电力变压器局部放电超声波定位的研究

论文摘要

电力系统中,电力变压器是输变电运行最关键的设备,其能否正常运行直接关系到电网的安全、稳定。绝缘劣化是变压器最易发生的故障,其中最重要的原因就是局部放电。因此,局部放电检测是变压器状态检修的关键工作之一,也是电力运行部门的重点关注对象。超声波定位方法是局放检测定位最传统也是最主要的方法,目前超声波定位的两大问题就是信号降噪和定位算法。针对这两个问题,进行了以下研究和实验。（1）根据局放产生的理论,构建了局放等效电路,通过电-力-声对比研究了局放产生超声波的机理。（2）采用模拟变压器油箱实验研究了超声波在变压器内部的传输规律,研究论证了超声波在介质中传播的衰减情况、速度以及传播路径。（3）分析了现场检测局放时的噪声干扰,对此采用小波分析的方法提取有效的超声波信号,通过计算机对其进行了模拟仿真。（4）针对超声波定位的算法问题,提出了遗传算法的定位方法,根据实验数据通过遗传算法工具箱进行了仿真。（5）对超声波定位系统进行了硬件、软件改进升级,通过现场试验案例对其进行了验证。总之,在前人研究基础上,通过理论分析和实验仿真以及现场应用,结果表明提出的小波分析和遗传算法可以解决局放定位两大问题,提升定位性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题提出的目的和意义
• 1.2 超声波方法的研究现状及存在的问题
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 2 局部放电理论及产生超声波的机理
• 2.1 局部放电产生的微观理论
• 2.2 局部放电等效电路
• 2.3 局部放电产生超声波的机理
• 2.4 本章小结
• 3 超声波在变压器内部的传播规律
• 3.1 超声波的基本理论
• 3.2 超声波在变压器内传播实验系统的组成
• 3.3 超声波不同介质中传播衰减情况的研究
• 3.4 超声波在变压器中传播速度的测定
• 3.5 超声波传播路径的研究
• 3.6 本章小结
• 4 局部放电超声信号的小波分析处理
• 4.1 局部放电信号的干扰源及特征
• 4.2 小波分析理论
• 4.3 局放超声信号的小波包降噪
• 4.4 超声波信号的仿真分析
• 4.5 本章小结
• 5 局部放电超声波定位方案的研究
• 5.1 变压器局放定位的主要方法
• 5.2 超声波定位方案及存在的问题
• 5.3 遗传算法的基本原理与方法
• 5.4 超声波定位的数学模型
• 5.5 算例分析
• 5.6 本章小结
• 6 局部放电超声波定位系统的研发与应用
• 6.1 超声波定位系统
• 6.2 超声波定位案例
• 6.3 本章小结
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献