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变压器发生绕组变形的几种类型详解

来源:武汉三新电力设备制造有限公司   2021年03月18日 11:29  

本文原作者为山东电科院专家辜超,版权属于原作者,仅供技术交流之用,支持原创,在此特向原作者致敬。

一、整体变形

整体变形:整体变形常见是在运输过程中遭受冲撞造成的,这种变形一般整体情况良好,只是线圈之间相对移动。整休变形一般不改变线圈的电感量和饼间电容,只改变线圈对地电容。所以其频谱图上各谐振点都存在,只是都向高频方向平移。另外在遭受电动力时,如有几根撑条受力移动位置或脱落,在受力消失后,则在原来的压紧力的作用下向一边偏心,同时由于电动力造成内线圈收缩或外线圈扩张,高低压线圈之间的距离改变,对地电容减小,使谐振频率均向高频方向移动。谐振频率的改变量在较小的变化时与变形量成正比。其频谱图上的大特征是,各谐振峰都对应存在,只是平移。这种变形一般引线都分别牵动, 300kHz以上将有一定的改变。

整体压缩:线圈由于电磁力作用或制造工艺的原因,会出现高度尺寸上的压缩。线圈在高度上的减小,将使线圈的总电感增加;同时使线圈饼间的电容增加。在对应的频谱图上,变形相曲线将出现DI一个谐振峰向低频方向移动;同时DI一谐振峰还将伴随着幅值升高;中高频部分的曲线与正常相的频谱曲线相同。

整体拉伸:线圈出现固定乐板松动、垫块失落等情况时,会出现高度尺寸上的拉伸。线圈在高度上的增加,将使线圈的总电感减小;同时使线圈饼间的电容下降。在对应的频谱图上,变形相曲线将出现DI一个谐振峰向高频方向移动;同时DI一谐振峰还将伴随着幅值下降;中高频部分的曲线与正常相的频率曲线相同。

变压器绕组变形 

二、局部变形

局部变形是指线圈的总高度未发生改变,或等效直径和线圈厚度尚未出现大面积的改变;只是部分线圈的尺寸分布均匀度改变,或部分线饼出现小程度等效直径的改变,线圈的总电感基本不变,所以故障相和正常相的频谱曲线在低频段的DI一谐振峰点处将重合,随着部分变形面积的大小,对应的后续几个谐振峰将发生位移。

局部压缩和拉开变形:这种变形一般认为是由于电磁作用力造成的,由于同方向的电流产生的斥力,在线圈两端被压紧时,这种斥力会将个别垫块挤出,造成部分被挤压,而部分被拉开。这种变形在两端压钉未动的条件下,一般不会牵动引线:这种变形一般只改变饼间的距离(轴向),在等值电路中体现在并联电感上的电容(饼间电容)的改变上。引线未被牵动力的条件下,频谱的高频部分将变化很小。线圈整体并未被压缩,只有部分饼间距离拉开,部分饼间距离压缩。频谱图上可以看到,有部分谐振峰向高频方向移动,并伴随着峰值下降;而有部分谐振峰向低频方向移动,并伴随着峰值升高。变形面积和变形程度可以通过比较谐振峰点明显移动所处的位置,(第几个峰)及谐振峰的移动量来估计分析。局部压缩和拉开变形影响到引线时,频谱图的高频部分将发生变化。局部压缩和拉开变形程度较大时,低频与中频段有些谐振峰会重叠,个别峰会消失,有些谐振峰幅值升高。

匝间短路:如果线圈发生金属性匝间短路,线圈的整体电感将会明显下降,线圈对信号的阻碍大大减小。对应到频谱图,其低频段的谐振峰将会明显的向高频方向移动,同时由于阻碍减小,频响曲线在低频段将会向衰减减小的方向移动,即曲线上移2odB 以上;另外由于Q值下降,频谱曲线上谐振峰谷间的差异将减少。中频和高频段的频谱曲线与正常线圈的图谱重合。

线圈断股:线圈断股时,线圈的整体电感将会略有增大。对应到频谱图,其低频段的谐振峰将会向低频方向略有移动,幅值上的衰减基本不变;中频和高频段的频谱曲线与正常线圈的谱图重合。

金属异物:在正常线圈中,如果在饼间中存在金属异物,虽然对低频总电感影响不大,但饼间电容将增大。频谱曲线的低频部分谐振峰将向低频方向移动,中高频部分曲线的幅值将有所升高。

引线位移:引线发生位移时,不影响电感,所以频谱曲线的低频段应*重合,只在2ookHz~5ookHz部分的曲线发生改变,主要是衰减幅值方面的变化。引线向外壳方向移动,则频谱曲线的高频部分向衰减增大的方向移动,曲线下移;引线向线圈靠拢,则频谱曲线的高频部分向衰减减小的方向移动,曲线上移。

轴向扣曲:轴向扭曲是在电动力作用下,线圈向两端顶出,在受到两端压迫时,被迫从中间变形,若原变压器的装配间隙较大或有撑条受迫移位,则线圈在轴向扭成S形;这种变形由于两端未变动,所以只改变了部分饼间电容和部分对地电容。屏间电容和对地电容将减小,所以频谱曲线上将发生谐振峰向高频方向移动,低频附近的谐振峰值略有下降,中频附近的谐振峰点频率略有上升,而且 3ookHz~5ookHz的频谱线基本上保持原趋势。

线圈幅向(径)变形:在电动力作用下,一般内线圈是向内收缩,由于内撑条的限制,线圈可能发生幅向变形,其边沿成锯齿状,这种变形将使电感略有减小,对地电容也略有改变,所以在整个频率范围内的谐振峰均向高频方向略有移动。外线圈的幅向变形主要是向外膨胀,变形线圈总电感将增加,但内外线圈间的距离增大,线饼对地电容减小。所以频谱曲线上DI谐振峰和谷将向低频方向移动,后面的各峰谷都将向高频方向略有移动。

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