系统单相接地对接地变压器绕组暂态特征的影响

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作者 咸日常 李嘉洋 +3 位作者 赵如杰 吕东飞 邢雅雯 张伟 《高电压技术》 北大核心 2025年第2期619-629,共11页

系统单相接地会改变接地变压器绕组暂态特征,影响其运行状态诊断和相关保护定值整定。由于接地变压器绕组暂态特征与所处配电网的整体运行工况密切相关,难以通过单一仿真模型进行分析,因此构建一种由配电网电磁暂态模型和接地变压器多... 系统单相接地会改变接地变压器绕组暂态特征,影响其运行状态诊断和相关保护定值整定。由于接地变压器绕组暂态特征与所处配电网的整体运行工况密切相关,难以通过单一仿真模型进行分析,因此构建一种由配电网电磁暂态模型和接地变压器多物理场模型组成的多维仿真模型,并以试验值、实际故障案例验证模型准确性,通过数据耦合实现外部系统动态电力参数的输入,研究系统单相接地运行前后接地变压器绕组物理特征的变化规律。结果表明:系统单相接地运行时,接地变压器低压绕组电流特性不变,高压绕组电流最大值激增、电流相位差最大值下降,漏磁场向外偏移并使相间漏磁增大;高压绕组受力形变规律发生变化,形变量稍有增大,在多次单相接地故障冲击下绕组无明显变形,累积效应较弱;高压绕组温升明显增加,同芯柱主绕组和移相绕组温差增大。 展开更多

关键词 接地变压器 系统单相接地 多维仿真模型 温度 累积形变

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不同电压类型作用下过冷却水滴运动特性及绝缘子雾凇覆冰试验

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作者 胡玉耀 迟明辰 +3 位作者 蒋兴良 咸日常 刘晓阳 耿凯 《高电压技术》 北大核心 2025年第4期1663-1673,共11页

覆冰严重威胁输电线路的安全稳定运行。已有试验研究表明电场对绝缘子覆冰确有影响,但是不同电压类型作用下,水滴的微观运动过程及其对冰树枝生长的影响机理尚未厘清。文中以3片串LXY-160绝缘子为研究对象,基于电磁学、流体力学和场致... 覆冰严重威胁输电线路的安全稳定运行。已有试验研究表明电场对绝缘子覆冰确有影响,但是不同电压类型作用下,水滴的微观运动过程及其对冰树枝生长的影响机理尚未厘清。文中以3片串LXY-160绝缘子为研究对象,基于电磁学、流体力学和场致荷电理论,首次对比分析了在交流电场和负极性直流电场作用下水滴的受力特性和运动偏移特性。在此基础上,通过自然环境下的人工雾凇覆冰试验解释了不同类型电场对覆冰增长过程的影响。结果表明:荷电水滴的运动特性与电场类型密切相关,交流电场下荷电水滴的运动轨迹出现振荡,且水滴捕获时间是直流的1.15倍。直流作用下绝缘子伞裙边缘的法向电场最大,绝缘子雾凇覆冰冰树枝集中分布于此。由于交流情况下荷电水滴受到的电场力在一个周期内有抵消效应,因此单位时间内捕获的水滴数量较直流少,且直流电场作用下的绝缘子覆冰质量和覆冰长度分别较交流提高了13.7%和8.75%。 展开更多

关键词 电压类型 过冷却水滴 绝缘子 雾凇覆冰 荷电水滴

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变压器绕组匝间短路与低压侧出口短路的电磁力特征对比分析

3

作者 咸日常 郑小刚 +3 位作者 李嘉洋 张海强 赵如杰 胡玉耀 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期160-168,共9页

电力变压器作为电网的关键设备,其绕组绝缘状态直接关系到电网运行安全性和供电可靠性,一旦低压侧出口短路极易引起绕组匝间绝缘损伤,进而发生绕组匝间短路故障。为进一步研究变压器绕组匝间短路和低压侧出口短路故障的暂态过程,探寻绕... 电力变压器作为电网的关键设备,其绕组绝缘状态直接关系到电网运行安全性和供电可靠性,一旦低压侧出口短路极易引起绕组匝间绝缘损伤,进而发生绕组匝间短路故障。为进一步研究变压器绕组匝间短路和低压侧出口短路故障的暂态过程,探寻绕组发热、受力薄弱环节,揭示绕组绝缘故障形成和发展机理,通过建立与实际结构尺寸相同的变压器电-磁-力耦合模型,在开展绕组单匝匝间短路试验的前提下,利用有限元仿真软件,呈现绕组在不同工况下的电磁暂态过程,对比分析绕组电动力分布特征,探究不同故障工况对绕组绝缘的影响规律。结果表明:变压器绕组匝间短路故障时短路匝电流明显高于三相出口短路电流,与额定负载工况对比,变压器在绕组匝间短路和低压出口故障时,流经短路匝和绕组的电流最大值分别增大5318%和3314%,空间磁场强度最大值分别增大1511%和2111%,绕组线匝电磁力密度最大值分别增大5210%和11489%;变压器绕组匝间短路故障极易烧毁绕组绝缘,三相出口短路故障易引起绕组的失稳变形、绝缘劣化。 展开更多

关键词 变压器 匝间短路 出口短路 电磁暂态 绕组电动力

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基于组合赋权和WRSR的真空断路器状态评估研究 被引量：2

4

作者 李璨 咸日常 +3 位作者 赵如杰 崔永 郭洋 郝艳 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-9,共9页

电力设备状态评估是状态检修与运行风险预测的基础。真空断路器作为电力系统中的重要设备,为保证其安全稳定运行,需要对其状态进行准确评估。针对目前真空断路器状态评估中存在的状态指标权重单一、评估模型复杂等不足,文中以ZN63A-12... 电力设备状态评估是状态检修与运行风险预测的基础。真空断路器作为电力系统中的重要设备,为保证其安全稳定运行,需要对其状态进行准确评估。针对目前真空断路器状态评估中存在的状态指标权重单一、评估模型复杂等不足,文中以ZN63A-12型真空断路器为研究对象,提出了一种基于组合赋权和加权秩和比(WRSR)相结合的综合评估方法。首先通过选取真空断路器的4项特征状态指标,建立状态评估体系;其次采用组合赋权法计算每项指标的权重;接着根据所测数据,运用加权秩和比法对6台真空断路器进行分档排序,并对其进行状态评估;最后,将运用该方法的评估结果与专家现场评估结果进行比较,验证该方法的有效性。研究结果表明:该方法可以对多台真空断路器进行状态排序,并可以此为依据制定检修策略,有效地提高了检修效率。 展开更多

关键词 真空断路器 组合赋权 加权秩和比 状态评估 检修策略

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干式空心并联电抗器绕组绝缘状态在线监测方法

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作者 李增悦 咸日常 +2 位作者 赵如杰 耿凯 张伟 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第14期5812-5821,共10页

干式空心并联电抗器用于无功补偿与抑制工频过电压,在电网中的数量和容量日益增加,事故率却高居不下,其中,绕组匝间绝缘故障占比高居首位,亟需有效的绕组绝缘状态在线监测手段。利用有限元软件对干式空心并联电抗器进行“场-路”耦合仿... 干式空心并联电抗器用于无功补偿与抑制工频过电压,在电网中的数量和容量日益增加,事故率却高居不下,其中,绕组匝间绝缘故障占比高居首位,亟需有效的绕组绝缘状态在线监测手段。利用有限元软件对干式空心并联电抗器进行“场-路”耦合仿真,通过分析其绕组异匝和同匝股间短路的电、磁、力变化特征,研究绕组匝间短路故障的发展过程、形成机理,探求便于故障监测的敏感状态量,提出了基于有功功率损耗变化率的绕组绝缘状态在线监测方法。研究结果表明:绕组异匝股间短路对电抗器电、磁、力等物理参量的影响大于相同位置同匝股间短路工况,且异匝股间短路发生在电抗器绕组端部的影响最大。有功功率损耗对电抗器绕组绝缘故障发展的过程反应敏感、易于监测,可通过选择合适的绝缘故障预警值和绝缘失效值,基于有功功率损耗变化率进行状态判断,能够实时发现电抗器绕组绝缘故障,便于及时采取措施,阻止故障蔓延。 展开更多

关键词 干式空心并联电抗器 绕组绝缘 异匝股间短路 有功功率损耗变化率 在线监测

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干式空心串联电抗器匝间短路故障特征研究 被引量：16

6

作者 咸日常 鲁尧 +3 位作者 陈蕾 耿凯 王艳萍 尹宝林 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第18期10-16,共7页

干式空心串联电抗器是电力系统无功补偿回路中的重要电气设备,其主绝缘通常采用环氧浇注结构,在实际研究中其匝间绝缘故障设置困难、试验验证成本高。为了监测是否发生匝间短路故障、提高在线监测灵敏度,借助有限元软件Comsol仿真研究... 干式空心串联电抗器是电力系统无功补偿回路中的重要电气设备,其主绝缘通常采用环氧浇注结构,在实际研究中其匝间绝缘故障设置困难、试验验证成本高。为了监测是否发生匝间短路故障、提高在线监测灵敏度,借助有限元软件Comsol仿真研究了电抗器发生匝间短路时各电气参数的变化情况。首先仿真计算正常状态下电抗器的电感值和电流值,通过与解析计算结果进行比较,验证所建模型的正确性。然后在不同位置分别设置匝间短路故障点以得到电抗器各线圈层电流。最后得出其等效电阻、等效电抗、等效阻抗、功率因数、损耗因数等电气参数的变化情况。仿真分析结果表明:电抗器匝间短路故障点的位置不同,各电气参数变化率也不同,其绝对值由端部向中部、由内层向外层呈现增大趋势,且损耗因数和功率因数变化率较大,对匝间短路故障反应灵敏,可用于干式空心串联电抗器匝间短路故障的在线监测与保护。 展开更多

关键词 干式空心串联电抗器 有限元 匝间短路 损耗因数 功率因数

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接地变压器低压绕组匝间短路故障的电磁特征研究 被引量：31

7

作者 咸日常 陈蕾 +3 位作者 耿凯 范慧芳 张冰倩 高鸿鹏 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第8期74-82,共9页

接地变压器具有系统中性点引出和站用电双重功能,在我国大中型变电站中被普遍采用,其运行可靠性直接影响电网的安全稳定。针对接地变压器低压绕组匝间绝缘短路故障检测方法缺失问题,基于磁场-电路耦合原理,利用ANSYS软件建立接地变压器... 接地变压器具有系统中性点引出和站用电双重功能,在我国大中型变电站中被普遍采用,其运行可靠性直接影响电网的安全稳定。针对接地变压器低压绕组匝间绝缘短路故障检测方法缺失问题,基于磁场-电路耦合原理,利用ANSYS软件建立接地变压器二维有限元模型。通过对比高、低压侧电流的仿真值与计算值,验证模型的正确性。在此基础上分析其低压绕组单匝匝间短路故障时的电磁特征。研究结果表明:当接地变压器低压绕组发生单匝匝间短路故障时,短路环内部有很大的短路电流;电压、电流相位角,功率因数角以及高、低压侧三相电流均会发生变化,但电流波动达不到接地变压器保护的动作定值;同时,短路环附近的磁场也会发生畸变。 展开更多

关键词 接地变压器 低压绕组 匝间短路 ANSYS 电磁特征 研究

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35 kV PT爆炸事故及其谐振过电压分析和预防 被引量：11

8

作者 朱保军 咸日常 +4 位作者 刘兴华 高一壹 咸日明 荣庆玉 谢同平 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期185-191,197,共8页

在35 kV中性点不接地系统中,由于电磁式电压互感器(PT)的励磁电感呈现非线性特征,铁磁谐振现象在某些条件下频繁发生。文中结合一起35 kV电磁式PT爆炸事故的现场数据,利用ATP⁃EMTP软件建模仿真分析,研究事故发生过程及原因,针对此变电... 在35 kV中性点不接地系统中,由于电磁式电压互感器(PT)的励磁电感呈现非线性特征,铁磁谐振现象在某些条件下频繁发生。文中结合一起35 kV电磁式PT爆炸事故的现场数据,利用ATP⁃EMTP软件建模仿真分析,研究事故发生过程及原因,针对此变电站运行实际情况,提出有效的消谐措施及其优化策略。分析研究表明:事故的原因是半绝缘PT在一次侧中性点接带D参数放电管的非线性电阻式消谐器进行消谐时,其放电管存在不能正常动作的风险,导致一次侧中性点对二次端子和地击穿放电,引发分频铁磁谐振;全绝缘PT一次侧中性点接消谐器的方式对抑制此类事故效果最好;最后提出针对性的的消谐措施优化策略。 展开更多

关键词 电磁式电压互感器 ATP⁃EMTP 铁磁谐振 谐振过电压 消谐措施

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三相不平衡工况下配电变压器温升特性及绝缘损失分析 被引量：6

9

作者 赵飞龙 咸日常 +3 位作者 荣庆玉 王昭璇 赵彦龙 王玮 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期4364-4372,共9页

三相不平衡运行会增加配电变压器的附加损耗,引起本体局部温度异常升高,缩短绕组绝缘寿命。为此基于热电类比理论,以配电变压器每相绕组做为一个整体,建立热路模型。根据三相电流之间的关系将不平衡工况分为3种典型工况,以一台S13−M−200... 三相不平衡运行会增加配电变压器的附加损耗,引起本体局部温度异常升高,缩短绕组绝缘寿命。为此基于热电类比理论,以配电变压器每相绕组做为一个整体,建立热路模型。根据三相电流之间的关系将不平衡工况分为3种典型工况,以一台S13−M−200/10型变压器为例,比较热路模型与有限元模型在多种不平衡工况下的计算结果,二者获取的顶层油温与热点温度值保持了较高的一致性,验证了热路模型的准确性。在此基础上进一步分析不同类型、不同程度三相不平衡运行对顶层油温、热点温度以及绝缘损失的影响,结果表明:相同不平衡程度下,不同类型的三相不平衡工况对于顶层油温和热点温度的影响不同;绝缘相对热老化速率随不平衡度的增加非线性上升,尤其在高温天气下,热老化速率随不平衡程度的加深呈指数形式上升,可为配电变压器运行控制策略的制定提供技术支撑。 展开更多

关键词 三相不平衡工况 配电变压器 热点温度 热路模型 绝缘损失分析

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基于细菌觅食算法优化的电力变压器故障诊断技术 被引量：19

10

作者 董方旭 咸日常 +2 位作者 咸日明 李文强 马雪锋 《电测与仪表》 北大核心 2018年第19期34-40,共7页

针对支持向量机(SVM)分类性能受参数影响,且最优参数难以获取这一问题,提出一种基于细菌觅食算法(BFA)的电力变压器故障诊断模型的参数寻优方法。该方法以电力变压器油中特征气体含量作为状态评价样本,通过BFA寻找全局最优SVM参数解,构... 针对支持向量机(SVM)分类性能受参数影响,且最优参数难以获取这一问题,提出一种基于细菌觅食算法(BFA)的电力变压器故障诊断模型的参数寻优方法。该方法以电力变压器油中特征气体含量作为状态评价样本,通过BFA寻找全局最优SVM参数解,构建k-折平均分类准确率目标函数,建立变压器故障诊断模型。仿真结果表明,BFA对SVM最优参数的选取较遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)更迅速,且优化后的SVM电力变压器故障诊断模型具有更高的精确度;利用BFA优化方法建立的SVM电力变压器状态诊断模型,对IEC三比值法中无法判断的数据也可进行精确诊断。最后,通过实例分析,验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 细菌觅食算法 支持向量机 参数优化 电力变压器 油中色谱分析 故障诊断

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基于磁-热-流耦合的非晶合金变压器运行特征分析 被引量：2

11

作者 李佳琪 咸日常 +3 位作者 荣勇 胡玉耀 杨玲 王玮 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第32期14245-14251,共7页

非晶合金变压器绕组及其铁心一般采用矩形结构,其运行损耗引起的不平衡温升更易导致绕组绝缘劣化,影响供电可靠性。针对非晶合金变压器特殊的绕组结构,分析计算非晶合金变压器绕组温升,预测其热点温度,对矩形绕组结构变压器的设计优化... 非晶合金变压器绕组及其铁心一般采用矩形结构,其运行损耗引起的不平衡温升更易导致绕组绝缘劣化,影响供电可靠性。针对非晶合金变压器特殊的绕组结构,分析计算非晶合金变压器绕组温升,预测其热点温度,对矩形绕组结构变压器的设计优化和运行控制具有理论指导意义。基于三维磁-热-流多物理场耦合仿真计算和温升试验,以一台型号为SBH15-M-200/10的三相油浸式非晶合金配电变压器为研究对象,分析其额定负载下的运行特征,仿真计算各绕组的热点温度,并通过短路法温升试验对仿真结果的正确性进行了验证。结果表明:三维磁-热-流多物理场耦合计算非晶合金变压器绕组热点温度值与温升试验结果的相对误差小于5%,所研究非晶合金变压器绕组的热点温度出现在B相低压绕组的中上部,热点温度达到64.77℃。 展开更多

关键词 非晶合金变压器 磁-热-流耦合 温升试验 运行特征 热点温度

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绕组结构对配电变压器短路电动力的影响分析 被引量：26

12

作者 燕蕾 咸日常 +2 位作者 荣庆玉 耿凯 咸日明 《变压器》 北大核心 2020年第4期28-32,共5页

本文中作者基于10kV配电变压器的具体结构参数,利用Comsol有限元仿真软件建立了三维模型,分别对圆形和椭圆形绕组进行了仿真分析。

关键词 配电变压器 有限元法 绕组 短路电动力

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基于SVR的变压器油浸纸电阻率分区间接检测方法 被引量：6

13

作者 金硕 朱琳 +3 位作者 杨帅 张晓星 阮江军 荣庆玉 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1020-1027,共8页

电阻率可以反映绝缘材料的劣化状态。针对油浸式变压器内部油浸纸等固体绝缘材料电阻率的间接检测,将材料划分为若干区域,并借助区域间电阻率的差异来近似表征材料不均匀劣化引起的电阻率不均匀分布。在此基础上,通过分析各区域材料电... 电阻率可以反映绝缘材料的劣化状态。针对油浸式变压器内部油浸纸等固体绝缘材料电阻率的间接检测,将材料划分为若干区域,并借助区域间电阻率的差异来近似表征材料不均匀劣化引起的电阻率不均匀分布。在此基础上,通过分析各区域材料电阻率与变压器绝缘电阻等整体参数间的数学关系,提出了基于支持向量回归机(SVR)的变压器油浸纸电阻率分区间接检测方法。以材料类型划分检测区域,借助10kV配电变压器对提出的方法进行验证,其中0.5 mm纸板电阻率间接检测结果与相应试品电阻率实测值相差仅12.5%。该文提出的方法可实现油浸式变压器内部不同部位油浸纸等固体绝缘材料的电阻率检测,有助于进一步提升变压器的运维水平。 展开更多

关键词 变压器 油浸纸 绝缘劣化 电阻率 支持向量回归机

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改进蜂群算法在大型电力变压器故障诊断中的应用 被引量：7

14

作者 范慧芳 咸日常 +1 位作者 咸日明 崔永 《水电能源科学》 北大核心 2021年第9期197-200,共4页

电力变压器故障危及电网供电安全,为提高其故障诊断精度,避免传统算法自身固有缺陷,提出了一种改进蜂群算法优化的BP神经网络故障诊断模型。首先改进传统蜂群算法,并将其与BP神经网络相结合以优化模型参数;然后将优化后的网络模型代入... 电力变压器故障危及电网供电安全,为提高其故障诊断精度,避免传统算法自身固有缺陷,提出了一种改进蜂群算法优化的BP神经网络故障诊断模型。首先改进传统蜂群算法,并将其与BP神经网络相结合以优化模型参数;然后将优化后的网络模型代入变压器故障识别中,以达到提高故障诊断准确率的目的。对比不同模型预测结果表明,所提模型与方法可实现对变压器故障的精确预测。 展开更多

关键词 BP神经网络 蜂群算法 电力变压器 故障诊断 特征气体

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一起35kV电磁式电压互感器爆炸事故案例及仿真分析 被引量：13

15

作者 高一壹 咸日常 +1 位作者 咸日明 荣庆玉 《变压器》 北大核心 2019年第4期81-86,共6页

本文中作者介绍了一起并列运行的35kV电磁式电压互感器爆炸事故案例,基于ATP-EMTP软件进行仿真分析,提出了防止铁磁谐振引发事故的预防措施。

关键词 电磁式电压互感器 铁磁谐振 事故

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基于最小二乘法的10kV配电变压器空载损耗工艺系数研究 被引量：9

16

作者 崔聪 咸日常 +3 位作者 咸日明 荣庆玉 翟春恒 梁东 《变压器》 北大核心 2019年第5期16-20,共5页

采用最小二乘法对10kV配电变压器空载损耗工艺系数进行了分析计算,研究了相关的影响因素,提出了降低空载损耗的工艺改进措施。

关键词 配电变压器 空载损耗 工艺系数 最小二乘法

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高压补偿电容对配电变压器雷电过电压的影响分析 被引量：10

17

作者 林新杰 咸日常 +2 位作者 咸日明 崔聪 荣庆玉 《变压器》 北大核心 2019年第9期38-43,共6页

提出了在配电变压器高压侧加装并联电容以进行无功补偿并辅助限制雷电过电压的技术措施,并通过ATP-EMTP软件进行了仿真分析。

关键词 配电变压器 高压侧 ATP-EMTP

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一起110kV变压器绕组变形故障的案例分析 被引量：32

18

作者 张冰倩 咸日常 +2 位作者 朱锋 耿凯 陈蕾 《变压器》 2021年第2期69-73,共5页

本文中作者分析了一台型式为SFZ11-31500/110变压器高、低压绕组同时变形的故障案例。采用短路阻抗法和频率响应法诊断了其绕组变形情况,查明了故障具体部位及损坏程度。

关键词 电力变压器 绕组变形 短路阻抗法 频率响应法

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一起35kV变压器内部绝缘故障的原因分析与修复 被引量：9

19

作者 王雪菲 咸日常 +3 位作者 陈蕾 赵如杰 张冰倩 耿凯 《变压器》 2021年第7期71-74,共4页

本文中作者通过变压器的电气试验、油色谱分析和油化验分析,并结合吊芯检查,分析了一起35kV油浸式变压器的内部相间短路故障,阐明了故障发生机理,并介绍了修复方案。

关键词 变压器 低压绕组 故障分析 处理

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基于基波正、负序分量的配电变压器绕组参数辨识 被引量：1

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作者 姜欣洁 咸日常 +1 位作者 王在明 耿凯 《现代电子技术》 2021年第18期69-72,共4页

为了研究利用配电变压器稳态运行电气量实现其绕组电阻和电感参数的实时辨识,根据配电网运行特点,提出基于运行电压电流信号的基波正、负序分量的配电变压器绕组参数辨识方法。首先建立配电变压器回路电压平衡方程,在此基础上得到基波... 为了研究利用配电变压器稳态运行电气量实现其绕组电阻和电感参数的实时辨识,根据配电网运行特点,提出基于运行电压电流信号的基波正、负序分量的配电变压器绕组参数辨识方法。首先建立配电变压器回路电压平衡方程,在此基础上得到基波正序和负序分量下的最小二乘辨识模型方程;然后构造基于二阶广义积分器的基波正、负序分量提取方法;最后通过试验分析配电变压器在不同运行工况下绕组参数在线辨识的有效性。试验结果证明,该方法的参数辨识精度不受配电变压器三相负荷不平衡和一次侧单相接地故障的影响,同时也不受系统谐波的干扰。 展开更多

关键词 绕组参数辨识 配电变压器 基波分量 分量提取 有效性分析 谐波干扰

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