干式变压器绕组匝间短路故障的电磁特征及电动力分析

摘要

干式变压器低压绕组的匝间绝缘故障不易通过外观表征直接发现,且难以实现实时监测,严重影响供电可靠性。针对干式变压器低压绕组单匝匝间短路故障时的电磁特征研究不足而导致故障检测方法缺失及实际研究中难以设置绕组匝间短路故障的问题,利用有限元仿真软件建立与实际干式变压器一致的“场-路”耦合模型,并验证了该模型在额定运行工况下的准确性。在此基础上探究低压绕组发生匝间短路故障时其短路点电流、短路匝电流、短路匝电流密度及短路匝辐向磁密和轴向磁密等电磁参数的变化规律,研究在绕组不同位置发生匝间短路故障时短路匝所受电动力的分布情况。结果表明,绕组不同位置发生匝间短路时,磁密最大值出现在最外层短路匝;最外层短路匝所受辐向力最大,最内层短路匝所受轴向力最大。研究结果为干式变压器匝间绝缘在线监测和保护技术提供了理论依据,有利于抗短路能力提升措施的研究与实施。