一种变压器绕组故障智能在线监测方法及软件仿真

摘要

随着国内生产能力和生活水平提高，电力系统的平稳安全可靠运行显得尤为重要，电力变压器是其中重要组成部分。在电能传输中发挥着不可替代关键作用。电力变压器的故障有多种，其中以绕组变形引发多种变压器故障可见，绕阻故障也是电力变压器发生故障的直接原因，有必要研究变压器绕组故障诊断技术。
　　本文首先讲述本课题的研究背景及意义，介绍了变压器的结构及故障种类，以及变压器常见在线监测中各种故障上在线监测范围及诊断原理。介绍变压器绕组变形的原因以及国内外常用绕组诊断方法，包括频率响应法、短路阻抗法以及低压脉冲法等诊断方法，从各方面进行比较分析。这些方法共同点是在变压器离线情况下对变压器绕组变形进行测量的。
　　然后，对两种常见的数学模型进行比较分析和介绍频率响应法、短路阻抗法以及低压脉冲法求取分布参数。接着，介绍本文用到的分布参数模型。
　　基于分布参数模型，我们研究了一种新颖的电力变压器绕组变形在线监测方法。该方法依靠某一相的高压侧和低压侧电压之差和输入电流来构建一个电压电流轨迹曲线，通过该轨迹曲线来监测绕组是否发生故障，并且依靠数字图像处理技术来对正常运行时的轨迹和故障运行时的轨迹进行比较分析并判断故障的类型。不像用频率响应特性分析方法需要在2MHz频率范围内使用扫描频率电压，该方法工作在工频上，符合国家推智能电网建设需求，满足在线监测变压器的机械状态，有效防止变压器因绕组变形引发事故。此外，该方法只要使用现有的电力变压器的测量设备来监测输入输出的电压和输入电流即可，因而不需要增加额外的设备。同样，该方法不需要专业人士去判断故障类型，通过开发相应的软件即可判断故障的类型。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 变压器绕组变形的研究背景及意义

1．3 变压器故障监测国内外研究现状

1．3．1 国内外变压器事故调查情况

1．3．2 主要绕组变形监测方法

1．3．3 变压器状态监测与故障在线诊断

1．4 本文的主要内容

第2章 变压器故障与智能在线监测方法

2．1 变压器的常见故障及基本结构

2．1．1 变压器基本结构

2．1．2 电力变压器常见故障类型

2．2 常见的智能在线监测项目与诊断内容

2．2．1 油色谱及微水监测方法

2．2．2 局部放电监测方法

2．2．3 光纤绕组热点测温方法

2．2．4 常规信号的监测方法

2．2．5 铁心接地电流监测方法

2．2．6 铁心及绕组振动监测方法

2．2．7 侵入波监测方法

2．2．8 有载调压开关监测与控制方法

2．2．9 冷却器监测与控制方法

2．2．10 套管介损监测方法

2．3 本章小结

第3章 变压器绕组变形诊断机理及判断方法

3．1 变压器绕组变形的机理

3．2 变压器绕组变形的主要形式

3．3 绕组变形的危害

3．4 变压器绕组变形诊断方法机理分析

3．4．1 低压脉冲诊断法

3．4．2 频率响应分析法

3．4．3 阻抗分析法

3．4．4 超声波诊断法

3．5 变压器绕组变形测试结果判断分析

3．6 变压器绕组变形诊断评价

3．7 本章小结

第4章 变压器绕组建模

4．1 引言

4．2 变压器绕组经典模型

4．3 分布参数模型

4．3．1 矩阵方程法

4．3．2 实测曲线法

4．3．3 原始数据求取分布参数

4．3 本章小结

第5章 变压器绕组故障智能在线监测方法

5．1 引言

5．2 变压器绕组变形监测方法

5．3 变压器变压器绕组模型

5．4 变压器绕组变形仿真结果

5．5 变压器绕组变形故障分析

5．6 变压器绕组监测结果分析

5．7 变压器绕组监测实验验证

5．8 本章小结

结论

参考文献

致谢