结合功率损耗法及行波分析的变压器匝间短路故障定位

发布时间：2017-10-31 05:23

  本文关键词：结合功率损耗法及行波分析的变压器匝间短路故障定位

  更多相关文章： 变压器 故障定位 匝间短路 行波 相似度 能量比值 神经网络 功率损耗

【摘要】：匝间绝缘故障是常见的变压器绕组故障。虽然故障初期的轻微匝间短路故障不影响变压器的稳定运行,但是如果没得到及时发现和处理,会迅速恶化成严重的变压器绕组故障,严重影响电网的安全稳定运行,因此及时诊断出轻微的匝间绝缘故障具有很强的理论和实际意义。然而,目前变压器匝间绝缘故障定位方法缺乏严重影响着故障的排查和维修效率,为此本文探索性的将行波分析技术引入匝间绝缘故障定位研究中,力图提出一种基于行波分析的变压器绕组匝间短路故障定位方法。考虑到行波分析法无法辨别变压器绕组故障类型,采用功率损耗法进行故障相的匝间绝缘故障检测。在分析行波时,针对行波信号容易受到变压器高低频噪声影响的问题,提出了一种基于相关系数的DEMD降噪法结合SG滤波的改进DEMD降噪法,以滤除行波信号中包含的变压器噪声,通过与其他几种降噪法比较,表明该法具有兼顾处理高低频噪声优点。同时,提出利用一致关联度和小波包分解相结合的方法提取行波的波形变化特征,利用能量比值法提取行波的能量变化特征,得到随故障位置单调变化的故障特征值。进一步地,利用遗传神经网络建立起故障特征和对应故障位置的映射关系,实现匝间短路故障定位。最后,利用仿真模型验证了本文提出的匝间短路故障定位方法。文中利用Simulink中的变压器模块和多导体传输线模块搭建变压器绕组MTL模型,解决了基于程序编程的MTL模型不易模拟匝间短路故障问题,仿真试验结果表明本文方法可以有效实现变压器绕组匝间短路故障定位,并具有较高的准确度。
【关键词】：变压器 故障定位 匝间短路 行波 相似度 能量比值 神经网络 功率损耗
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM407
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-19
• 1.1 变压器绕组故障诊断的背景及意义12-14
• 1.2 国内外研究现状及其分析14-18
• 1.3 本文的主要研究内容18-19
• 第2章 基于功率损耗法的变压器匝间故障检测19-26
• 2.1 引言19
• 2.2 变压器功率损耗特性19-23
• 2.2.1 功率损耗物理机理19-21
• 2.2.2 正常状态下的功率损耗21-22
• 2.2.3 故障状态下的功率损耗22-23
• 2.3 变压器匝间短路故障检测23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 行波故障定位基本理论26-35
• 3.1 引言26
• 3.2 行波基本概念26-31
• 3.2.1 行波的波过程26-27
• 3.2.2 行波的波阻抗和波速27-28
• 3.2.3 行波的波动方程28-29
• 3.2.4 行波的折射和反射29-31
• 3.2.5 行波在传播过程中的衰减与畸变31
• 3.3 行波在变压器绕组中的传播特性31-33
• 3.4 行波故障定位方法原理33-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 基于行波分析的匝间短路故障定位35-57
• 4.1 引言35
• 4.2 信号降噪35-41
• 4.2.1 噪声源35-36
• 4.2.2 改进DEMD降噪法36-41
• 4.3 基于波形相似度的信号特征提取41-50
• 4.3.1 小波包分解41-45
• 4.3.2 基于一直关联度的信号特征提取45-50
• 4.4 基于能量比值的信号特征提取50-51
• 4.5 基于神经网络的匝间短路故障定位51-56
• 4.5.1 基于遗传算法优化的BP神经网络51-54
• 4.5.2 故障定位54-56
• 4.6 本章小结56-57
• 第5章 实验与仿真57-72
• 5.1 引言57
• 5.2 匝间绝缘故障检测实验57-59
• 5.2.1 实验分析与结论57-59
• 5.2.2 故障检测的阈值处理59
• 5.3 匝间短路故障定位仿真59-71
• 5.3.1 多导体传输线理论知识60-61
• 5.3.2 MTL模型参数计算61-63
• 5.3.3 仿真实验模型构建63-64
• 5.3.4 仿真实验及结果分析64-71
• 5.4 本章小结71-72
• 结论与展望72-74
• 参考文献74-78
• 致谢78-79
• 附录A (攻读学位期间发表的学术论文目录)79-80
• 附录B (攻读学位期间参加的科研工作)80

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