大型电力变压器局部放电试验研究

论文摘要

为保证变压器长期稳定运行,要定期对电力变压器进行局部放电试验。但在试验中,仍存在一些不足需要改进:如户外检测中常存在大量干扰,影响测量数据的准确性;变电站地点偏僻,常规发电机组体积大,不便于运输等。本课题主要对局放试验用变频电源,信号的检测方法及定位这三个问题展开研究。首先,针对局放试验的特殊要求,对试验用变频电源进行了基础研究。在传统的局放试验中使用的是原动机—发电机组来作为试验电源,但随着电力电子技术的发展,以及变频电源体积小,可调频调压等特点,正广泛的应用与电力系统的各个部门。文中根据局放检测的特殊要求,改进了整流环节滤波电路,并使用高精度三相可编程SPWM控制器—SA4828来控制逆变电路的输出,尽可能的减少谐波对试验的影响,逆变电路中也最大限度的减少开关元件的使用,将干扰控制在允许的范围内。其次,在局放信号检测方面,本文设计了一种基于小波变换的自适应阈值法进行滤波。以db小波族为基础,使用自适应阈值算法对数据进行滤波。经过对比试验证明,最适合的小波函数为db2小波,采用它进行小波分解,重构,滤波后,成功的提取了局放信号特征量,滤除了干扰。最后,为了方便现场维护人员检修变压器,文中采用基于能量变化的时间差方法来对检测出的局部放电源进行定位。其中用到的能量比方法已广泛应用于地震,勘探等行业的信号检测中,较之其它方法,如超声波定位法和色谱分析法等,有安装简单,测试简易等优点。仿真结果表明,基于db2小波的自适应阈值法可以有效的滤掉信号中的白噪干扰,并且在小波的多尺度分解过程中,可以将窄带脉冲干扰和周期性脉冲干扰有效滤除,从而得到了理想的局部放电波形。之后,将所取得的信号在经过能量比方法计算后得到了较准确地局部放电源的位置。而变频电源的研究仅在仿真阶段,仍需要时间来完善并应用于实际产品中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 局部放电研究在高压电力变压器检测中的意义
• 1.2 局部放电检测的研究动态
• 1.3 本文的主要工作
• 1.3.1 变压器局部放电理论及试验
• 1.3.2 对局放试验用变频电源的设计进行研究
• 1.3.3 设计基于小波分析的自适应阈值滤波法
• 1.3.4 通过基于能量变化的时间差法进行局放点定位
• 第二章 变压器局部放电理论及试验
• 2.1 局部放电产生的原因及种类
• 2.2 变压器绝缘部分
• 2.3 变压器局部放电等效电路
• 2.4 局部放电的经典理论
• 2.5 局部放电的测量
• 2.5.1 局部放电测量的目的
• 2.5.2 局部放电的测量方法
• 2.5.3 局部放电的试验回路
• 2.5.4 局部放电检测中的噪声及干扰抑制技术
• 第三章 局放试验用变频电源研究
• 3.1 整流部分的设计
• 3.2 控制部分的研究
• 3.2.1 关于信号产生电路的选取
• 3.2.2 基于EXB841的驱动电路
• 3.3 逆变部分的改进
• 3.3.1 噪声的抑制
• 3.3.2 逆变环节设计
• 3.4 输出滤波器模型
• 3.5 变频电源仿真试验
• 第四章 利用小波分析进行局放信号检测
• 4.1 小波分析原理
• 4.1.1 小波分析基本思想
• 4.1.2 小波分析的性质
• 4.1.3 多分辨分析
• 4.2 基于自适应小波滤波原理消除局部放中的白噪干扰
• 4.2.1 线性滤波器的不足
• 4.2.2 局放脉冲信号和干扰的多尺度分析
• 4.2.3 局放信号中白噪声的自适应阈值抑制
• 4.2.4 自适应最优小波阈值的选取
• 4.2.5 自适应阈值法仿真试验
• 4.2.6 最优小波基的自适应选取
• 4.3 小结
• 第五章 局放信号的提取及放电点定位
• 5.1 放电模型与放电试验装置
• 5.1.1 放电模型
• 5.1.2 放电试验电路
• 5.2 获取试验数据
• 5.3 放电点的定位
• 5.3.1 算法的理论推导
• 5.3.2 试验数据和波形
• 5.4 两天线间的时间差定位法
• 第六章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢