報告書番号

H06003

タイトル（和文）

周波数応答解析を用いた変圧器巻線の変形・位置ずれ検出手法の検討

タイトル（英文）

Detection of Deformation and Displacement of Transformer Winding by Frequency Response Analysis

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

変圧器の寿命は、主として短絡時に発生する電磁力に耐えるかどうかで決まる。短絡時電磁力の大きさは変圧器の巻線構造により異なり、さらに巻線の変形や位置ずれにより変化する。したがって、巻線の変形や位置ずれが正確に把握することが重要である。周波数応答解析(FRA)は、巻線インピーダンス等の周波数特性(伝達関数)を健全時のそれと比較することにより、巻線の変形や位置ずれを検出することができる。しかし、FRAにより検出した変圧器の異常と、巻線の変形や位置ずれなど故障様相の対比には不明な点が多い。本報告書では、モデル変圧器で巻線の変形や位置ずれ、さらに鉄心の変形を模擬して伝達関数を測定することにより、伝達関数の変化様相から変圧器内部の異常様相を推定する指針を示した。次に、定格電圧60kV/6.9kV、定格容量3000kVAの配電用実変圧器の短絡試験前後に伝達関数を測定し、上記推定指針を適用した変圧器内部の様相を診断した。FRAでは、巻線の変形が発生していると推定されたが、この推定は解体調査結果と一致した。この巻線変形は、JEC-2200で規定されている短絡インピーダンス測定では検出できないほどわずかな変形であった。以上の結果より、FRAにより巻線の変形を高精度で検出できる可能性を見出せた。

概要 （英文）

Replacement of a transformer is usually decided by judging whether it withstands mechanical force generated by short-circuit current or not. The mechanical force depends on configurations of windings. Furthermore, it varies due to deformation and/or displacement of transformer windings. Therefore, it is important to detect deformation and displacement of transformer windings. Frequency Response Analysis (FRA) has possibility to detect them by detecting variation of a transfer function compared with that measured when the transformer is normal. However, interpretation of the variation with reference to deformation and displacement of transformer windings is not clear.
In this report, firstly, possibility of identification of deformation of an iron core or of a winding, and displacement of a winding from variation of the transfer functions is investigated using model transformers. Secondly, transfer functions of a real 66kV/6.9kV oil-immersed transformer are measured before and after it experiences short-circuit tests. A winding is deformed due to the short-circuit test. FRA detects the deformation whereas measurements of short-circuit impedance which is standardized in JEC-2200 cannot detect. Furthermore, identified condition of the transformer from the investigation using the model transformers agrees with the dismantling investigation of the transformer.
From these results, the possibility of FRA in detecting deformation of transformer winding with high sensitivity is confirmed.

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