典型故障下自耦变压器分裂式绕组的频率响应特征

（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]；……