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便携式电力变压器振动监测与故障诊断系统的研究与实现

发布时间:2018-02-28 13:37

  本文关键词: 电力变压器 振动分布 绕组故障诊断 便携式 振动监测系统 出处:《浙江大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:大型电力变压器是电力工业中的关键设备之一,其安全运行对保证电网安全、可靠至关重要。因此,开展电力变压器的状态监测,是一项重要且有实际意义的研究课题。近年来,采用振动分析法进行变压器状态监测与故障诊断成为国内外研究的热点。与传统方法相比,基于振动信号分析的变压器故障诊断方法,对变压器内部机械结构变化敏感,且与整个电力系统没有电气连接,能够安全、可靠地用于变压器的状态监测。目前国内外基于振动分析法研发的状态监测系统大多用于实验分析研究,能够真正使用于实际现场的为数不多,便携形式的状态监测系统则更为鲜见。本文基于振动分析法提出能够反映变压器油箱表面振动分布的特征量,用于变压器的故障诊断,并在此基础上研发了一套便携式电力变压器振动监测与故障诊断系统。本文主要内容概括如下:首先,本文通过对变压器振动机理的研究,提出能够反映油箱表面振动分布的特征量,振动幅度重心和瞬时振动重心轨迹,用于表征油箱表面振动幅度的机械重心及其在一个振动周期内的变化轨迹。本文利用一台实际变压器进行模拟故障实验,对比变压器故障前后振动分布特征量的变化,验证了该特征量能有效用于变压器的故障诊断。在此基础上,本文对便携式电力变压器振动监测与故障诊断系统进行研究,并开发了基于嵌入式Linux的信号采集与处理子系统,主要包括硬件电路和信号采集软件的设计。硬件电路具有信号调理、信号采集、网络连接、系统校时和电源供电的功能,包括嵌入式核心板、信号调理模块、信号采集模块、网络通讯模块、实时时钟模块和电源模块。信号采集软件具有信号采样、数据存储和数据管理的功能,包括基于PRU的信号采样功能模块、数据存储功能模块和数据管理功能模块。最后,本文对便携式系统在实验室环境下和实际现场环境下进行了测试。测试结果表明,该系统可以稳定工作于实际现场,能够有效实现对变压器的振动监测与故障诊断。
[Abstract]:Large power transformer is one of the key equipments in power industry, and its safe operation is very important to ensure the safety and reliability of power network. Therefore, the condition monitoring of power transformer is carried out. In recent years, the application of vibration analysis in transformer condition monitoring and fault diagnosis has become a hot research topic at home and abroad. The method of transformer fault diagnosis based on vibration signal analysis is sensitive to the change of internal mechanical structure of transformer and has no electrical connection with the whole power system. At present, most of the status monitoring systems based on vibration analysis at home and abroad are used for experimental analysis and research, and few of them can really be used in the actual field. Based on the vibration analysis method, the characteristic quantity which can reflect the vibration distribution on the surface of the oil tank of the transformer is proposed in this paper, which can be used in the fault diagnosis of the transformer. On this basis, a portable power transformer vibration monitoring and fault diagnosis system is developed. The main contents of this paper are summarized as follows: first, through the research of transformer vibration mechanism, The characteristic quantity, the vibration amplitude center of gravity and the instantaneous vibration center of gravity can reflect the vibration distribution on the surface of the tank. The mechanical center of gravity used to characterize the amplitude of vibration on the surface of oil tank and its variation track in a vibration cycle. In this paper, a real transformer is used to simulate the fault, and the variation of the characteristic quantity of vibration distribution before and after the fault of the transformer is compared. It is verified that this characteristic measure can be used effectively in transformer fault diagnosis. On this basis, the portable power transformer vibration monitoring and fault diagnosis system is studied in this paper, and the signal acquisition and processing subsystem based on embedded Linux is developed. The hardware circuit has the functions of signal conditioning, signal acquisition, network connection, system timing and power supply, including embedded core board, signal conditioning module and signal acquisition module. The signal acquisition software has the functions of signal sampling, data storage and data management, including the signal sampling module based on PRU. Data storage function module and data management function module. Finally, the portable system is tested in the laboratory environment and the actual field environment. The test results show that the system can work stably in the actual field. Can effectively realize the transformer vibration monitoring and fault diagnosis.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM41

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本文编号:1547523

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