干式电抗器的电动力分析及光纤光栅检测

发布时间：2018-11-02 10:33

【摘要】：为了满足干式空心电抗器结构安全和在线监测的要求,在掌握电动力分布情况后,本文采用光纤Bragg光栅(FBG)传感技术来实现干式空心电抗器包封形变的在线监测。光纤光栅制成的应变传感器本安特性好,无金属材料封装,不受电抗器工作时的高电压、强磁场影响[4]。将光纤Bragg光栅应变传感器布设在电抗器包封上,可以实现对电抗器包封形变的在线监测。在工程应用中,监测了干式空心电抗器固化过程与带点温升实验过程中的包封形变,证明了光纤传感技术在电抗器故障预警中具有可推广性,为维护干式空心电抗器及整个电网的安全运行提供技术支持和决策依据。本文主要的研究内容如下:(1)根据现有研究结果,结合干式空心电抗器的结构和制造工艺,分析了造成干式空心电抗器的故障发生过程和主要原因。(2)分析电动力与电抗器包封形变之间的关联关系。根据电抗器的电磁场基本原理,推倒了单台干式空心电抗器的磁场和电动力的计算方法,得出了干式空心电抗器磁场和电动力的解析计算公式。(3)采用ANSYS Maxwell有限元分析软件对单台额定电压为35kV,容量为2000kva的并联电抗器进行仿真分析;以场路耦合的思路,得出其工作时的磁场分布情况和包封所受电动力的情况,为光纤Bragg光栅应变传感器的布设提供依据。(4)根据仿真结果,结合实际电抗器的包封制作工艺,以不同的方法将研制的光纤Bragg光栅应变传感器布设在干式空心电抗器包封上。提出一种合理的传感器布设方案(5)分别监测了干式空心电抗器固化过程和温升实验过程中包封的形变情况,采集了两种试验中的包封形变数据,实现对干式空心电抗器包封形变的在线监测。本文内容的实验研究对象为35kV并联干式空心电抗器。分析得出电动力是造成包封形变的主要原因。根据对干式空心电抗器电动力的仿真分析结果,采用光纤传感技术,将研制的光纤传感器直接安装在干式空心电抗器内部,对干式空心电抗器包封形变进行监测。获取了电抗器固化和温升状态下的应变变化曲线,实验结果具有良好的参考性,实现了预期的监测目标。该项实验研究对干式空心电抗器及其他大型电力设备的安全监测和故障诊断有较高的参考和推广价值。
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【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM47

【参考文献】

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本文编号：2305767