电力变压器局部放电超声波定位方法的仿真研究

发布时间：2017-09-25 02:25

  本文关键词：电力变压器局部放电超声波定位方法的仿真研究

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【摘要】：绝缘故障是导致电力变压器发生故障的主要因素，而绝大多数绝缘故障是由于局部放电对绝缘材料造成的影响积累而来。所以对电力变压器的局部放电进行定位检测对于电网的稳定运行具有重要意义。超声波法对于局部放电的定位具有定位准确，不受电磁干扰，无需设备退出运行等优点，因此开展变压器局部放电超声波定位方法的研究具有学术和实用价值。 本文系统的介绍了局部放电的机理及其产生超声波的过程，并以此为研究基础对局部放电产生的超声波在电力变压器内部传播的规律开展了实验和仿真研究。实验研究包括：（1）测定了20℃时超声波分别在变压器油和油纸组合绝缘中的传播速度；（2）测出了温度因素对超声波在变压器油中传播速度的影响规律；（3）测量得到了由于变压器油的声吸收造成的超声波随传播距离增加而造成的幅值衰减规律以及油浸绝缘纸对超声波的反射造成的超声波幅值的衰减规律。仿真研究中针对局部放电产生超声波的原理，构建了局部放电的声源模型，利用这一声源模型和变压器的有限元模型，，分别对变压器内部发生局部放电时的声场进行了频域有限元仿真和时域有限元仿真。在变压器壁上设置阵列输出点模拟超声阵列传感器，仿真获得了阵列输出点的声压频域图谱和声压时域图谱，根据频域图谱和时域图谱特征建立了一个小型电力变压器局部放电声场数据库。超声阵列传感器测得的声压数据与电力变压器局部放电声场数据库进行比对，可以快速确定局部放电的发生位置。
【关键词】：变压器 局部放电 超声波 有限元
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 研究的背景与意义8-9
• 1.2 研究的现状与存在的问题9-12
• 1.3 本文的主要工作12-14
• 第2章 局部放电过程及其发声机理14-23
• 2.1 局部放电的产生原因14
• 2.2 局部放电经典理论14-19
• 2.2.1 电介质中气隙的电场与气隙放电时的等值回路14-16
• 2.2.2 放电电荷量和放电能量16-18
• 2.2.3 放电发生的重复率18-19
• 2.3 局部放电发声机理19-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 超声波在变压器内的传播规律23-32
• 3.1 声学基本概念23-24
• 3.1.1 声压23
• 3.1.2 声波方程23-24
• 3.2 超声波在变压器内传播的声学条件测定24-29
• 3.2.1 测量系统24-25
• 3.2.2 超声波在变压器内传播速度的测定25-27
• 3.2.3 超声波在变压器内传播过程中的衰减27-29
• 3.3 变压器中各种介质的声阻抗29-30
• 3.4 超声波在变压器内传播路径分析30
• 3.5 本章小结30-32
• 第4章 变压器局部放电声场的频域有限元仿真32-45
• 4.1 有限元方法概述32-33
• 4.2 声源模型33-34
• 4.3 变压器模型34-36
• 4.4 仿真计算36-38
• 4.5 仿真结果及分析38-44
• 4.6 本章小结44-45
• 第5章 变压器局部放电声场的时域有限元仿真45-53
• 5.1 时域有限元模型45
• 5.2 时域声源模型45-46
• 5.3 仿真结果及分析46-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第6章 结论53-54
• 参考文献54-57
• 在学研究成果57-58
• 致谢58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：914835