变压器局部放电内置式特高频传感器优化与布置的研究

发布时间：2017-12-18 04:28

  本文关键词：变压器局部放电内置式特高频传感器优化与布置的研究

  更多相关文章： 变压器 局部放电 特高频 时域有限差分法 圆盘传感器

【摘要】：特高频传感器是变压器局部放电检测系统中的关键器件之一。现有的特高频传感器存在结构参数未优化、安装位置不合理的问题,严重降低了局部放电检测灵敏度,制约了特高频检测技术的发展和应用。因此,内置式特高频传感器的优化设计和布置方法的研究对于提高变压器局部放电检测灵敏度具有重要意义。鉴于此,本文开展了以下工作：利用时域有限差分法仿真研究了法兰孔处介质密封板对圆盘传感器检测灵敏度的影响,仿真结果表明：仅当密封板的相对介电常数与变压器油的介电常数相同时,可忽略介质密封板的影响。利用时域有限差分法仿真研究了圆盘传感器的安装深度对其检测灵敏度的影响。仿真结果表明：传感器检测灵敏度随着安装深度的增加而提高；传感器退出油箱40mm,则频率低于600MHz的信号衰减程度为2dB。因此,提出了采用介电常数与变压器油相同的聚四氟乙烯密封板安装于法兰孔内壁,将内置式UHF传感器安装在与油箱内壁齐平处的建议。利用时域有限差分法仿真研究了法兰孔内径和圆盘传感器的直径对传感器检测性能的影响。仿真结果表明：传感器驻波比曲线的第一个谷值频率随法兰孔内径的增大而降低,第二谷值频率随着圆盘直径的增大而降低,仅当传感器的直径与法兰孔内径的比值介于0.6～0.75时,驻波比曲线较平坦且工作频带较宽。利用时域有限差分法仿真研究了圆盘传感器结构参数对其检测性能的影响。仿真结果表明：传感器驻波比曲线的两个谷值频率均随介质板的介电常数增大而降低；驻波比随介质板厚度的增加而增大。根据仿真结果得出了优化传感器规格尺寸,即：法兰孔内径200mm、传感器外径120mm、介质板的相对介电常数为4.5、介质板厚度20mmm。仿真结果表明,在0.3GHz～1.5GHz的80.0%频率范围内该传感器的等效高度大于10mm。利用时域有限差分法仿真分析了在变压器模型上圆盘传感器的布置位置与检测灵敏度的影响。仿真结果表明：安装在变压器长边中心、侧面靠近顶部的边角处以及顶面一角的圆盘传感器对整个变压器油箱内部芯体以外的局部放电的检测覆盖率较高。在110kV变压器模型上进行的传感器的布置位置试验验证了仿真结果的正确性。基于上述结论,提出了圆盘传感器的布置方案：(1)对于110kV的变压器芯体外放电量大于500pC的局部放电,建议采用1个圆盘传感器,将其布置在变压器侧面靠近顶部的边角处或变压器顶面的一角。(2)为实现更高灵敏度的局部放电检测,建议采用2个圆盘传感器,呈对角布置在变压器两侧面靠近顶部的边角处。
【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】：TM855

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 王建生,邱毓昌,吴向华,孙晓滨;用于GIS局部放电检测的超高频传感器频率响应特性[J];中国电机工程学报;2000年08期

2 王国利,郑毅,郝艳捧,李彦明;用于变压器局部放电检测的超高频[J];中国电机工程学报;2002年04期

3 郑书生;李成榕;何梦;;变压器局部放电复数域牛顿迭代网格搜索定位方法[J];中国电机工程学报;2013年09期

4 朱超杰;王友臣;朱琪;尹毅;;新型变压器局放监测特高频传感器的研究[J];仪器仪表学报;2013年04期

5 刘宝宝;张高潮;;GIS局部放电内置UHF传感器灵敏度的仿真研究[J];现代电力;2013年05期

，

本文编号：1302833