电力变压器振动特性及绕组状态监测方法研究
发布时间：2020-12-13 09:14
随着我国电网电压等级的不断提升和输电容量的不断增加,实际运行中的电力变压器不可避免地会受到更多不同程度的短路冲击,极易引起铁心叠片松动、绕组形变或预紧力松弛等,这将导致电力变压器的绝缘和机械性能下降,进而使电力变压器发生故障。在线振动分析法能够实时监测电力变压器内部绕组的运行状态,但缺乏对本体(铁芯、绕组)振动特性和对采集数据进行合理分析的理论判据的研究,电力变压器振动特性研究、有效数据提取与诊断判据尚不完善。为此,本文以一台220kV油浸式电力变压器为研究对象,通过振动特性分析、COMSOL和MATLAB仿真、试验研究、特征提取等手段对变压器振动特性以及绕组状态监测方法进行了深入研究。本文的研究工作对于电力变压器安全稳定运行具有重要意义。本文对电力变压器振动特性进行了理论分析及公式推导,并利用有限元分析软件COMSOL,对负载试验条件下施加额定电流时的220kV电力变压器绕组振动进行电路、磁场、固体力学耦合仿真计算。结果表明:负载试验条件下振动信号频域分布中只有100Hz分量,不存在其它高频分量,仿真信号与试验采集信号的相关度为0.9458,证明多物理场绕组振动仿真模型的准确性。搭建...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
短路电抗测量试验
个绕组振动、油箱表面振动、短路时油箱表面振动与绕组轴向预紧力间的关系，对变压器空载和负载时油箱表面振动信号也进行了研究，提出了负载振动灵在线监测绕组预紧力，该方法可以对运行电力变压器绕组变形故障进行实时监测沈阳工业大学高电压与电力系统研究所[52-55]对振动分析法在线监测绕组变形行了深入研究。以型号分别为 S11-M-500/35、SFZ11-180000/220 的 35kV 和 2力变压器为研究对象，对上述变压器做了出厂（空载、负载）试验并获取了油振动信号。在 35kV 变压器试验中，对其绕组故障进行了不同程度的模拟，对其不同程度故障情况下的振动信号进行了深入研究；采用小波包变换对变压器绕状态下振动信号进行特征提取，采用频段—能量—欧氏距离作为特征量对绕组度加以量化；采用分离算法对运行电力变压器振动信号进行信源分离，将绕组号成功的提取出来，并且利用自学习算法对分离后的信号进行了自识别；为了断方法单一、精度差的问题，采用短路电抗与振动法相融合的方法对绕组变形行实时监测，达到了更好的效果。试验原理图及试验现场如图 1.2。
2πR2πRztxtxtztFiBFiB 带入三角公式 cosω12(1cosω)2t t可iBtttt2πRIcosωkIcosω2πR2ππR2 ω为电网工频角频率，ti 为绕组中电流出变压器绕组所受电磁力与电流平方理想运行时，绕组振动信号的频域分在。途径箱表面振动的振源包括：风扇、油泵部构造以及外部构造形式有关。图 2.1
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于阻抗法的变压器绕组变形在线监测系统[J]. 梁艺,马文辉. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2017(05)
[2]大型变压器绕组轴向固有频率振动分布特性与试验分析[J]. 刘宝稳,马宏忠,李凯,许洪华,陈冰冰. 高电压技术. 2016(07)
[3]基于“磁–机械”耦合场理论的电力变压器绕组振动特性研究[J]. 王丰华,段若晨,耿超,钱国超,卢勇. 中国电机工程学报. 2016(09)
[4]基于电力变压器振动信息的绕组形变诊断方法[J]. 张彬,徐建源,陈江波,李辉,林莘,臧状. 高电压技术. 2015(07)
[5]基于小波包能量熵的油纸绝缘气隙放电阶段识别[J]. 陈伟根,谢波,龙震泽,崔鲁,李永森,周渠,陈曦. 中国电机工程学报. 2016(02)
[6]计及不对称负荷的配电变压器短路电抗在线检测方法[J]. 陈民铀,王明林,郑杰,赖伟. 高电压技术. 2015(03)
[7]基于多物理场耦合方法的变压器绕组振动仿真与试验研究[J]. 李辉,陈江波,曹辰,徐建源,蔡胜伟,尹晶. 东北电力技术. 2015(02)
[8]110kV及以上变压器事故与缺陷分析[J]. 王佳琳,黎大健. 广西电力. 2014(04)
[9]变压器铁心振动特性分析与研究[J]. 臧状,张彬,李辉,徐建源,邵苠峰,尹晶. 东北电力技术. 2014(07)
[10]三相电力变压器振动噪声的多物理场研究[J]. 魏亚军,臧春艳,顿玲. 科学技术与工程. 2013(19)
博士论文
[1]电力变压器绕组机械状态多信息诊断方法研究[D]. 张彬.沈阳工业大学 2015
[2]基于振动信号分析方法的电力变压器状态监测与故障诊断研究[D]. 吴书有.中国科学技术大学 2009
[3]振动分析法在电力变压器绕组状态监测中的应用研究[D]. 谢坡岸.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]油浸式电力变压器振动与传递特性研究[D]. 张佳.沈阳工业大学 2017
[2]220kV油浸电力变压器绕组变形在线诊断方法研究[D]. 陈彦文.沈阳工业大学 2017
[3]基于振动法运行变压器绕组状态监测的研究[D]. 王硕辉.沈阳工业大学 2016
[4]变压器绕组状态在线监测技术的研究[D]. 王奕飞.沈阳工业大学 2015
[5]电力变压器绕组振动特性的分析[D]. 李正茂.沈阳工业大学 2015
[6]直流偏磁条件下变压器振动噪声的多物理场耦合研究[D]. 张剑.沈阳工业大学 2013
[7]变压器匝间绝缘局放起始电压影响因素的研究[D]. 陈明.华北电力大学 2012
本文编号：2914307
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
短路电抗测量试验
个绕组振动、油箱表面振动、短路时油箱表面振动与绕组轴向预紧力间的关系，对变压器空载和负载时油箱表面振动信号也进行了研究，提出了负载振动灵在线监测绕组预紧力，该方法可以对运行电力变压器绕组变形故障进行实时监测沈阳工业大学高电压与电力系统研究所[52-55]对振动分析法在线监测绕组变形行了深入研究。以型号分别为 S11-M-500/35、SFZ11-180000/220 的 35kV 和 2力变压器为研究对象，对上述变压器做了出厂（空载、负载）试验并获取了油振动信号。在 35kV 变压器试验中，对其绕组故障进行了不同程度的模拟，对其不同程度故障情况下的振动信号进行了深入研究；采用小波包变换对变压器绕状态下振动信号进行特征提取，采用频段—能量—欧氏距离作为特征量对绕组度加以量化；采用分离算法对运行电力变压器振动信号进行信源分离，将绕组号成功的提取出来，并且利用自学习算法对分离后的信号进行了自识别；为了断方法单一、精度差的问题，采用短路电抗与振动法相融合的方法对绕组变形行实时监测，达到了更好的效果。试验原理图及试验现场如图 1.2。
2πR2πRztxtxtztFiBFiB 带入三角公式 cosω12(1cosω)2t t可iBtttt2πRIcosωkIcosω2πR2ππR2 ω为电网工频角频率，ti 为绕组中电流出变压器绕组所受电磁力与电流平方理想运行时，绕组振动信号的频域分在。途径箱表面振动的振源包括：风扇、油泵部构造以及外部构造形式有关。图 2.1
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于阻抗法的变压器绕组变形在线监测系统[J]. 梁艺,马文辉. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2017(05)
[2]大型变压器绕组轴向固有频率振动分布特性与试验分析[J]. 刘宝稳,马宏忠,李凯,许洪华,陈冰冰. 高电压技术. 2016(07)
[3]基于“磁–机械”耦合场理论的电力变压器绕组振动特性研究[J]. 王丰华,段若晨,耿超,钱国超,卢勇. 中国电机工程学报. 2016(09)
[4]基于电力变压器振动信息的绕组形变诊断方法[J]. 张彬,徐建源,陈江波,李辉,林莘,臧状. 高电压技术. 2015(07)
[5]基于小波包能量熵的油纸绝缘气隙放电阶段识别[J]. 陈伟根,谢波,龙震泽,崔鲁,李永森,周渠,陈曦. 中国电机工程学报. 2016(02)
[6]计及不对称负荷的配电变压器短路电抗在线检测方法[J]. 陈民铀,王明林,郑杰,赖伟. 高电压技术. 2015(03)
[7]基于多物理场耦合方法的变压器绕组振动仿真与试验研究[J]. 李辉,陈江波,曹辰,徐建源,蔡胜伟,尹晶. 东北电力技术. 2015(02)
[8]110kV及以上变压器事故与缺陷分析[J]. 王佳琳,黎大健. 广西电力. 2014(04)
[9]变压器铁心振动特性分析与研究[J]. 臧状,张彬,李辉,徐建源,邵苠峰,尹晶. 东北电力技术. 2014(07)
[10]三相电力变压器振动噪声的多物理场研究[J]. 魏亚军,臧春艳,顿玲. 科学技术与工程. 2013(19)
博士论文
[1]电力变压器绕组机械状态多信息诊断方法研究[D]. 张彬.沈阳工业大学 2015
[2]基于振动信号分析方法的电力变压器状态监测与故障诊断研究[D]. 吴书有.中国科学技术大学 2009
[3]振动分析法在电力变压器绕组状态监测中的应用研究[D]. 谢坡岸.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]油浸式电力变压器振动与传递特性研究[D]. 张佳.沈阳工业大学 2017
[2]220kV油浸电力变压器绕组变形在线诊断方法研究[D]. 陈彦文.沈阳工业大学 2017
[3]基于振动法运行变压器绕组状态监测的研究[D]. 王硕辉.沈阳工业大学 2016
[4]变压器绕组状态在线监测技术的研究[D]. 王奕飞.沈阳工业大学 2015
[5]电力变压器绕组振动特性的分析[D]. 李正茂.沈阳工业大学 2015
[6]直流偏磁条件下变压器振动噪声的多物理场耦合研究[D]. 张剑.沈阳工业大学 2013
[7]变压器匝间绝缘局放起始电压影响因素的研究[D]. 陈明.华北电力大学 2012
本文编号：2914307
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