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电力变压器作为电力系统中最重要的电气设备之一,保障其安全运行对于确保整个电网的可靠性具有重大的意义。绕组变形是变压器故障的常见类型之一,当绕组发生严重变形时,会损坏变压器,给国民经济带来重大损失。 针对绕组变形,国内外学者做了大量的研究工作。在线注入信号法作为频率响应法的在线应用,被认为是一类可以实现绕组故障在线检测的手段,但真正将其应用于现场,且行之有效的相关研究却鲜有报道。而许多在线注入信号法不能真正应用于在线的原因在于并未考虑现场的实际情况。本文针对在线注入信号检测绕组故障领域研究的不完善,开展基于脉冲频率响应检测变压器绕组变形的研究,主要研究工作如下: ①详细介绍了基于耦合注入信号的绕组故障在线检测法,为了能将该方法真正应用于现场进行绕组故障在线检测,故在实验室对方法中设计到的在线检测绕组故障的装置进行了开发,并对各部分装置的性能进行了初步的测试,测试表明,纳秒脉冲发生器能产生幅值、脉宽可调的方波脉冲;CCS作为与系统有直接的装置,其在设备在运情况下的安全性良好;注入信号保护电路能起到纳秒脉冲信号正向全通,同时滤除反向干扰信号的功能;而针对电容分压器的测试结果同时对CCS和电容分压器的测量信号的性能都进行了验证; ②利用有限元软件ANSYS Maxwell建立了绕组不同变形类型和变形程度的模型,并通过模型仿真得到电容和电感参数模拟绕组变形现象。在PSPICE中根据电路参数仿真绕组等值电路模型得到变形绕组的频率特性曲线。总结绕组轴心偏移、辐向变形和饼间间距变化三种变形类型对频率特性曲线谐振点的频率、幅值的影响,初步检测绕组变形情况; ③通过理论和仿真分析所得到的结论,在实验室对在线检测绕组故障的注入信号发生器及相关装置进行开发,并基于该试验装置,分别对典型故障绕组、健康变压器和现场故障停运变压器进行离线试验分析,最终实现了利用典型参数的纳秒脉冲信号检测750kV高压并联变压器绕组故障的在线应用,在设备在运的情况下,获得了信噪比较高的时域信号,由此构建的频响曲线可以对绕组故障进行深入地分析。