变压器遍布于整个电力系统,作为核心电力设备,其可靠工作对于电网的稳定及用电设备的安全稳定运行至关重要。由于大型变压器造价昂贵,结构复杂,严重损坏后检修时间长,将造成严重的直接和间接经济损失,故需要有灵敏可靠的保护装置。在大型变压器本体故障中,仅内部匝间短路就占到50%~60%。由于隔离变压器的基本工作原理与电力变压器基本相同,为给研究电力变压器匝间短路特性做好铺垫,先以小功率单相隔离变压器为对象分析内部匝间短路。该隔离变压器通常运用在电源设备中(如UPS),对其研究颇具实践意义。目前,已经有大量学者对变压器匝间短路进行研究,提出了大量的匝间短路故障诊断方法,比如电压电流比法、功率损耗法、变压器冲击试验方法、工频电压法以及基于电流比变化量等,基本上都是基于现场试验方法;也有许多学者对变压器匝间短路后的内部电磁场变化规律进行了推导。目前发电机保护和系统保护的动作正确率分别达到了98.2%和99.33%,由于变压器励磁涌流的干扰和变压器发生内部故障的机理较为复杂,因此,变压器保护的正确动作率较低。所以研究变压器匝间短路后的特性对变压器故障诊断和保护具有理论和现实意义。针对上述问题,本文主要进行了以下几方面的研究:(1)完成课题研究所采用的单相隔离变压器物理参数的测量,并在有限元软件FLUX 3D中建立相应的模型。(2)通过现场测量数据与FLUX模型得到的仿真数据比对,完成稳态、暂态以及匝间短路模型准确性验证。(3)对几种匝间短路进行模拟仿真,分析故障前后高、低压侧电流变化情况。其模拟仿真主要包括有:在高、低压侧发生匝间短路时,不同短路绕组匝数和不同短路位置。(4)利用软件对各种匝间短路时变压器内部磁场变化进行数值分析,从而与(3)的结果相互印证,得出相应的规律。