基于油中溶解气体能态分析的变压器内部放电缺陷模式识别

发布时间：2017-10-17 00:25

  本文关键词：基于油中溶解气体能态分析的变压器内部放电缺陷模式识别

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【摘要】：电力变压器是电力系统的枢纽设备,是电力系统安全可靠运行的关键。变压器的放电性缺陷是导致其绝缘失效的主要原因,及时诊断变压器放电缺陷并识别缺陷发展模式对电力系统的安全运行至关重要。变压器内部的局部放电对绝缘的破坏程度与放电能量有着密切关系。油中溶解气体分析法(Dissolved Gas Analysis, DGA)作为应用最广泛、最可靠的缺陷类型诊断手段之一,可有效区分变压器内部存在的缺陷类型,但现有的DGA诊断方法并未涉及各缺陷类型的能量和发展模式信息。为此,本文基于焓变理论研究了表征DGA特征气体能量的方法,并通过模拟变压器的实际运行条件建立了变压器放电缺陷试验平台,开展了多缺陷模型的试验模拟,验证DGA特征气体能量与放电能量之间的相关性；进而通过DGA的能量分析对不同变压器的放电缺陷模型进行模式识别。具体研究内容与结果涉及如下三个方面。基于热动力学中的焓变理论,从能态角度研究变压器放电缺陷的产气规律,并根据变压器油纸绝缘的物质组成建立了油纸绝缘的裂解产气模型。通过该产气模型的焓变分析,提出了生成DGA特征气体所需能量的计算方法。结合变压器的绝缘结构特点以及故障部位,搭建了变压器放电缺陷模拟平台,以柱-板、球-板、针-板三类典型放电缺陷模型为例,探究不同模型下放电缺陷的发展模式。通过分析各放电模型不同时间段放电能量与传统电特征量、DGA特征气体能量、可燃性气体含量的定量关系,表明DGA特征气体的能量与放电释放的能量增长趋势保持良好的相关性,并根据DGA特征气体能量的发展趋势把放电缺陷的发展分为前期、中期和后期三个阶段。基于DGA特征气体能量的发展规律,对三种典型模型的放电发展模式进行分析,表明球-板放电模型的DGA特征气体能量增长趋势呈“S”型,且放电后期CO所占比重明显增加。柱-板放电模型和针-板放电模型的DGA特征气体增长趋势较为相似,由此进一步提出以能量密度比值R=c(C2H2)/c(CO)对两种缺陷进行模式识别,针-板放电模型R值持续增长,柱-板模型在放电前期时前期R值增长,进入中后期则发展趋势会出现停滞,放电后期时R值将再次增长。
【关键词】：变压器 油中溶解气体分析 热动力学 放电 模式识别
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 选题背景及研究意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-20
• 1.2.1 变压器绝缘结构及故障类型12-13
• 1.2.2 局部放电的分类及检测方法13-18
• 1.2.3 局部放电的模式识别及放电能量研究18-20
• 1.3 本文的主要研究内容20-21
• 第2章 基于能态分析的变压器产气机理研究21-29
• 2.1 变压器的产气机理研究21-25
• 2.1.1 变压器油的产气机理21-24
• 2.1.2 变压器固体绝缘的产气机理24
• 2.1.3 小结24-25
• 2.2 基于焓变理论的油纸绝缘产气能态分析25-28
• 2.2.1 焓变理论简介25-26
• 2.2.2 变压器油纸绝缘裂解产气模型26-27
• 2.2.3 DGA特征气体能量的计算方法27-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第3章 变压器放电缺陷模拟平台29-39
• 3.1 变压器放电试验研究平台简介29-34
• 3.1.1 加压系统29-30
• 3.1.2 变压器模拟油箱30-31
• 3.1.3 局部放电信号检测与采集系统31-34
• 3.2 放电模型制备与试样预处理34-38
• 3.2.1 放电模型制备34-35
• 3.2.2 油与纸板的预处理35-38
• 3.3 本章小结38-39
• 第4章 实验结果与数据分析39-66
• 4.1 数据处理方法39-40
• 4.2 典型球-板模型放电缺陷发展规律40-45
• 4.2.1 q-φ-n谱图发展趋势41-43
• 4.2.2 放电特征量变化趋势图43-44
• 4.2.3 放电模型产气能态分析44-45
• 4.3 典型柱-板模型放电缺陷发展规律45-50
• 4.3.1 q-φ-n谱图发展趋势46-48
• 4.3.2 放电特征量变化趋势图48-49
• 4.3.3 放电模型产气能态分析49-50
• 4.4 典型针-板模型放电缺陷发展规律50-55
• 4.4.1 q-φ-n谱图发展趋势52-54
• 4.4.2 放电特征量变化趋势图54
• 4.4.3 放电模型产气能态分析54-55
• 4.5 基于ETDCG的放电缺陷的模式识别55-64
• 4.5.1 球-板放电模型的模式识别57-59
• 4.5.2 柱-板、针-板放电模型的模式识别59-64
• 4.5.3 放电缺陷模式识别流程64
• 4.6 本章小结64-66
• 第5章 结论与展望66-68
• 5.1 结论66
• 5.2 展望66-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果71-72
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作72-73
• 致谢73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 季盛强;纪海英;胡泉伟;曹蕤;罗勇芬;李彦明;;基于层次分析法的油纸绝缘局部放电模式识别[J];高压电器;2012年01期

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本文编号：1045777