Analysis on Leakage Flux Characteristics of Turn-to-Turn Short-circuit Fault for Power Transformer

Yuping ZHENG; Xinyi GONG; Shuyan PAN; Jiahao SUN; Jinzhao DENG

doi:10.7500/AEPS20210816003

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Analysis on Leakage Flux Characteristics of Turn-to-Turn Short-circuit Fault for Power Transformer

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Analysis on Leakage Flux Characteristics of Turn-to-Turn Short-circuit Fault for Power Transformer
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 15, Pages: 121-127(2022)
- 作者机构：
  
  1.南瑞集团有限公司（国网电力科学研究院有限公司），江苏省南京市 211106
  2.智能电网保护和运行控制国家重点实验室，江苏省南京市 211106
  3.国电南瑞科技股份有限公司，江苏省南京市 211106
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Fund of China-State Grid Joint Fund for Smart Grid(U1866603)
- DOI：10.7500/AEPS20210816003
  CLC：
- Received：16 August 2021，
  
  Revised：2022-01-07，
  
  Published Online：23 June 2022，
  
  Published：10 August 2022
- 稿件说明：
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郑玉平,龚心怡,潘书燕等.变压器匝间短路故障工况下的漏磁特性分析[J].电力系统自动化,2022,46(15):121-127.

ZHENG Yuping,GONG Xinyi,PAN Shuyan,et al.Analysis on Leakage Flux Characteristics of Turn-to-Turn Short-circuit Fault for Power Transformer[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(15):121-127.
郑玉平,龚心怡,潘书燕等.变压器匝间短路故障工况下的漏磁特性分析[J].电力系统自动化,2022,46(15):121-127. DOI： 10.7500/AEPS20210816003.

ZHENG Yuping,GONG Xinyi,PAN Shuyan,et al.Analysis on Leakage Flux Characteristics of Turn-to-Turn Short-circuit Fault for Power Transformer[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(15):121-127. DOI： 10.7500/AEPS20210816003.

摘要

针对变压器差动保护和重瓦斯保护无法灵敏和快速判别变压器轻微匝间短路故障的问题，研究了变压器正常运行与不同匝间短路情况下的漏磁分布特性。首先，推导了变压器绕组在空间中的磁密分布公式，分析了变压器正常运行时的轴向漏磁分布对称性规律；然后，搭建了“场-路”耦合110 kV三相变压器三维模型进行仿真验证，分析变压器在正常运行、不同故障绕组、不同匝间短路位置下的漏磁分布规律。最后，基于理论分析和仿真验证，提出了变压器内部漏磁传感器的布置方案，为基于漏磁信息的匝间短路故障辨识提供依据。

Abstract

To solve the problem that transformer differential protection and Buchholz protection can not sensitively and quickly distinguish slight turn-to-turn short-circuit fault of transformers

the leakage flux characteristics of the transformer under normal operation and different turn-to-turn short-circuit conditions are studied. Firstly

the magnetic density spatial distribution formula of the transformer winding are derived

and the symmetry of axial leakage flux distribution during normal operation of the transformer is analyzed. Then

a three-dimensional “field-circuit” coupled 110 kV three-phase transformer model is built for simulation verification

and the leakage flux distribution rule of the transformer under normal operation

different fault windings

and different turn-to-turn short-circuit positions is analyzed. Finally

based on theoretical analysis and simulation verification

the layout scheme of leakage flux sensors in the transformer is proposed

which provides a basis for turn-to-turn short-circuit fault identification based on leakage flux information.

关键词

Keywords

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