摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷快速發(fā)展，現(xiàn)代技術(shù)要求要使電網(wǎng)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，在所有的監(jiān)測方法中，變壓器繞組變形非常的重要。通過實驗或者是日常的實際操作，對變壓器安全運行造成威脅的就是變壓器繞組變形，不同的程度會對變壓器運行產(chǎn)生一些不利的因素。通過對變壓器繞組變形進(jìn)行實時的在線監(jiān)測，我們可以通過研究發(fā)現(xiàn)一些問題，通過解決這些問題我們可以更好的去推動變壓器的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：變壓器；繞組變形；在線監(jiān)側(cè)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.202

0 引言

電力行業(yè)中最重要的設(shè)備就是變壓器，變壓器在電力行業(yè)中起到的作用是非常龐大的，隨著我國電力行業(yè)不斷的快速發(fā)展，電氣的主流方向就是高壓。在發(fā)展的過程中我們會遇到各種各樣的問題，電器經(jīng)常會出現(xiàn)一些短路方面的故障，當(dāng)短路發(fā)生時就會給變壓器造成一定的傷害，長期的使用之后就會對整個變壓器造成危害。

1 變壓器繞組變形的概念

在電動里作用下進(jìn)行工作的是絕緣墊塊和夾件，在電路設(shè)計的過程中，一定要符合實際的運作狀況，滿足該電器在使用過程中的一些要求。短路電流當(dāng)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)時，就會對運作的變壓器造成一定的沖擊，此時線圈自身會對變壓器造成強(qiáng)度非常大的電動力。在一般情況下，變壓器線圈上會存在電動力，這種電動力大概可以分為兩種，一種是徑向力另一種是軸向力。在徑向電動力存在的時候，如果達(dá)到了所規(guī)定的屈服點，線圈在強(qiáng)大的作用力之下就會變形，并且這種變形存在的較為持久。在該種情況發(fā)生的時候，變壓器繞組變形會呈一種梅花狀或者是鼓包狀。當(dāng)軸向電動力強(qiáng)度比以往的要大時，線匝在豎直的方向就會出現(xiàn)一些彎曲，此時線段也會出現(xiàn)一些形變。線段之間的墊塊也會受到一定的壓縮，這種形變的作用力一直會傳遞到鐵圈中。當(dāng)這種情況發(fā)生時，變壓器就會發(fā)生繞組彎曲，嚴(yán)重還會將壓板壓壞，最終會導(dǎo)致墊塊松動脫落。有一些變壓器在運作的過程中還會出現(xiàn)一些緊急的突發(fā)事件，最常見的一種就是突然性的短路。使用動態(tài)向量模型的方法，對變壓器參數(shù)模型在各種運行狀態(tài)下的參數(shù)辨識解的個數(shù)進(jìn)行了討論，并根據(jù)變壓器所處的不同狀態(tài)使用不同的參數(shù)辨識方程對模型參數(shù)進(jìn)行辨識，在變壓器剛開始進(jìn)行繞組的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的故障，但是這些故障發(fā)生的最后結(jié)果都是一樣的，都會導(dǎo)致絕緣破壞匝間短路。

2 繞組變形常見的幾種監(jiān)測方法

許多種因素都會導(dǎo)致變壓器繞組發(fā)生形變，其中最常見的就是短路故障電流沖擊，在該種情況下變壓器在運作的過程中會受到碰撞。變壓器存在繞組變形的現(xiàn)象是非常普遍的，在事情發(fā)生之后，我們需要對變壓器進(jìn)行全面的檢查，這樣我們才可以了解到變壓器的形變程度。因為在變壓器發(fā)生繞組形變時，許多變壓器是可以進(jìn)行正常工作的，但是如果問題不進(jìn)行及時的解決，就會存在一些安全隱患。

2.1 低壓脈沖法

當(dāng)頻率高出1000赫茲時，變壓器的一個組成部分就起不到任何的作用，可以將變壓器繞組本身看做成一個無源線性雙端口網(wǎng)絡(luò)。電阻、電感和電容共同組成了繞組本身，當(dāng)繞組一旦發(fā)生變化時，變壓器其中的一些參數(shù)也會發(fā)生變化。在整個變壓的過程中，低壓脈沖也會受到繞阻的影響，也會受到許多不同的變化。我們可以根據(jù)繞組對低壓脈沖的響應(yīng)波形來進(jìn)行全面的判斷，在探討的過程中我們可以具體的去決定變壓器的形變程度。確定變壓器是否通過短路測試是低壓脈沖法的主要目標(biāo)，變壓器在現(xiàn)場的測試過程中，會受到外界的一些各種因素的干擾，其中電磁的干擾是最為嚴(yán)重的。根據(jù)變壓器運行狀態(tài)的特點，調(diào)整待辨識參數(shù)的個數(shù)，選擇不同的辨識方程，分別辨識出模型的不同參數(shù)值變壓器在運作的過程中受到電磁的干擾時，位于繞組首端位置的一些故障就不能夠被靈敏的檢測出來，也就是說在一定程度上，我們很難去判斷繞組具體的變形位置。

2.2 頻率響應(yīng)分析法

加拿大人是最早提出頻率響應(yīng)分析法的，這個方法在提出之后被廣泛的應(yīng)用與到了其他的國家。頻率響應(yīng)分析法有嚴(yán)格的規(guī)定，當(dāng)頻率超出1000赫茲時，可以將變壓器繞組看成是一個線型、無緣以及單端輸入的輸出網(wǎng)絡(luò)。這種類型的網(wǎng)絡(luò)往往是可以用頻率特性來對其進(jìn)行描述的，每一個網(wǎng)絡(luò)都對應(yīng)著與其唯一的頻響特性曲線，當(dāng)繞組發(fā)生變形之后，與其對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)就會發(fā)生巨大的改變，其實網(wǎng)絡(luò)的頻響特性曲線也會隨著參數(shù)的變化而發(fā)生變化。變壓器繞組頻響在實驗的過程中，變壓器前后繞組頻響特性曲線會發(fā)生變化，根據(jù)前后的相應(yīng)對比我們可以總結(jié)出發(fā)生變化的具體位置。頻響分析法在一定程度上會高效的降低 電磁的干擾程度，并且還具有許多的其他優(yōu)點，可以精確地將曲線的變化程度進(jìn)行測量。儀器在使用的過程中也是非常的簡潔方便的，一般情況下變壓器在運作的過程中是不會放油的，在特殊情況下不僅需要放油還需要吊罩。在一些論述方面我們可以得出結(jié)論， 在某種程度上來說頻響分析法具有許多的優(yōu)勢，所以在應(yīng)用的過程中頻響分析法會受到廣泛的應(yīng)用。在頻響分析方法的具體操作過程中，我們首先要將一個正弦掃頻信號輸入到測試的變壓器之中，在輸入端和輸出端進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄。在對變壓器與工作之中的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄之后，我們會得出相應(yīng)的頻響特性曲線， 我們在工作之后通過分析不同的曲線，可以得出不同型號的變壓器曲線，最終我們會總結(jié)出繞組是否真的發(fā)生了變形。

2.3 短路阻抗法

短路阻抗法的工作原理非常簡單，在工作之前需要選定一個測量工頻電壓，我們需要根據(jù)變壓器繞組的短路阻抗數(shù)據(jù)，進(jìn)行變壓器繞組的判斷形變，進(jìn)一步的去分析變壓器的繞組是否發(fā)生了形變。漏抗和繞組兩部分，共同組成了短路抗組，當(dāng)電壓高于110千伏時，我們需要對電阻分量進(jìn)行比例分配。短路阻抗的重點就是漏抗的一些數(shù)值分析，在漫長的分析過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)漏抗的一些具體數(shù)值變化。變壓器控制系統(tǒng)中的變頻調(diào)速系統(tǒng)，雖然檢查的范圍和步驟都較為復(fù)雜，但是這些都是為了防止直流母線出現(xiàn)短路、逆變器輸出短路和接地故障等一些常見的問題，由于檢查的范圍過于龐大、檢查的步驟過于繁瑣，工作的時候難免會增加一定系統(tǒng)檢驗成本。變壓器大多數(shù)時間處于穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)，只要穩(wěn)態(tài)運行中能夠檢測出變形繞組就能滿足工程需要。變壓器繞組變形中存在大量的數(shù)據(jù)，電子設(shè)備通過讀取芯片，可以獲得大量的數(shù)據(jù)信息，可以提高變壓器系統(tǒng)的集成化和可靠性，在一定程度上提高系統(tǒng)的工作效率。繞組的幾何尺寸一般會決定變壓器的漏抗值，變壓器的繞組結(jié)構(gòu)在一定程度上會發(fā)生不同程度的變化，隨著數(shù)據(jù)的變化變壓器的漏電抗值也會發(fā)生變化。進(jìn)而使變壓器短路阻抗也發(fā)生相應(yīng)的改變。綜上所述，完全可以依據(jù)短路阻抗的變化來確定變壓器繞組的變形情況。

2.4 內(nèi)窺鏡法

內(nèi)窺鏡法在一定程度上是非常簡單的，在運行內(nèi)窺鏡法時，需要配備強(qiáng)度較高的光源，同時還需要提供數(shù)字非常清晰的攝像機(jī)探頭。這樣當(dāng)變壓器深入到繞組中時，才可以更好的對其中的一些事物進(jìn)行近距離的實景拍攝，這樣我們就可以對繞組情況進(jìn)行更加深的認(rèn)識。通過內(nèi)窺鏡法對變壓器中的繞組進(jìn)行觀察，可以非常直觀的就得出變壓器是否發(fā)生形變，那一定程度上提高了變壓器繞組的形變效率。在數(shù)字化變電站中，變壓器端口裝設(shè)了電子式互感器，可以解決電流的非線性傳變問題。基于最基礎(chǔ)的參數(shù)辨識，我們還可以清楚地知道變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化，了解發(fā)生變化的具體位置。同時還可以清楚的觀察到變壓器內(nèi)部的放電位置是否整齊，利用內(nèi)窺鏡法對變壓器中的繞組進(jìn)行觀察是一個比較高端的方法。通過這種方法，我們只需要現(xiàn)場吊罩，減少了以前比較繁瑣的返廠工作。但是，這種方法也存在一定的弊端，我們?nèi)绻雽ψ儔浩骼@組進(jìn)行全面的檢查，是很難實施的，所以對這種方法的應(yīng)用還是有待研究的。

3 結(jié)束語

通過實驗或者是日常的實際操作，對變壓器安全運行造成威脅的就是變壓器繞組變形，不同的程度會對變壓器運行產(chǎn)生一些不利的因素。電力行業(yè)中最重要的設(shè)備就是變壓器，變壓器在電力行業(yè)中起到的作用是非常龐大的，隨著我國電力行業(yè)不斷的快速發(fā)展，電氣的主流方向就是高壓。短路電流當(dāng)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)時，就會對運作的變壓器造成一定的沖擊，此時線圈自身會對變壓器造成強(qiáng)度非常大的電動力。有一些變壓器在運作的過程中還會出現(xiàn)一些緊急的突發(fā)事件，最常見的一種就是突然性的短路，在整個變壓的過程中，低壓脈沖也會受到繞阻的影響，也會受到許多不同的變化。

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作者簡介：王少玄（1975-），男，山西太原人，碩士，研究方向：計算機(jī)軟件與理論、電力。