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摘要
油浸式电力变压器匝间绝缘的老化和劣化会造成匝间绝缘电阻减小，从而引起故障线圈上电流和产生热量增加。因此，研究变压器匝间故障早期的电热特性具有重要意义。该文分析匝间故障电阻对变压器等效电路和绕组损耗的影响，提出基于电磁、热–流体场耦合的变压器匝间故障模型。基于数字孪生(digital twin,DT)的理念，建立变压器的高保真仿真模型，通过传递变压器实体的结构、尺寸、材料参数等，实现对绕组电流和不同部件温度的准确模拟。采用此高保真仿真模型，研究高压绕组发生1%匝间故障的电热特性，结果表明低压绕组电流幅值仅增加2%，而顶层油温升高了9.4℃(25.7%)，油箱外壳整体温度升高了10℃。在匝间故障早期阶段，顶层油温和油箱外壳温度的变化较绕组电流更为显著，因此，顶层油温、油箱外壳温度和绕组电流等电热特性参量可用于辨识早期故障。
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