[00125468]变压器绕组抗短路冲击能力检测和评估专家系统开发

变压器作为电网中能量传输和转换的关键枢纽设备,对于保证电网的安全稳定运行起着不可替代的作用。在变压器生产、制造、运输以及后续运行中,可能会受到不同程度的撞击和各种短路电流的冲击作用,绕组可能发生变形,特别是在电流产生的巨大短路电磁力冲击下,产生绕组线饼错位、扭曲变形、局部鼓包变形等故障,从而使得变压器无法正常运行。近年来,随着电力容量的不断增加,电网短路电流水平也随之增大,继而增加了绕组变形破坏的几率,严重威胁电网的安全稳定运行。研究和开发变压器绕组抗短路冲击能力检测和评估系统,为变压器检修策略制定提供参考,具有重要的理论价值和实际工程意义。 本项目首先对变压器绕组变形与电参数变化对应关系进行仿真计算,建立了不同变形类型、变形程度与绕组等效电路的分布电感和电容之间的对应关系,为变压器绕组变形诊断提供量化判据。其次,建立了变压器绕组的等效电路模型,推导了基于频响函数的电路模型修正方程,运用模型修正方法实现从绕组变形前后频响函数偏差到绕组等效电路电参数变化的逆向求解,通过伴随法对变压器绕组等效电路的频响函数灵敏度进行计算,一次获得模型频响函数对所有参数变化的灵敏度大小,提高模型修正和模型参数变化计算的效率。在此基础上研究和开发了变压器绕组变形测试系统,利用Labview软件和频响测试仪器开发出了具有软硬件结合的便携式绕组变形测试装置,实现了常规频响曲线的采集和处理、扫频阻抗曲线的采集和处理以及评估绕组抗短路能力等强大的功能。完成了绕组材料机械疲劳特性测试与强度退化研究,通过研究绕组材料的机械特性和疲劳寿命曲线（S-N曲线）,建立变压器机械老化和疲劳累积损伤模型,得到绕组材料疲劳累积损伤与强度退化的关系,使绕组抗短路冲击能力的评估更加接近实际。最终开发了变压器绕组抗短路冲击能力检测和评估专家系统,总结了结合短路阻抗和幅频曲线相关系数的变压器绕组变形判据,建立了变压器绕组抗短路能力评估的数学模型,明确了变压器绕组抗短路冲击能力检测和评估的具体方法。设计和制作了一台10kV试验变压器,运用开发的评估系统对该变压器进行检测和分析,验证了绕组变形测试系统和抗短路能力评估方法的有效性。 本项目提出了变压器绕组抗短路冲击能力检测和评估专家系统,使得变压器绕组变形检测和评估水平得到了进一步的提升,对变压器绕组状态的准确诊断和适时给出维修决策有着积极的促进作用,对保障电网安全稳定运行具有重要意义,在保证供电可靠性方面创造了较大的经济效益。项目研究成果在陕西电网、内蒙电网、浙江电网得到了应用,效果良好。项目曾获2016年度国网陕西省电力公司科技进步一等奖。