典型故障下自耦变压器分裂式绕组的频率响应特征
2021-04-10
中国铁道科学 2021年2期
(西南交通大学 电气工程学院,四川 成都 611756)
分裂式绕组抗击短路冲击能力强、短路阻抗小、传能效率高,主要应用于高铁牵引供电系统中的自耦变压器。在牵引供电系统中,由于自身运行的特点,处于外部的接触网会发生直击雷、接触网异物等原因造成的过电压或短路电流冲击等故障[1-2],对分裂式绕组将产生强烈地冲击,在电磁力的作用下,绕组会产生形变累积,最终导致绕组变形、绕组移位、饼间短路等故障[3],因此利用频率响应法有效检测自耦变压器分裂绕组状态,对牵引供电系统的安全运行至关重要[4]。
频率响应是变压器绕组的自身固有属性,当变压器绕组发生故障时,绕组的等效电气参数将会改变,频率响应也会相应变化[5-6],而不同结构的变压器绕组,故障下频率响应特征也有一定的差异,为此国内外学者做了大量研究。西安交通大学学者针对10 kV 三相双绕组电力变压器试验,得到在短路、局部凹陷故障下的扫频阻抗曲线,探究了不同绕组故障下频率响应特征[7];重庆大学学者研究了不同结构绕组频率响应建模方法,结果表明缠绕方式是影响绕组频率响应建模的1个重要因素[8];印度科学研究院学者通过建模仿真及数学解析的方式,分析了纠结式绕组的传递函数结构,研究了双绕组下影响传递函数的主要因素,得到不同绕组类型及数量对传递函数的影响不同[9-10];科廷大学学者针对单相变压器,通过仿真获得高、低压绕组间电气参数与轴向移位、径向变形故障程度的关系,建立分布式电路模型模拟绕组频率响应的变化特征,结果表明变压器容量大小对参数变化规律影响不大[11-12];……
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