变压器油在线监测系统的研究与应用

发布时间：2020-08-10 15:17

【摘要】：在电力系统中,变压器非常重要,也是非常昂贵的设备。其主要实现电能的分配、电压的转化以及转移的作用。电力系统安全与否、供电性能是否可靠、运行是否经济与变压器有着直接的关系。当变压器发生故障时,由于其体积庞大、完全密封,工作中很难快速判定其故障类型,这就为快速抢修、恢复运行带来了极大的困难。有鉴于此,本文设计了一套针对变压器油的在线监测系统,旨在通过研究变压器油气分离出的几种特征气体,运用三比值法判断其故障类型,同时在上位机中实现报警。本文系统地阐述了变压器油在线监测系统的相关理论,包括变压器油气分离技术的研究现状和根据变压器油气判断故障类型的发展现状等。本文首先对变压器油在线监测系统的总体设计思路和硬件电路设计做了介绍,核心硬件选用TM8变压器在线色谱分析仪和MK60DN512ZVLQ10型单片机,详细介绍了各个硬件的原理并绘制了电路图。其次,根据系统需要设计了与硬件电路相匹配的软件系统,主要包括系统初始化模块、油中气体及微水采集模块、上位机应答模块,其中单片机与传感器以及单片机与上位机之间的通讯均采用MODBUS通讯协议。最后,针对已经装有TM8变压器在线色谱分析仪的企业进行故障数据收集,并用ptoteus软件所仿真出的系统监测单元以及基于STC89C52型芯片所设计出的单片机进行验证,根据系统诊断的故障类型与实际出现的故障类型相比对,从而验证了实验结果,确定了变压器油在线监测系统在故障诊断中的可行性。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM407
【图文】：

架构图,状态监测系统,变压器,智能

科学计划维护系统通常不能很好地满足电力生产的需求。因此，状态检修已进入到各供电企业的目光中。在这种情况下，可能会出现一类与检测技术相新技术，要求该技术能够和变压器以并联的方式运行，在变压器的正常工作内将它的实时情况进行反馈，并且在反馈得到的数据基础上进行维护保养等计划。有针对性的制定计划，能够缩短停电的时间，与此同时延长变压器的年限，减少大量的人力成本和维护成本。状态检修还可以在设备在线运行时的发现局部故障和轻微故障，所以我们可以采取相关的措施对故障进行有目排查，将设备因此产生的损耗降到最低，减少了成本。有计划的检修制度可低工人的劳动强度，减少信息延迟和维护的复杂性，将传统的监测方法的弊少到最低限度，同时有效提高系统的稳定性[4,5]。通过远程传输技术可以实时监测到数据，使得设备得以集中监控，同时提高作的效率。改变了传统的现场值守模式，能够将先进的技术引进到电站监测内，这对于整个系统的稳定性来说具有积极意义[6]。智能变压器状态监测系统如图 1 所示：

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压器都会遭到破坏。而且根据调查显示，实际变压器使用过程中也经常出现铁芯使用故障的现象[26]。5.分接开关故障在变压器的正常运行过程中，分接开关出现故障也会导致整个变压器处在不安全的环境内，同时变压器的电能质量也受到它的制约。通常情况在变压器有或者没有负载工作的情况下都有分接开关故障的现象发生，但是在有负载的情况下发生故障的频率要高得多，主要发生原因如下：1)触头部分松动、脱落或烧毁；2固定绝缘杆出现变形；3）油箱破损，漏油等[27]。6.油流带电故障当变压器出现油流带电的情况时，会使得设备内部的放电情况剧增，为正常情况的几千倍不止。如果是大型设备出现这种情况，很可能引发严重后果，所以越来越多的学者开始重视起这一领域并进行相关的研究[28]。如上文中所述变压器发生故障时的励磁涌流波形如图 2 和图 3 所示,变压器故障后产生的励磁涌流波形如图 4 和图 5 所示：

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当变压器出现油流带电的情况时，会使得设备内部的放电情况剧增，为正常情况的几千倍不止。如果是大型设备出现这种情况，很可能引发严重后果，所以越来越多的学者开始重视起这一领域并进行相关的研究[28]。如上文中所述变压器发生故障时的励磁涌流波形如图 2 和图 3 所示,变压器故障后产生的励磁涌流波形如图 4 和图 5 所示：图 2 变压器故障后产生的励磁涌流波形 AFigure2 Magnetizing Inrush Waveform After Transformer Failure A

【参考文献】