～500Hz，因此电力变压器低频噪声的控制是极具研究价值的。

目前国内对电力变压器噪声的控制主要是从变压器产生噪声的机理出发，对变压器本体噪声和冷却设备噪声进行控制。一般的方法是对变压器铁心材料进行改进，对冷却设备进行优化，对油箱振动进行抑制，采用减振、吸声、隔声等措施。上述办法对中、高频噪声较为有效，但对低频噪声作用就不明显了。目前，有源噪声控制技术的主要应用有：管道噪声有源控制及有源消声器，有源抗噪声耳罩和送话器，变压器、电站噪声有源控制，车厢内部噪声有源控制和飞行器舱室噪声有源控制等等。因此，在三维空间中，针对电力变压器低频噪声的有源噪声控制技术就显的越来越重要了。

1.2 电力变压器的降噪方法

电力变压器的噪声主要由两部分组成：变压器本体噪声和辅助冷却装置噪声。本体噪声包括铁心、绕组、油箱(包括磁屏蔽等)等产生的噪声；冷却装置噪声包括风扇和油泵噪声。

1.2.1 变压器本体噪声的降低

由于电力变压器的本体噪声主要是由铁心产生的，所以降低电力变压器的本体噪声，就要通过减弱铁心噪声实现。具体的措施是从改进材料和设计入手，即为：(1)选用平整度完好，波浪性小的硅钢片材料；

(2)硅钢片的表面绝缘涂层厚度在50～100 微米范围内为最好；(3)选取磁致伸缩小的高导优质硅钢片作为铁心；(4)铁心采用斜接缝、阶梯接缝或多级接缝；(5)铁心加紧力在0.08～0.12MPa 最为合适；

(6)从铁心的几何尺寸、结构形式和搭接面积方面根据要求合理设计(7)合理设计绕组的安匝数和分布位置,将漏磁面积减到最小。通过对铁心的适当控制，可降低变压器本体噪声5～10dB。

1.2.2 冷却设备噪声的降低

在设计时，只要我们合理的控制冷却系统的噪声，就可以有效地降低电力变 压器的噪声，具体措施如下：(1)为了除去风扇和油泵的噪声，在设计时应尽量采用自冷式代替风冷式或强迫油循环风冷式；

(2)加强油箱与散热片之间的结构，将它们焊接在一起来减小振动；

(3)根据负荷大小运用双速风扇, 在负荷较大时开启高速风扇，在负荷较小 时开启低速风扇。

1.2.3 传播途径的降低

噪声的产生不可避免，从噪声的传播途径出发，使噪声在传播过程中衰减，从而达到降低噪声的目的，可以通过以下措施实现：(1)在铁心垫脚处和磁屏蔽与箱壁之间加缓冲装置；

(2)在油箱钢板内放置岩棉、玻璃纤维等吸音材料作为隔音层；(3)使用隔声板将油箱做成全封闭式；(4)在油箱中安装隔音围屏；

(5)合理布放加强筋的位置，减小油箱振幅；(6)安装减振装置在油箱底部。

(7)在居民住宅区中可将变压器置于住宅楼半地下室夹层内，夹层与底层住宅间采用隔振措施。控制油箱的振动，并采取隔声、吸声等措施可降低噪声10～20dB。

1.2.4 变压器噪声的有源控制

变压器的噪声主要以低频噪声为主，通常在100～500Hz，同时具有明显的纯音成分，因此可有效地采用有源降噪系统进行控制。在变压器1米以内放置若干个噪声发声器，使它们发出的噪声与变压器发出的噪声互相抵消，利用两个声波相消性干涉或声辐射控制的原理，把变压器的噪声信号转变为电信号，然后放大激励噪声发声器，使得发出的噪声与变压器噪声振幅相等，相位相反，二者作用结果，相互抵消，从而达到降低噪声的目的。这种有源噪声控制系统具有很大的控制矩阵，可配

置许多调节器和传感器，它可将声控装置安装在油箱的任何部位。此声控系统有3个硬件，它们分别是调节器、传感器和电子控制装置。控制器通过专门设计的声音和振动调节器产生数字信号。利用振动调节器可有效停止变压器油箱的噪声传播。声音调节器在100Hz～400Hz范围内具有轻微的谐振，它们位于油箱壁表面，可有效抑制噪声[8]。有源噪声控制系统对变压器噪声的基频降噪量可达15～20dB。

目前许多文献已提出多种有源降噪的方法，有源噪声控制技术在低频降噪方是较易实现的，理论上消声量可达到很高，而且体积小，便于设计和控制。基于以上优点，本论文主要研究针对电力变压器低频噪声的自适应有源降噪方法。

1.3 国内外有源噪声控制技术的发展与成果

有源噪声控制（Active Noise Control，简称为ANC）技术，是指使用人为地、有目的地产生的次级声信号去控制原有噪声的概念和方法。它是利用两列声波相消性干涉或者声辐射控制的原理，通过次级声源产生与初级声源的声波幅值相等、相位相反的声波辐射，二者作用结果，相互抵消，从而达到降低噪声的目的。

有源噪声控制的概念是由德国物理学家Paul Leug(1898-1979)提出的。他在1933 年和1936 年分别向德国和美国的专利局提出了专利申请，此专利名称是“消除声音振荡的过程”。在这项专利中，Leug 利用了人们熟知的声学现象：两列频率相同、相位差固定的声波，叠加后会产生相加性或相消性干涉，从而使声能得到增强或减弱。因此Leug 设想，可以利用声波的相消性干涉来消除噪声。现在，人们一般都认为，Leug 的这项专利是有源噪声控制发展史上的起点[12]。所以，有源噪声控制技术的发展过程可分三个阶段：

第一阶段：继1933 年Paul Leug 提出“电子消声器”专利之后，Harry Olson 在上世纪五十年代初发表两份报告，并做出了一个“电子吸声器”实验装置。随 后不断有人进行这方面的尝试，如变压器噪声控制等。这标志着有源降噪的概念 已引起人们的重视并试图应用于实际。

第二阶段：从上世纪六十年代未至八十年代中期。这期间人们主要致力于管 道有源消声，这主要是由于在管道一阶截止频率下能产生近似的一维平面波，使 得理论分析和电路实现都比较简单。管道有源消声主要解决“声反馈”和消声频 段扩展问题，电子线路一般仅实现延迟、反相、功率放大等功能。这一时期的成 功导致出现管道有源消声器商品投入市场，并引起噪声控制人员对有源噪声控制 的极大兴趣。

第三阶段：由于高速数字信号处理芯片的出现以及信号处理技术，如自适应 滤波的进步，这一阶段有源消声的发展以自适应，三维空间有源消声为标志，这 一发展最终将导致实用的自适应有源降噪系统出现，并有可能使有源降噪成为一 种有效的噪声控制手段。关于三维封闭空间或有界空间有源消声，目前人们感兴 趣的主要有螺旋桨飞机舱室，汽车驾驶室，各类船舶舱室以及强噪声环境下工作 车间等的有源噪声控制。封闭空间有源消声从理论到技术实现上较管道有源消声 都要复杂得多。围绕这个问题，近几年来人们的研究兴趣主要集中在两个方面：(1)针对不同的噪声源和消声环境，对一定的消声空间(局部或全空间)，消

声频段，从理论上探讨消声的可能性及可行性；确定消声准则；设计优化消声所 必需的传感器阵和次级声源阵；探讨消声机理等。

(2)根据系统设计要求及噪声统计特性，设计并实现符合要求的控制器(包括控制器的结构和算法)。当前有源噪声控制技术一般应用到如下的场合：(1)管道声场；(2)自由声场（如旷野中的变电站噪声、大型电力变压器噪声、交通道路噪声、鼓风机

和抽风机等机械设备向空中辐射的噪声等）；(3)封闭空间声场（如办公室、工作间、汽车车厢、船舶、飞机舱室中的噪声）。因为有源噪声控制技术在低频范围、硬件可行性及成本等方面有着无源噪声控制技术无可比拟的优越性，所以它已经成为噪声控制界的一个研究热点。随着有源降噪技术的日趋成熟，一些工程设计也取得了良好的效果，如管道有源消声器和有源降噪耳罩等。世界各国的公司也纷纷推出自己的产品，如美国DIGSOMX 公司推出的管道有源消声系统，在40～150Hz范围内消声量为12～20dB；BOSS 公司设计的有源抗噪声耳罩在30～1000Hz 范围内获得约25dB 的降噪量。

有源噪声控制研究在20 世纪80 年代中期至90 年代中期达到高潮，其中以英国南安普敦大学声与振动研究所(ISVR)的P.A.Nelson、S.J.Elliott 等人的研究最为出色。他们的研究以抵消螺旋桨飞机舱室噪声为主要应用背景。除此之外，还研究了封闭空间声场中存在结构——声腔耦合的情况下有源控制规律、声波通过弹性结构透射进入声腔的有源控制、双层结构有源隔声、分布声源控制结构声辐射等等。他们在有源噪声控制应用方面最典型范例是：在一架BAe748 双发动机48 座螺旋桨飞机，其巡航速度发动机转速为14200r/min，因而其桨叶通过频率基频为88Hz。为了抵消此飞机的舱室噪声，他们用16 只扬声器做次级声源、32 只传声器作误差传感器，这种次级声源和误差传感器布放有效地将88Hz 的基频噪声降低了13dB。

从国内情况看，从事有源噪声控制技术比较早的单位有南京大学、上海交通大学和中科院声学所。另外，海军工程学院振动与噪声控制室、西北工业大学声学所也在这方面做了大量工作。上海交通大学的孙旭提出了基于FLMS 算法的次级通道模型误差下的性能分析。张玉磷等人在传统的LMS 算法基础上利用小波变换原理提出了小波变换自适应算法(WLMS)对噪声进行控制，这种算法通过仿真实验验证了，它在收敛速度和稳态失调量方面都优于传统的LMS 算法。利用多层神经网络原理，针对三维空间传播的宽频带空调噪声，张菊香等人运用多层感知神经网络的有源降噪控制系统，可以取得良好的降噪效果。从上世纪八十年代就开始研究有源噪声控制技术的陈克安、马远良等人在详细总结归纳了自适应有源噪声控制的基本原理、算法和结构的基础上，提出并推导了滤波-X 型最小均方算法、滤波-X 型最小二乘算法、间歇自适应LMS 算法、间歇自适应RLS 算法和滤波-U 算法。

1.4 自适应有源噪声控制发展的状况

在20 世纪80 年代以前，有源噪声控制系统中的控制电路均采用模拟电路。随着研究的深入以及研究领域的扩大，人们在应用这种电路时碰到了越来越多的 困难，主要原因在于：

(l)待抵消的噪声（初级噪声）特性几乎总是时变的；

(2)控制系统（控制器、初级传感器和误差传感器）传递函数、消声空间中的一些非可控参数经常随时间发生变化（以上两点要求控制器传递函数具有时变特性，而模拟电路难以胜任）；

(3)对于复杂的初级声源，以及谋求扩大消声空间时均要求采用多通道系统（指系统中包含多个次级声源和误差传感器），这种控制器的传递函数十分复杂，用模拟电路无法实现。

因此，需要一种具有自动跟踪初级噪声统计特性，控制器特性可随时间而变化的自适应有源噪声控制（Adaptive Active Noise Control，简称为AANC)系统。20 世纪80 年代初，C.F.Ross 和A.Roure 等人提出了具有“自适应”功能的有源控制系统[16~18]，但这种“自适应”与我们目前指称的自适应在基本原理和系统实现上均有

根本差异。真正意义的自适应有源控制是在自适应滤波理论得到充分发展以后提出来的。我们现在所说的自适应有源噪声控制系统一般指的是B.Widrow 等人提出的自适应抵消器(adaptive noise canceller)应用于有源噪声控制时构成的系统。自适应有源噪声控制系统的核心是自适应滤波器和相应的自适应算法。自适应滤波器可以按某种事先设定的准则，由自适应算法调节其本身的系统特性以达到所需要的输出。1981 年，J.C.Burgress 首次将自适应滤波理论应用于有源噪声控制，并对系统的构成及算法作了计算机仿真研究，提出了著名的滤波-X LMS算法。

自适应有源噪声控制主要内容包括：(1)控制方式(前馈控制和反馈控制)的选择；(2)次级声反馈的影响及其解决方法；

(3)次级通道(主要指次级源到误差传感器之间的声传递通道)传递函数对系统性能的影响；

(4)次级通道传递函数的自适应建模；

(5)单通道自适应有源控制算法瞬态和稳态性能分析；(6)多通道自适应算法性能分析及快速实现；(7)不同目标函数下自适应算法的改进；(8)自适应滤波器的硬件实现。

自适应滤波器的结构按单位采样响应时间可以分为：有限脉冲响应(Finiteduration Impulse Response，简称FIR)滤波器和无限脉冲响应(Infiniteduration Impulse Response，简称IIR)滤波器。由于横向滤波器(FIR)的瞬态和稳态误差性能已经得到了充分证实，而且其滤波器的结构仅包含零点，因而是无条件稳定的，并能提供线性相位特性。

自适应有源噪声控制系统的关键在于其控制算法，最为常用的是LMS、FLMS、RLS、滤波-U、多误差LMS 等算法。而FLMS 算法的运算量相对较低、易于系统实现，因而在自适应有源降噪的控制系统实现中得到了广泛应用。但也存在一些不足：采用常数步长，因而收敛较慢，当初级噪声为有色噪声时，算法的收敛性较差；由于收敛较慢，宽带消声效果差，难以跟踪时变噪声。为此提出了很多经典的改进型算法，例如：归一化FLMS 算法、泄露FLMS 算法、FRLS 算法等等。另外，为了消除次级声反馈的影响，改善FLMS 算法的稳定性的收敛性能，许多学者提出了基于不同结构及自适应算法的自适应滤波器，如许多研究者提出了消除次级声反馈的IIR 自适应滤波器。拓宽消声频带改善收敛性能的递推最小二乘法以及格型滤波算法等等。

1.5 本文所作的工作

针对电力变压器的低频噪声问题，本论文首先介绍了的自适应有源噪声控制技术的原理与结构，并对单通道滤波-X LMS 算法和多通道滤波-X LMS 算法进行了研究，其次详细分析比较了三种经典的有源前馈控制算法——归一化FLMS 算法、泄露FLMS 算法和FRLS 算法，并在传统的FLMS 算法基础上提出了改进的FLMS算法。最后在对自适应滤波器结构和算法研究的基础上，基于改进的FLMS 算法运用MATLAB 软件编程和SIMULINK 工具建模，分别对输入初级噪声为单频正弦信号和窄带信号情况下进行仿真分析实验。通过系统的仿真实验，验证了改进的FLMS 算法理论分析、系统结构和算法的可行性与正确性。论文共分五章：

第一章概述了本课题的研究背景和意义以及当前电力变压器的传统降噪方法，评述了针对电力变压器低频噪声的有源噪声控制技术的发展和成果，并对自适应有

源噪声控制发展的状况进行了简要介绍。

第二章主要介绍了有源噪声控制中的自适应滤波原理、结构与算法，在重点研究了自适应有源前馈控制系统模型的基础上对单通道滤波-X LMS 算法的性能进行了详细分析，并对多通道滤波-X LMS 算法做了简要介绍。8

第三章分析比较了三种经典的有源前馈控制算法——归一化FLMS 算法、泄露FLMS 算法和FRLS 算法，并在传统的FLMS 算法基础上提出了改进的FLMS 算法。

第四章主要通过一系列的仿真实验定性定量的分析噪声的频率、滤波器的长度和收敛因子的大小对各种算法的收敛特性和稳态误差特性以及降噪量的影响；运用MATLAB 软件计算机仿真，将对输入信号分别为正弦信号和窄带信号两种情况下进行仿真实验。并针对各种不同的算法将在两种不同输入情况下对不同参数进行计算机仿真实验，从理论上分析验证FLMS 类算法和FLRS 类算法主要参数对算法性能的影响。最后基于改进的FLMS 算法利用SIMULINK 工具建立一个自适应有源噪声控制系统模型，分别对单频噪声和窄带噪声信号激励下自适应有源噪声控制系统的降噪效果进行研究，验证改进的FLMS 算法的可行性与正确性。

第五章概括性的总结了本文所作的主要工作，得出了主要结论，并展望了有源噪声控制技术有待进一步研究和解决的主要问题。

论文大纲

第一章 绪 论.1.1 研究背景及意义

1.2 电力变压器的降噪方法

1.3 国内外有源噪声控制技术的发展与成果 1.4 自适应有源噪声控制发展的状况 1.5 本文所作的工作

第二章 有源噪声控制中的自适应滤波原理与算法.2.1 有源噪声控制原理

有源噪声控制又称反声（antisound）、有源噪声抵消（active noise concellation）、有源降噪（active noise reduction）、有源吸收（active sound absorption）等。以主动产生一个声场来抵消另一个现有声场的技术。1947年奥尔森（H.F.Olosn）就提出有源噪声控制技术，但进展不大，直到80年代以来，由于信号处理技术和电子技术的高度发展才有了明显的进展。现代有源噪声技术是声学、信号处理技术、控制工程学和电子学的交叉综合运用。其基本过程为：用传声器提取现有噪声的信息，经“实时”分析后筹建一反声信号，再用扬声器（次级声源）“实时”播放反声信号。反声信号与现有噪声产生相消干涉，从而使该区域内的噪声得以降低。现有噪声的能量可能被次级声源吸收，也可能仅仅被转移到其它区域。有效噪声控制的效果与“实时”很有关系。对低频噪声做到“实时”较容易，故有源技术对控制低频噪声特别有效。现代有源噪声控制的内容有两个方面：一是噪声源抑制（或全空间消声），二是局部声吸收；二者原理相同，只是次级声源的布置不同。有源噪声控制有局限性，主要是有效频带很窄。但使用自适应技术和高速计算机则可部分克服这些缺点而提高效益。有源噪声控制的应用目前还不广泛，但有潜在前景，可望用于各中风机、汽轮机、内燃机、压缩机的进排气管道噪声、变压器等室外空间噪声源和机舱、燃烧室等封闭噪声场的抑制，还可做成抗噪声送、受话器。

有源噪声控制（ANC）技术依靠现存的初级噪声和由电子控制器产生的反相位次

级噪声间的相互干涉来实现（Nelson and Elliott，1992年；Hansen and Snyder，1997年；Kuo and Morgan，1996年）。简单的自适应有源噪声控制系统通过处理参考信号产生控制信号来驱动次级声源，用误差信号来反映系统控制性能。自适应滤波器需要推算从声场参考传感器和误差传感器（初级反馈）到补偿声源和误差传感器（次级反馈）间的传递函数。由于有源噪声控制系统适用于低频噪声的控制，所以，有源控制方法只能作为传统无源控制的补充。2.2 自适应滤波原理与算法.2.3 自适应有源前馈控制系统模型.2.4 滤波-X LMS 算法.2.5 次级通路自适应建模.2.6 多通道滤波-X LMS 算法.第三章 有源前馈控制算法及传统FLMS 算法的改进.3.1 FLMS 类算法

3.2 RLS 类有源控制算法.3.3 基于传统的FLMS 算法的改进算法 第四章 有源噪声控制系统的仿真实验 4.1 实验条件 4.2 实验方法.4.3 正弦信号激励下有源噪声控制系统的仿真实验.4.4 窄带信号激励下有源噪声控制系统的仿真实验.4.5 基于改进的FLMS 算法的SIMULINK 仿真实验 4.6 本章小结.第五章 结论与展望 参考文献

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电力高压试验变压器控制要点 篇6

摘 要：在电力系统以及相关的电力科研部门当中，应用最为广泛的就是电力高压试验变电器，为了研发出功能更为全面的变压器，就需要对变电器的功能进行多方面的分析，在高压环境之中进行变压器的研发，有利于提高变电器的绝缘性，因此本文主要分析了电力高压试验变压器的控制要点，为电力高压试验变压器的发展提供推动力。

关键词：电力高压试验；变电器；控制

中图分类号： TM8 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-163-2

0 引言

电力高压试验变电器的使用范围非常广泛，由于变电器的体积较小，并且质量较轻，所以人们在开展电力试验的时候能够方便安置，不会造成空间占用浪费的情况，但是其所能够发挥出来的最大优势就在于其功能比较齐全，不需要通过其他的辅助设备来帮助其发挥性能，有利于降低电力高压试验的成本，但是要想将变电器的优势体现出来，就需要有效的控制变电器的各个方面，从而保证变电器的运行有效性。

1 电力高压试验变压器控制的重要性

1.1 变压器的自身优势

在电力系统当中，最为重要的设备之一就是变压器，电能要想有效的进入到人民群众的家中，最重要的基础就是变压器，电力高压试验变压器之所以具有普通的变电器所不具有的优势，主要就是由于其体积小，有利于在使用的过程中方面安置，能够为其他电力设备的安置提供充足的空间；同时其还具有重量轻的优势，电力设备一般体积和重量较大，但是在操作的时候，体积和重量都会影响到操作人员的操作，因此电力高压试验变压器能够方面操作人员随时处理，在进行新设备更换的时候，只需要少数的操纵人员就可以完成；此外，它还具有结构紧凑的优势，主要就是因为变压器的体积小，导致其结构比较紧凑，这样才能够在操作的时候，方便人员的查找，缩短操作时间；变压器具有功能齐全的优势，电力人员对电力高压试验变压器的青睐主要是因为其功能比较齐全，与普通的变压器相比，电力高压试验变压器不需要其他的复制设备来实施功能，因此所占的空间较小。而电力高压试验变压器的优势不仅如此，其通用性也十分强，这种变压器能够在多种环境之下适用，没有过多的环境限制，并且也能够在使用的时候与其他设备相结合，操作十分的简便，操作人员在使用变压器的时候，不需要拥有较强的素质，只需要懂得简单的基本操作就能够完成变压器的操作，因此电力高压试验变压器的使用十分的广泛，但若是预先没有展开相关的控制工作，那么这种变压器的优势也很难发挥出来，操作人员也容易陷入到操作误区当中。

1.2 变压器使用的广泛性

电力高压试验变压器主要是在电力系统和科研部门等领域之中得到利用，但是在寻常的家庭之中，也得到了广泛的应用。在电力系统和科研部门中之所以需要应用电力高压试验变压器，主要是为了更好的开展试验，研发出更为合适的变压器，在现如今的高压环境之下，为了满足现实的需求需要不断展开变压器绝缘强度的实验，所以在高压试验之中必须要利用到电力高压试验变压器，所以我们需要对电力高压试验变压器进行有效的控制，在试验当中确保其质量，才能够保障其在试验之中不发生异常，影响到试验的最终结果。

2 电力高压试验的具体内容

只有通过正确的试验，选择适宜的内容进行试验才能够保证试验结构的科学性和准确性。

2.1 泄露电流的测量

首先需要利用相关的专业仪器对卸扣电流进行测量，但是一般仪器的额定电压都处于0～2.5kv之间，与变压器的额定变压不相符，由于直流兆欧表没有办法满足试验的要求，所以就需要利用直流加压的方法来满足试验的电压需求。但若是处于高压的环境之下，变压器的泄露电源将要与低压环境中的泄露电流，低压绝缘电阻也将远远大于高压的绝缘电阻，这就说明变压器的质量存在一定的问题，无法继续使用。

2.2 绝缘电阻的测量

在电力高压试验当中，最为基本的测量内容之一就是绝缘电阻的测量，一般可以利用变压器来进行测量，能够快速的将绝缘体的老化或是污秽、受潮问题反映出来，但是在绝缘电阻的测量试验当中，最为重要的就是对环境温度的控制，以此来保证试验结果的真实性和准确性。

2.3 变压比的测量

测量变压比的方法有电桥法和双电压表法等，二者都有优点。电桥法的稳定性较强，存在有较小的误差，并且在测量的时候具有灵敏而准确的特性，具有安全性，所以在进行变压比测量的时候运用较多。但是在电力高压试验当中，必不可少的一个环节就是判断变压器的结线组别，主要是为了保证变压器处于并联运行的状态当中。

2.4 局部放电

通过局部放电能够将试验品的绝缘性能大致的反映出来，可以分为两种局部放电方式：首先是对电压进行设定为工频耐压，而后对试验电压进行10到15分钟的降低，确定局部的放电量；第二种放电方式与第一种具有较大的相似性，最大的差别是将工频耐压进行替换，通过运行1至1.2小时的电压来进行局部放电，主要是检验变压器在长期的运行之中，是否有局部放电的问题。

2.5 介质损耗因素测试

在电力高压试验当中最为基本的测试之一就包括对介质损耗因素的测试，其作用同样是对绝缘性能的测量。绝缘损耗与介质损耗是不可分割的两个个体，在变压器正常运行的基础上，对介质损耗因素进行测量就能够充分的了解变压器的绝缘体是否有问题，是否有受潮的问题或是绝缘体损坏的问题。介质损耗因素的测量结果与泄露电流测量结果相比更具准确性，主要原因是介质损耗因素测试不受其他设备和电压的影响。

3 分析电力高压试验变压器控制要点

3.1 运行电压

变电器主要就是为了控制电压而存在的，因此要想在试验变电器的时候利用电力高压试验变压器，就需要严格的对其进行控制，若是变压器在自身的电压运行之中出现了问题，那么就会影响到变电器的试验结果。电力高压试验变压器在进行运作的时候，有自己特殊的使用方法、额定功率和效率，所以在展开电力高压试验变压器的使用时，需要提供额定的电压范围，以提高它的运行效率，避免电压过高或者过低导致的变压器损耗的情况，若是变压器在长时间内进行超负荷运行，那么电力高压试验变压器的寿命将会大大降低，所以人们在日常生活当中需要将电力高压试验变压器的电压进行良好的控制，将电压控制在额定电压之内。

3.2 选择正确的组件

为了帮助电力工作人员能够在普通的工作之中更好的对电力高压试验变压器进行科学的了解和合理的控制，就需要选择正确的组件，以保证电力高压试验变压器的安全运行，保障居民的生活用电。选择正确的电力高压试验变压器组件能够支持导电部分支持物，或者支箱壳绝缘，并且优良的组件能够对电力交流的重要措施提供保障。在电力公司之中，利用合理的电力高压试验变压器组件能够帮助电力高压试验变压器的组装更为科学，促进其运行安全有效，使得电力的通过安全没有阻碍，将电能安全有效的输送到每个用电家庭当中。

3.3 了解工作原理

在日常生活当中，人们必须对电力高压试验变压器的工作原理进行充分的了解，这样才能够展开更好的控制。在一般的情况之下电力高压试验变压器都是通过电磁感应原理来进行交流电压装置的改变，初级和次级线圈以及铁芯就是它的主要构件。电流通过初级线圈的时候若是能够进行良好的控制，那么所产生的电磁感应现象也能够得到良好的控制，从而更好的控制电力高压试验变压器。

3.4 防止过载运行

普通的电力公司以及电力工作人员对相关的电力高压试验变压器的保护和安全运行守则不太了解，所以很有可能使得电力高压试验变压器处于超负荷的运行之中，这种错误的方式极有可能引起线圈发热，长期如此导致绝缘逐渐老化，出现闸件、相见和地短路的情况，还可能导致油分解。因此需要放置电力高压试验变压器过载运行，只有保证其在合理运行，才能够增加电力高压试验变压器的使用寿命，促进电力安全传输。

4 结语

本文主要对电力高压试验变压器的控制要点进行了分析，由于在日常生活当中变压器的使用十分广泛，所以为了发挥其作用，需要对运行的电压、组件和工作原理进行分析，还要避免出现电力高压试验变压器过载运行的情况，在实施控制的时候只要充分的把握以上几点，就能够保证其控制的效果。

参 考 文 献

电力变压器的故障处理 篇7

1电力变压器概述

当今社会发展中, 任何一种产业工作都离不开电能, 不管是工业生产, 还是农业、商业、林业乃至建筑业, 在工作中都需要充足的电能作为能源保障。而发电厂发出的电能往往都需要经过远距离的传输才能达到用电地区且供给用户进行使用。在这个时候为了减少输电系统中的电能无功损耗、提高电能输送稳定性、安全性和可靠性, 通常都采用较高电压的输电方式, 这样则需要的电流量很小, 因为电压与电流之间存在正比关系, 而线损和电流成正比但却与电压关系不大, 因此采用高电压进行电能传输则有效减少了电能武功问题。但时至今日要想生产出电压较高的发电机还存在众多的技术难题, 基于此以升压、降压为主的变压器便成为电力系统中不可或缺的一部分, 它是减少电能无功损耗的关键, 也是保证电力事业持续、健康发展的主要途径。

在电力变压器运行中, 由于各种原因的影响使得它经常会产生一些故障问题, 而这些故障问题一旦发生, 都会影响到电力系统电能的正常供应, 甚至造成部分用户供电中断等现象。如果这个时候这些故障得不到及时有效的处理, 那么必然给电网安全造成威胁, 甚至引发重大安全事故。

2电力变压器常见故障诊断

对于电力变压器运行而言, 它一旦产生故障通常都会伴有一些异常情况出现。对于那些经常丰富的工作人员而言, 他们能及时根据变压器异常状况了解到变压器的运行问题, 并及时进行处理, 减少故障的发生, 但大多情况下由于这些异常情况都是轻微的现象, 因此很难被人们发现。因此这里我们有必要对常见故障现象进行分析。

2.1导电回路故障

导电回路故障的发生大多情况都是与引线接触不良相关的, 就过去变压器故障发生实践得出, 这些故障的出现往往都是线圈导线焊接质量不达标、连接不紧密等因素引起的。在工作中, 如果结构连接不好, 那么变压器在长期不停歇的运行中必然会出现高温烧断等现象, 最终导致变压器停止运行, 给电网运行安全构成威胁。在这个时候的变压器故障检查中, 我们则主要是根据变压器温度变化、是否有雨水浸入变压器等环节进行检查, 如果出现这种情况, 则需要及时有效的进行处理, 避免因为发热以及雨水影响而造成更大事故的发生。

2.2绝缘故障

大型电力变压器内部的绝缘层往往都是由油、纸、纸板、橡胶等材料组成的复合型绝缘层, 这种结构在电能、机械、热能等作用下不断损耗和老化, 特别是那些已经接近使用寿命的变压器, 其绝缘材料在变压器长期运行中各种器件都已经出现了老化现象, 其中以绝缘层老化最为突出, 因此在检查的时候要能高度重视这方面内容。由于绝缘层故障在出现之前往往都会表现出油质不良、油温升高、局部升温等现象, 因此我们可以从这些方面来对电力变压器绝缘层故障进行诊断。

2.3调压开关故障

调压开关故障的产生往往都是因为调压开关触头安装并不合理, 调压开关触头的线圈松动以及开关线圈被高温烧断等问题, 这个时候我们可以利用电流表、电压表来诊断开关结构部位的电流、电压情况, 并且感受接线处的温度, 从而科学诊断这一部位是否存在故障。

3变压器的故障处理

上面对变压器的常见故障及其形成原因做了系统的阐述和分析, 可见电力变压器产生故障的现象和原因都是多面性的, 其中既有设计和技术中的缺陷, 也有安装和检验中的隐患, 因此在日常工作中为了确保电力变压器的正常运转, 必须加强对变压器的维护工作和预防工作。

3.1铁芯损坏

铁芯故障是目前变压系统中最常见的硬件故障之一, 造成这种缺陷的原因主要是由于铁心柱或者铁芯的加紧螺栓出现松动和绝缘遭到破坏, 同时在穿心螺栓与铁芯叠片之间的连接点出现隐患, 使得出现了环引电流, 这种电流发热使得贴心出现烧毁或者烧损现象, 因此出现了电流故障和裂损, 一般在现阶段的这种粗张处理之中, 通常都是采用掉芯进行外观检查, 也有工作人员在工作中采用直流电压和电流法进行绝缘电阻预测, 从而对其中存在的问题进行检查和处理。

3.2铁芯接地片断裂

变压器在运行中, 由于内部金属构件受到悬浮电位的影响而出现不良反应及断开, 这种现象的出现容易产生电流的连续性放电, 同时在电压控制之中由于内部出现损坏, 经常会出现内部的杂音和其他声音, 这种现象的出现要及时的进行修复和处理, 主要由于这种问题的出现容易造成继电器的损坏。一般这类现象出现的主要原因在于接地片在连接中螺栓没有拧紧。因此在检查和处理中一般都是对掉芯检查接地片, 同时更换已经损坏的接地片。

3.3加强技术措施进行预防

加强变压器保护的年检以及继电保护的定值、保护压板的管理工作。确保其动作的正确性, 杜绝故障时因保护拒动对变压器造成的损害。加强技术监督工作, 严禁设备超周期运行, 对室内母线及瓷瓶定期清扫, 及时进行耐压试验, 确保设备绝缘良好。

3.4管理措施

必须持之以恒地注意变压器的试验设备、试验方法的研究与改进。坚持试验判据的及时整理、归档与积累, 这样不但使工作人员在监测变压器运作时有学习和对比, 更能不断提高工程技术人员对现场事故综合分析、判断和驾驭事故处理的能力。

结束语

电力变压器是一种通用设备, 在电力系统和供电系统中占有十分重要的地位。变压器故障是不可避免的, 必须加强对其故障类型及其发生类型的分析, 了解导致其发生的原因, 并找出相应的维护措施, 减少电力变压器故障的发生。对变压器运行过程中发生的异常现象, 应及时判断其原因和性质, 迅速果断地进行处理。

参考文献

[1]保定天威保变电气股份有限公司.变压器试验技术[M].北京:机械工业出版社, 2001.

[2]马卫平, 王朔, 程方晓.油-气套管变压器现场局部放电试验及故障诊断[J].吉林电力, 2004 (2) .

电力变压器的继电保护 篇8

在电力系统中广泛地用变压器来升高或降低电压。变压器是电力系统中不可缺少的重要电气设备。

变压器的故障可以分为油箱外和油箱内两种故障。邮箱外的故障, 主要是套管和引出线上发生相间短路以及接地短路。邮箱内的故障包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。对于变压器发生的各种故障, 保护装置应能尽快地将变压器切除。实践表明, 变压器套管和引出线的相间短路、接地短路、绕组的匝间短路是比较常见的故障形式;而变压器邮箱内发生相间短路的情况比较少。

电流纵差动保护不但能够正确区分区内外故障, 而且不需要与其他元件的保护配合, 可以无延时地切除区内各种故障, 具有独特的优点, 因而被广泛地用作变压器的主保护。

2 继电保护的特点

2.1 可靠性高

继电保护的可靠性主要是指, 配置合理、质量技术良好的继电保护装置, 正常的运行维护和管理, 在继电保护内部有一个数据库收集了各种不同故障的表现形式, 因此, 在变压器运作时如有异常, 继电保护就可以根据数据库的数据分析, 对发生的故障进行阻隔, 并重新制定工作轨道, 有效避免故障对整个电路的影响, 保证供电系统的正常运行。

2.2 实用性强

引发变压器故障的原因多种多样, 我国地域辽阔, 南北跨越多个不同的气候带, 因此, 不同地域的变压器外部环境也存在着较大的差异, 但是经过系统的数据分析和案例分析, 可以将所有故障归纳为相应的几大类型, 进行数据存档。所以, 在继电保护装置运行过程中可以通过这些数据的分析, 对常见的一些故障进行有效解决。能够及时排除故障, 使故障处理得当, 操作性强, 正是这些重要因素使其不断的得到广泛运用。

实现远程监控, 传统的变压器继电保护管理工作是由电力系统工作人员来完成的, 可是, 对于一些偏远地区和交通不便的山区来说, 人工管理工作难度大, 环境差, 还需要工作人员进行24h不间断监控。因此, 传统的变压器继电保护工作不仅浪费人力, 经济成本还高。继电保护装置的安装能够有效的解决这些问题, 通过变压器继电保护装置和网络的链接, 可以做到对变压器的运作无人不间断监控。继电保护装置的安装不仅节约人力资源和经济成本, 还能监控的准确性, 这一优势对偏远地区和交通不便的山区来说尤为重要。

3 电力变压器的继电保护措施

3.1 电力变压器纵差保护接线

对于三相变压器, 且采用Y, d11的接线方式, 由于Y侧采用了两相电流差, 该侧流入差动继电器的电流增加了倍。为了保证正常运行及外部故障情况下差动回路没有电流, 该侧电流互感器的变比也要增加倍, 即两侧电流互感器变比的选择应该满足:

变压器两侧电流互感器采取不同的接线方式, Y侧采用Y, d11接线方式, 将两相电流差接入差动继电器内, d侧采用Y, d12的接线方式, 将各相电流直接接入差动继电器内。对于数字式差动保护, 一般将Y侧的三相电流直接接入保护装置内, 由计算机的软件实现功能, 以简化接线。

3.2 纵差动保护的整定计算

(1) 躲过外部短路故障时的最大不平衡电流, 整定式为:

式中:Krel———可靠系数, 取1.3;

Iunb.max———外部短路故障时的最大不平衡电流。

是由于电流互感器计算变比和实际变比不一致引起的相对误差。nTA1=600/5, nT=35/10.5, nTA2=1500/5, 带入求得△fza=0.23。

△U———有变压器分接头改变引起的相对误差, 由于本设计没有分接头, 所以取0。

Knp———非周期分量系数, 取1.5。

Kst———电流互感器同型系数, 取1。

0.1———电流互感器容许的最大稳态相对误差。

Ik.max为外部短路故障时最大短路电流, 前面计算得13.4625k A。

最终求得Iunb.max5115.8A, 则Iset=6650.5A, 折算到二次侧Iset=6650.5×5/1500=22.2A。

(2) 躲过变压器最大的励磁涌流, 整定式为:

式中:Krel———可靠系数, 取1.3;

Kμ———励磁涌流的最大倍数, 取6;

IN———变压器额定电流, 取10k V侧为412.39A。

求得Iset=3216.7A, 折算到二次侧为10.72A。

(3) 躲过电流互感器二次回路断线引起的差电流, 整定式为:

式中:Krel———可靠系数, 取1.3;

I1.max———变压器的最大负荷电流。取10k V侧的866.03A。

求得Iset=1125.8A, 折算到二次侧为3.75A;

取最大值整定值为Iset=33.2A。

3.3 变压器瓦斯保护

瓦斯保护是指通常电力变压器是用变压器油作为绝缘与冷却介质。一般在变压器油箱内故障时就会在故障点电弧和故障电流的作用下, 变压器油还有其他绝缘材料就会因为受热而分解产生很多气体。这些气体排出的数量以和速度和变压器的严重程度有很大关系。运用这些气体来实现保护的装置称为瓦斯。

瓦斯保护的主要元件时气体继电器, 它安装在邮箱和油枕之间的连接管道上。变压器发生轻微故障时, 邮箱内产生的气体较少且速度慢, 由于油枕处在邮箱的上方, 气体沿管道上升, 使气体继电器内的油面下降, 当下降到动作门槛时, 轻瓦斯动作, 发出警告信号。发生重大故障时, 故障点周边的温度迅速增加, 因而会产生很多的气体致使变压器内部的压力迅速升高, 导致变压器油经过油箱管道快速向油枕方向流去, 当气体继电器感受到的油速达到动作门槛时, 重瓦斯保护, 瞬时作用于跳闸回路, 切除变压器, 以防故障加重, 事态扩大。

瓦斯保护的优点是:不光能反应变压器邮箱内的各种不同故障, 还能反应差动保护不能反应的铁心故障和匝间短路。还有就是当变压器内部有空气进入时也会有所反应, 因此, 瓦斯保护是结构简单, 动作迅速, 敏感度高的一种继电保护。

瓦斯保护的缺点是:瓦斯保护对外界干扰的抵抗性能比较差, 还对变压器外部故障 (套管和引出线) 不能及时做出反应, 所以, 瓦斯保护不能成为变压器各种不同故障的唯一保护。

3.4 过电流保护

变压器的主保护通常采用差动保护和瓦斯保护。一般除了主保护以外, 变压器还装设了相间短路和接地短路的后备保护。因此后备保护的作用就是为了防止由外部故障引起的变压器绕组过电流, 作为相邻部件 (线路或母线) 保护的后备以及在可能的条件下作为变压器内部故障时主保护的后备。一般变压器的相间短路后备保护通常采用过电流保护, 复合电压启动的过电流保护, 低电压启动的过电流保护和负序过电流保护等情况, 通常还有采用阻抗保护作为后备保护的情况。

对于过电流保护, 一般保护动作后, 变压器两侧的断路器跳开。保护的启动电流通常会按照躲过变压器可能出现的最大负荷电流来整定, 即:

式中:Krel———可靠系数, 取1.3;

Kre———返回系数, 取0.85;

IL.max———变压器可能出现的最大负荷电流, 取2×412.39=824.79A。

带入的Iset1261.4A, 折算到二次侧为4.2A。

4 结论

综上所述, 想要保证电力系统的正常运行, 必须要求继电保护系统具有一定得可靠性。电力变压器是供电系统的重要组成部件, 只有变压器运作良好, 可靠的工作, 才能稳定持续的供电, 因此, 对变压器的保护十分重要, 所以, 电力工作人员需要依据变压器运行情况的的现行数据, 进行继电保护装置的安装, 进一步研究继电保护装置的操作步骤和使用方法, 只有这样才能使变压器发生故障的频率减少, 并减少变压器维修的次数和费用。为电力系统获得更高的经济效益, 也为用户提供更加可靠的电力服务。

参考文献

[1]柴云峰.建立变压器的继电保护研究.中国信息化, 2012, 12.

[2]李川.浅谈电力变压器的继电保护可靠性研究综述.山东工业技术, 2014, 4.

[3]李刚.论电力变压器的继电保护.科技致富向导, 2015, 3.

电力变压器故障综合分析 篇9

关键词：电力变压器故障,故障综合分析,安全运行

变压器运行的安全与否对电力系统的安全运行意义重大, 对电力变压器进行故障综合分析在电网运行中十分重要。加强变压器的检测、维护, 可以准确的掌握变压器的性能好坏, 而且可以及时发现并掌握变压器故障来源、类型和严重程度, 可以在一定程度上预防并减少电力安全事故的产生, 将电力事故损失降到最低, 对电力系统的安全运行有重要意义。

1 电力变压器故障综合分析的基本原则

1.1 熟练掌握变压器的结构

作为一个电力工程师, 只有掌握好电力设备的结构才能进行熟练的工作。尤其是变压器的结构, 在变压器的结构上, 要时时刻刻熟练掌握好, 在一般情况下, 电力设备有问题, 一般是变压器结构上出现问题。只有掌握好变压器结构, 才能知道问题出现在哪里, 这样就会在第一时间知道问题所在的情况。同时了解和熟悉变压器的结构, 才能知道变压器是不是出现问题, 这样才能掌握好变压器的故障分析工作。同时在变压器的结构处理上, 还要综合比对各种各样的变压器, 只有掌握这些各种各样的变压器结构, 这样就能举一反三, 知道在变压器有问题的时候, 就会知道问题出现在哪里。同时知道变压器结构和其他情况, 像是绝缘整体情况等, 只有和这些情况进行综合考虑, 才能更加全面的分析工作情况, 这样就会在第一时间知道问题出现在什么地方, 这样也就会为处理事情提供很好的情报, 这样就能减少问题带来的损失。

1.2 根据数据进行分析

在一些情况下, 只有熟悉各种各样的数据, 才能知道电力变压器是否出现问题, 比如说当一个指标的数据剧烈的变化, 那么只有知道这个指标的范围, 才能知道这个指标是有问题的, 这样就能知道出现了新的问题。这就要求要时时刻刻观察电力变压器的数据指标问题, 像是一些实时传输系统的设置就能提醒这样问题的出现。只有知道数据的时刻性, 就能在第一时间知道电力变压器是否出现了问题。这样就能在第一时刻知道, 电力变压器是否出现问题, 只有这样, 才能进行电力变压器的防卫工作, 在第一时间检测到问题, 那么就会为问题的解决赢得解决时间。

1.3 熟练掌握判别故障产生区域的方法

在问题出现上, 尤其是电力变压器的问题上, 只有在知道故障出现在什么地方, 那么才能更加很好的进行问题的解决, 这就要求工作人员必须熟练地知道电力变压器的各种各样的组成部分, 像是各个物件的组成部分等等。在知道电力变压器的各种各样的运行环境和各种外接设备, 才能知道故障出现的问题, 那么就会顺藤摸瓜, 知道问题最终出现在什么地方, 这样就可以熟练掌握应对技巧, 这样就会很好的为解决问题提供了很好的解决办法。

2 电力变压器故障的综合的方法

在电力变压器出现故障时, 必须采取综合方法, 只有这样才能知道问题出现在什么地方, 在判断问题时, 要综合根据电力试验, 油质问题分析, 设备的运行情况, 只有考虑这些问题, 才能进行综合分析。同时根据油汽量和电气量进行两方面综合考虑, 进行相互补充, 相互独立考虑问题, 同时进行两者相互补充考虑, 这样就能知道问题出现在什么地方。通过这样的方法, 可以进行相互验证, 这样就能知道问题的存在是不是由这样或者那样来出现的, 当两者问题是一致的, 那么就能很好地解决问题, 当两者数据是不一致的时候, 要考虑是根据什么问题来出现的, 同时就得进行通过别的方法进行在一次的验证。这样只有通过很好的验证, 才能知道问题的存在是真实的。只有这样既相互补充, 又相互验证, 才能更好的进行解决问题, 为了让电力变压器更好的工作, 安全的工作。

3 电力变压器故障的综合诊断

3.1 电力变压器故障综合诊断需要综合考虑

当电力变压器出现故障的时候, 要综合考虑各种各样的因素, 只有这样才能进行最为系统的解决问题, 像是一些问题的出现往往就是一些小的问题, 像这样小的问题出现都是由于各种各样问题出现, 同时在考虑问题的时候必须遵循全面思考, 全面考虑问题, 只有综合考虑了, 才能将一些问题遏制在萌芽之中, 像是这样的问题, 还得考虑综合效应, 或者有时候有些问题解决了, 还有附加的一些问题, 这就在考虑问题的时候进行综合考虑了。这样才能进行安全的解决问题, 在综合考虑问题的时候, 像是一些问题的存在, 比如说是出现了气体报警器出现报警, 变压器出口短路, 绝缘受潮等等问题出现时候, 就等考虑更加全面了, 因为这样问题会由于很多原因, 只有进行综合考虑, 按照问题进行在本质上进行解决问题, 才能最为安全和妥当, 这样才能保证问题在最短时间, 进行最为合理和有效的解决问题。

3.2 电力变压器故障综合诊断需要安全第一

在电力变压器出现故障的时候要进行考虑的问题很多, 但是往往忽略了最为重要的问题, 那就是安全问题。当一旦出现问题的时候, 电力变压器就必须在安全第一的问题上进行解决, 只有本着这方面的原则才能在安全的情况下进行解决问题。像是安全的原则遵守的情况下, 工人才能安心的工作, 电力变压器才能最为安全的运行, 在安全的环境下工作, 效率肯定比在不安全的情况下要高。只有保证了安全的原则, 电力变压器才能持久的工作, 这样在保证安全的情况下工作才能顺利进行。

结束语

总之, 变压器故障进行综合分析对电力系统的安全运行有着非常重要意义。在分析过程中, 必须保持谨慎、认真的心态, 认真负责的寻找电力变压器故障所在, 针对这些故障及时进行处理。相关工作人员, 应做到熟练掌握故障分析原则、方法, 掌握每一台机器的运行规律, 对运行过程中出现的每一出故障都应该及时做出正确的处理, 如此, 将运行风险降到最低, 保障电力系统的安全运行。

参考文献

[1]王强, 段晨东, 何正嘉.机电设备远程监测和故障诊断系统的数据管理[J].计算机工程与应用, 2004 (9) :208-211.

电力变压器短路损坏分析 篇10

机电设备安装电力变压器, 运行中一旦发生出口短路, 其短路电流产生巨大电动力, 对变压器危害极大。因此, 国家标准和IEC标准均对电力变压器承受短路能力, 作了相应规定。要求电力变压器在运行中, 应能承受住各种短路事故。据统计:全国从1995~1999年110k V及以上变压器短路损坏事故, 占事故总台次的44%。因机械强度不够引起的事故, 已成为电力变压器损坏首要的原因。其严重地影响了变压器的安全运行, 也对电网的安全造成威胁。

1 变压器短路损坏简况

90年代中后期是我国变压器短路损坏事故的高发期, 抗短路强度不够是导致变压器损坏首要原因。特点如下:

(1) 运行年限短。损坏变压器中多是1993年以后制造投运的, 运行时间都比较短;

(2) 出口短路是诱发原因。变压器损坏都是由于出口处发生短路引起的, 且多数是在变压器低压侧短路;

(3) 短路持续时间和短路电流均未超过规定值。变压器发生出口短路时, 保护均正常动作, 同时都在2s内切除故障, 短路电流倍数都小于规定值;

(4) 大多数是低压绕组损坏。绕组呈“梅花”或“凸轮”状变形, 甚至造成低压绕组匝间短路;

(5) 损坏程度严重。变压器绕组发生明显变形, 有的绕组绝缘烧损、导线烧断, 都要更换绕组, 修复时间长, 费用高。

2 变压器短路时动热稳定分析

变压器的短路性能是指变压器承受动态和稳态短路电流的冲击能力。当变压器发生突发短路时, 各绕组间同时流过数倍于额定电流的短路电流, 产生强大的电动力, 造成变压器动稳定失衡, 变形, 直至内部短路损坏。若变压器短路时间过长 (一般是保护拒动) , 即使短路电流的冲击没有使绕组发生变形, 但大电流长时间的作用也会使绕组严重发热, 绝缘材料被破坏, 同时绕组铜线变软, 最后导致绕组变形。

3.1 短路电流计算与动稳定性能

(1) 当变压器发生突发短路时, 其简化等值电路如图1所示。

(1) 短路电流瞬时值ik, 可以下式表示:

当φ0=0, 即电压过零时短路, ik达最大值, 上式可简化为:

(2) 短路电流的波形如图2所示。

(2) 根据国标GB1094.5-2003规定, 变压器承受短路能力的验证是以三相短路电流为依据。其计算公式为:

其中ZK:系统短路阻抗。

ZS:变压器的短路阻抗。

从短路电流计算公式可见: (1) 变压器短路电流大小主要取决于短路阻抗和突发短路瞬间的电压相位; (2) 变压器出口短路的冲击电流最大值 (即电动力的最大值) 在短路后的半周波 (即10ms) , 目前的保护无法在如此短时间内切除故障, 因此, 变压器出口短路时绕组的动稳定要靠本身的机械强度保证。

3.2 变压器承受短路时耐热能力

变压器短路时产生的短路冲击电流使绕组受到巨大电动力, 同时使绕组急剧地发热, 若长时间短路, 变压器短路电流产生的高温会破坏绕组的绝缘, 并导致铜线变软。变压器出口短路时, 继电保护在一般会在2s内切除故障, 从热稳定角度考虑应能承受住。从目前变压器短路损坏的统计来看, 主要是动稳定失衡引起的。

4 变压器短路时电动力分析

变压器出口短路时, 各绕组同时流过短路电流, 并在绕组周围产生漏磁场, 两者相互作用将产生电动力。

4.1 等高双绕组漏磁场分布及电动力

为了分析方便, 一般将漏磁场分解为两个分量, 即沿绕组轴向分量Ba和沿绕组辐向分量Br。当变压器出口短路时, 绕组中电流与漏磁场的相互作用, 按“左手定则”产生的电动力如图3所示。Fr为作用于高低压绕组的辐向电动力企图扩张外面的绕组, 而压缩里面的绕组;而轴向力Fa企图沿绕组高度方向把它压缩。当双绕组高度相等、安匝平衡时, 其辐向力Fr和轴向力Fa是一对大致大小相等、方向相反的电动力。只要导线本身硬度足够、内外支撑、上下压紧情况下, 短路冲击电动力一般不会使绕组发生轴向或辐向失稳。

4.2 高度不等双绕组漏磁分布及电动力

从图4可见, 当两个绕组高度不等时, 除产生辐向力Fr和轴向力Fa外, 另附加漏磁分量Br′产生轴向力Fa′, 使两个绕组高度差进一步扩大。

4.3 带分接线段漏磁分布及电动力

由图5漏磁分布可见, 带分接线段附加漏磁分量Br′, 产生轴向力Fa′在分接线段绕组上下段分别产生向上和向下的作用力, 使分接区空档加大。分析变压器短路时漏磁场分布及所产生的电动F, 可以得出如下结论。

(1) 要提高变压器的抗短路性能, 设计时同相不同绕组的安匝应平衡;同时在制造组装过程中要保持同相不同绕组高度相等;

(2) 绕组分接部分辐向不平衡安匝漏磁的增加, 使变压器的动稳定性能大为降低, 因此, 设计时应尽量减少分接段漏磁, 或者不采用内绕组带分接结构。

5 提高变压器绕组机械强度的措施

变压器短路时绕组所受的巨大电动力可分解为辐向力和轴向力。辐向力使外绕组受径向拉力, 可能导致绕组永久变形, 绝缘损坏, 甚至线匝崩断、匝间短路;对于内绕组受径向压力, 可能导致内绕组压弯成“梅花形”、“凸轮形”或失稳破坏。由于导线的抗压强度大大小于抗拉强度, 因此, 变压器短路时绝大多数发生内绕组损坏。轴向力使线饼在两个油道垫块之间的部分产生轴向弯曲, 并使线饼产生轴向振动, 这种振动有可能导致比预紧力大得多的动态力, 从而导致油道垫块与线饼之间松开、扭转、甚至倒塌。为此, 提高变压器绕组抗短路性能的措施, 关键要提高器身的辐向机械强度和加强轴向压紧措施。

5.1 提高绕组辐向机械强度措施。

提高绕组辐向机械强度主要是选用屈服应力高导线, 增大导线的自保持性能, 同时加强整个绕组的坚固措施。

(1) 提高导线的自保持性能: (1) 选用半硬铜导线, 换位导线应进行粘合固化处理; (2) 铜导线电流密度要小于3A/mm2, 若需要降低损耗, 提高强度, 可适当降低电流密度; (3) 适当加大单根导线的辐向厚度。

(2) 绕组与铁芯之间采用无间隙结构铁芯柱, 尽量叠成比较精确的外接圆。硬纸筒与铁芯之间用调整园棒撑紧, 使铁芯与硬纸筒之间无任何间隙。这样, 绕组受短路电动力时, 铁芯与硬纸筒成为刚性支撑, 大大提高绕组抗幅向压力。

(3) 提高绕组辐向绕制紧度绕组直接绕在经预密化的硬纸筒上, 使用立式绕线机、线盘磨擦压力装置和拉紧测量装置, 确保辐向绕紧力。

(4) 适当增加绕组圆周撑条数量变压器器身经烘干后, 可能有的撑条支撑不到, 增加撑条数量, 使线段的“拱桥”间距缩小, 从而提高内绕组的辐向强度。

(5) 绕组引出线的支撑和固定变压器短路电动力常使绕组引线铜排发生抖动变形, 造成木支架开裂、木螺丝折断、垫块脱落等现象, 甚至引起相间短路事故。因此, 绕组引线铜排不能成为悬臂梁支点, 其支撑点均应直接固定在钢夹件上, 夹持的距离应小于400mm, 木支架应采用层压木板。

5.2 加强绕组轴向压紧措施

(1) 调整绕组安匝平衡。变压器短路时产生的电动力与绕组的安匝平衡关系极大 (见图4) , 因此, 设计时应定量计算绕组安匝平衡和漏磁分布, 将各绕组安匝不平衡调整到最小, 在理论上减少绕组在短路状态下所受的电动力。

(2) 器身干燥和轴向压紧。变压器绕组轴向力的支点是端部压板和线饼间的垫块, 通常几个绕组共用一块绝缘压板, 因此, 只有严格控制制造工艺, 才能保证同一压板下的各绕组都能够被压紧, 受力一致, 在受短路电动力作用时, 保持绕组轴向稳定。

(3) 加强绕组轴向总体压紧力。

(1) 层压板的选用。为了缩小绕组端部绝缘距离, 降低附加损耗, 近年来, 都采用绝缘层压板代替钢压板, 但它承受轴向机械力比钢压板约小五倍。变压器因短路损坏中曾发生层压板折断、断裂成几块现象。因此, 选用层压板要求厚度应达到70~80mm整圆块板, 层压板应使用优质的绝缘胶粘紧, 以防开裂起层, 影响其坚实整体性。

(2) 钢夹件和钢压钉要有足够的强度。变压器发生短路损坏时, 时有发现夹件的肢板变形和钢压钉弯曲。为此, 夹件的肢板在拧压钉处需焊接加强筋, 以提高夹件的机械强度。钢压钉的数目应根据结构状况做些增加。

(4) 有载调压绕组宜单独设置。变压器内绕组带分接时, 其分接引出线造成端部电场分布不均匀。同时, 辐向不平衡安匝漏磁增加, 使绕组的动稳定大为降低。因此, 对于设置有载调压开关变压器, 宜单独设置调压分接绕组, 一般调压绕组排在最外层。

6 结束语

(1) 变压器出口短路电流大小主要决定于短路阻抗、短路瞬间电压相位等因素。短路时产生的电动力, 除了与短路电流有关外, 还与绕组安匝平衡、分接绕组设置等有关。

(2) 制造厂高度重视变压器抗短路性能, 在设计、选材、工艺等方面采取得力措施。并严格落实, 消除变压器抗短路能力差的隐患。

(3) 重视制造厂的选择和变压器选型, 加强变压器监造, 是使用部门把好设备质量关的关键措施。选择技术力量雄厚、产品运行情况良好的变压器制造厂, 应该是运行部门容易做到并且效果显著的做法。

(4) 为确保变压器安装质量, 必须对整个安装工作质量负责。现场吊芯检查时, 要进行器身预紧力校核, 确保变压器器身处于紧固状态。

(5) 1996年以前制造的变压器抗短路机械强度不足, 在今后一段时间内仍然大量挂网运行。因此, 各单位一定要加强反事故措施的落实, 尽力避免发生出口短路。其次, 开展变压器绕组变形测试和变压器抗短路能力校验, 发现问题及时处理, 避免变压器损坏事故发生。

参考文献

[1]刘爽, 大型电力变压器绕阻短路强度计算分析[D], 沈阳工业大学, 2007.

[2]王进山, 李彦明.电力变压器绕阻电动力的分析计算[J].高压电器, 2002 (4) .

[3]沈黎明, 提高变压器抗短路能力的方法[J].陕西电力, 2003.31 (6) :48-50

关于电力变压器的故障分析讨论 篇11

关键词：模糊理论；变压器；故障诊断

前言

变压器是电力系统中极其重要的电器没备，它的安全运行直接关系到电网能否安全、高效、经济地运行。变压器一旦故障，将造成的经济损失巨大。电力变压器是传输、分配电能的枢纽，也是电力网的核心元件，其可靠运行不仅关系到广大用户的电能质量，也关系到整个系统的安全程度。变压器运行的正常直接影响用户生产和生活用电，并关系到用电设备的安全。因此，探讨研究电力变压器的故障诊断方法对于电力系统安全性的提高来说意义非凡。

一 电力变压器的故障分析

变压器的故障分析及处理方法是电工和电气技术人员必须掌握的一门实用技术。熟悉而准确地排除变压器、电气故障，是每个电气工作人员必须具有的基本功。电力变压器故障发生率的降低及电气设备可靠性的增加等不仅取决于制造设备及安装设备的质量、水平，还取决于对设备实施检修维护工作的必要性。在常见的变压器故障类型当中，划分方式有很多：通过回路可以划分成为磁路、油路以及电路三个类型；通过主体结构可以划分为铁芯、油质、绕组等类型的故障；以变压器本体为依据可以划分为外部故障、内部故障。比如：油浸式变压器，出口的短路故障是故障发生率最高的区域，并且对于电力变压器产生的影响也最大，同时也有油渗漏故障、变压器油流带点故障以及互动保护故障等潜藏其中。

随着时间的不断变化，故障的发生率也可以大致划分成为早期、偶然以及损耗三个阶段的故障。电力变压器设备在投入使用的最初三年时间里发生的故障就是早期故障，其发生率较高，且随着时间的推移，这一几率会逐渐降低。导致早期故障发生的主要原因是变压器设备在设计制造方面存在缺陷，如设计不科学、使用材料未达标、焊接装配不当、质量检验粗糙等。在早期故障之后，变压器就进入到有用寿命期，偶然故障随之发生。该故障的特点是稳定且发生率很低，由一些偶然的、随机的因素造成，如突然变压器的技术参数超越极限值、在偶然因素的激发下材料弱点得以凸显、运行环境突然被改变、操作失误及维护不当等。在电力变压器的使用末期，损耗故障自然就产生了，且随着时间的推移，其发生率将越来越大。损耗故障发生的主要因素是电力变压器内部发生化学变化、物理变化等，从而引起疲劳、老化、腐蚀、磨损、阻抗增大等。

二 电力变压器故障的诊断技术

1 变压器绕组变形故障的测试与诊断。电力网设备最核心的组成部分之一就是电力变压器，所以其运行的可靠程度将直接决定着电力系统的安全水平。但是，由于受到设计工艺及制造技术、维护水平等因素的限制，造成电力变压器时常发生故障，尤其是近年来频繁发生的电力变压器短路故障，对电力系统的运行安全带来严重的消极影响。一旦电力变压器绕组而产生机械的局部变形之后，变压器内部的电容和电感等参数的分布必将发生改变。因此，我们应当科学使用一定的故障诊断测试技术、方法，对变压器的每一个特定绕组参数进行测量，并仔细分析比较测试的结果，致力于诊断出电力变压器绕组的倾斜、扭曲、移位以及鼓包等各种变形现象。站在测试手段的角度，我们最常使用的电力变压器故障诊断方法包括低压脉冲法、阻抗法及频率响应分析法等。

2 变压器红外诊断技术。变压器故障的红外诊断技术具体是指针对正在运行的变压器实施非接触性的无损检测，并对温度分布场实施大面积的扫描，以对局部缺陷完成定点测温工作，准确识别变压器设备表面的温差变化，通常是0.1-0.5℃。与此同时，红外仪器将有机结合计算机技术，准确处理电力变压器设备出现的红外热像，从而针对故障数据实现统计、分析、存储及显示等各种技术功能。红外测温诊断技术并不会受到现场电力变压器设备的高压强电场带来的干扰，所以并不会对正常运行电力变压器造成不利影响。且红外诊断技术能够确保诊断仪器跟带电部位维持在足够程度的安全距离上，所以这一故障诊断技术十分安全，并拥有较高的可靠性及经济性。红外诊断技术最常使用的故障诊断方法有相对温差法、温度辨析法、历史数据分析法以及同类比较法等。

三 基于模糊理论的故障诊断

1模糊诊断的原理。较专家系统结构而言，模糊系统有很多相似之处，其组成部分主要包括模糊知识库、模糊推理机以及人机界面等。模糊理论正在持续地发展和完善，它的一些优点逐渐得到人们的重视，如模糊理论能够适应一些不确定的问题；专家的经验通过模糊知识库语言变量的使用进行传达，跟人们的表达习惯更加接近；一个问题可以通过模糊理论得到若干个可能的解决方案，并能够以这些方案拥有的模糊程度实现优先排序等。模糊理论在对不确定性的问题进行处理时主要有两种方法，即基于模糊理论及基于概率理论。作为有效处理不确定性信息的工具之一，模糊数学将有助于提高诊断系统的稳定性、准确性。而电力变压器的故障诊断就是运用有效的诊断方法搜索各种故障征兆，并针对这些征兆的产生原因进行科学解释。在电力变压器的故障诊断过程中，很多不确定的因素是普遍存在的，并以模糊性、随机性的形式呈现，客观反映出故障的不确定性，具体表现为边界的不确定性、人为主观解释的不确定性。由于这两种不确定性的因素是同时存在的，因而电力变压器现有的绝对化故障诊断规则并不能适应这种不确定性，造成故障诊断始终存在误判，无法对电力变压器的潜在故障进行准确的定位和分析。模糊诊断最基本的流程分为三个阶段：将气体溶解到油里面，对原始数据进行分析并实施模糊化处理；针对模糊集上面存在的相似关系开展计算工作；实施动态分类步骤，以找寻分类结构的最优化。

2故障诊断的分析。使用模糊故障诊断方法的目的在于判断电力变压器是否存在故障。如大型的油浸式变压器，其故障诊断的单一依据是产气率，它并不能对故障的发生作出全面的提示，而以往的故障诊断技术方法仅考虑了气体的注意值，因此我們应当将产气率纳入到故障诊断系统进行考虑，综合分析特征气体及其产气率，以尽量提升油浸式电力变压器的故障诊断精度。故障的诊断和辨别主要是对电力变压器产生故障的情况进行判断，并分析出故障发生的类型。可以直接采用国家制定的标准判断导则，但这一方法存在两点局限：一是在划分比值区间时太过绝对化，很容易造成误判；二是故障的反映不全面，在诊断复合故障方面不具备足够高的准确度。针对这样的局限，我们应当科学使用模糊诊断技术和方法，克服电力变压器故障诊断存在的不足，从而大力提升诊断的准确率。

四 结语

造成电力变压器故障的原因有很多，人为因素、外界因素、变压器自身因素等等，当变压器出现故障时，检修人员在判断变压器故障的过程中，要对故障进行全面的分析，以便制定出最为合理科学的应对方案，从而保证电力系统的正常运行。这就需要我们在今后的工作中不断进行理论研究和实践经验的总结，争取挖掘出更加科学、更加有效的电力变压器故障诊断方法，以高电力企业健康发展的速度。

参考文献：

[1] 邵苠峰.电力变压器故障诊断中交互式推理的研究与实现[J].变压器，2013，3.

[2] 杜联兴.变压器故障诊断研究进展与展望[J].广东电力，2013，3.

[3] 高伟.电力变压器状态评估及故障诊断方法研究[J].科技创新与应用，2014，19.

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电力变压器保护问题探析 篇12

1 电力变压器故障类型

电力变压器故障有内部故障与外部故障之分, 内部故障主要是油箱内发生故障, 如各级之间相间短路、绕组线匝之间的匝间短路以及外壳接地故障等。外部故障是绝缘套管和引线上发生的故障, 如绝缘套管因闪络或破碎引起的接地短路、引线间故障引起内部故障等。从性质上划分, 电力变压器内部故障包括电故障和热故障两类。电故障是在高电场强度作用下致使绝缘性能下降或者劣化引起的故障;热故障是由于内部局部温度升高导致性能下降, 热故障通常有轻度过热、低温过热、中温过热和高温过热四种情况。从结构上划分, 电力变压器故障又分为绕组故障、油质故障、铁心故障和附件故障等。从回路上划分, 又分为油路故障、油质故障和电路故障等。这些故障, 有可能是反映电故障、热故障也可能同时存在热故障和电故障。影响电力变压器运行的因素很多, 如运行环境、运行方式、继电保护、负荷影响等。电力变压器不仅造价高, 而且运行责任重大, 严重时造成重大的经济损失。

2 几种常见的变压器保护

2.1 差动保护

差动保护是电力变压器最沉常见保护之一, 应用广泛, 其误动与拒动需要引起一线工程师的足够重视。差动保护误动原因主要有几方面:一是TA二次接线错误引起保护误动作, 二是保护定值计算不当导致运行保护误动;三是设备选择及运行管理方面出问题导致差动保护误动作。

案例1:2012年2月, 肇庆某厂一台4000k VA三圈整流变压器由于整定工程师对TA二次接线了解不足, 平衡系数计算失误导致保护出现误动的情况。

案例2:2013年4月, 肇庆某地高压变电站主变差动保护出现误动作, 经现场检测, 发现三相互感均有一点接地, 导致互感器与地形成回路, 从而引发保护误动作。

拐点电流、比率制、差动电流启动值与速断值、二次谐波制动系数、平衡系数等与主变纵差保护有关的保护定值密切相关, 需要根据主变的额定容量、电流互感器二次接线方式以及绕组接法进行计算, 在相关参数正确的情况下计算保护定值才能提高保护动作的准确性。在电力变压器投运前要严格检查输入保护装置的电流TA回路的极性和相序是否正确, 同时要做一次带负荷的测量来判断送去电流回路的接线是否正确, 减少案例2中因接地不当引起的误动作。

2.2 非电量保护

非电量保护是在升压、降压和联络变压器装有实时反映变压器中的油面升降、温度、油箱压力、冷却系统工作情况、绕组温度高低情况的故障动作或发信的保护。非电量受到外界环境的影响比较大, 误动次数也一直居高不下, 误动作导致除冷却器外的其他器件全部直接跳闸。具体原因分析有:一是年久生锈破裂、水淋日晒风吹雨打使得接点防护不到位;二是解决继电器距离非电量保护问题的二次电缆容易受到电磁场的影响感应出干扰信号引起误动作;三是非电量采用光耦输入的抗干扰能力比较差, 容易引起误动作;四是设计不合理或错误的接线安装引起误动作等。改进非电量保护应当从两个方面着手, 一是在运行方面加以改进, 二是在配置方案方面加以改进。

在运行方面, 做好主变瓦斯断电器和压力阀的外接防护措施, 防风防水防日晒;采用具有一定动作功率的中介继电器替代光耦输入;采用屏蔽二次电缆, 交流与直流线路分开, 减少电磁干扰;在一、二次管理上划清分界线, 各司其职;变压器非电流保护以投入信号为主, 仅重瓦斯继电器投入跳闸;选择有效的方法进行抗干扰等。

在配置方案方面, 遵循保证重瓦斯保护安全可靠的前提下, 做如下方案:对于本体轻瓦斯投信号即可, 不再设调压轻瓦斯保护;绕组温高、油温高、油位异常只用于发信息即可;普通变电站冷却器全停发信号, 无人值班站才采用跳闸。

2.3 后备保护

后备保护指的是电力变压器高压侧保护, 是保护电力变压器的最后一道屏障, 往往同时还兼有其他侧母线与出线的保护功能。最常见有零序电流保护和过流保护。电流系统运行不对称时, 就可能产生零序电流, 过流保护指变压器、各侧设备、母线或者母线上的设备发生短路时引起的过渡保护动作。

案例3:肇庆某变压站有三绕组变压器2台, 均中性点接地运行。故障前2台变压器220 k V、110k V侧都是并列运行, 10 k V侧解列运行。2013年7月#1变压器10 k V断路器母线侧刀闸口出现三相短路引起电容器、断路器发生保护动作, 且10 k V未能及时切断电弧, 而#2变压器未发生保护动作。由于故障一直都存在, 短路电弧烧毁断路器柜, 进入二次回路和合闸回路引起火灾起再引发母线各种故障, 最后因全站未动作导致#2变压器长时间经受短路电流而烧毁。故障由于并列运行低电压定值为70v, 致使故障时低电压元件未及时动作, 高、中压后备保护功能丧失保护作用, 最终造成重大事故的发生。

为避免重大事故再次发生, 工程师要重视后备保护, 首先要合理安排电网运行方式, 对于110 k V以及下配电网应当以辐射状网络方式运行, 并接入联络站。实行开环或线路变压器组方式运行, 使得电网结构合理, 为安全运行提高基础保障。其次要根据实际运行情况合理调整继电保护的方案, 过流保护设置两段时限;最后, 应当配置两段直流母线, 分别对两人套保护进行供电。

3 结论

尽管电力技术发展给变压器安全运行提供有力的支持, 但经济社会发展对供电可靠性提出更高的要求。电力系统扩容以及大型变压器的广泛应用给变压器保护带来更多的挑战, 需要电力工程技术人员深入一线, 及时发现问题并采取有效的改进措施, 保证电力系统的安全可靠性。

参考文献