变压器绕组绝缘缺陷检测方法的研究

论文摘要

电力变压器是电力系统的枢纽设备,一旦发生故障可能会给电网带来严重的危害,甚至造成巨大的损失。统计数据表明,导致变压器故障的主要原因是其绝缘性能的劣化。现有检测电力变压器绕组绝缘缺陷的方法,往往需要几项现场试验做出综合判断。这些试验中的每一项都需要庞大甚至笨重的电源、严格的抗干扰措施,专门的测控仪表、专业的试验人员。因此,探索经济、实用的变压器绝缘缺陷检测方法,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文提出了一种变压器绕组绝缘缺陷三维曲面图检测法。该方法只需对普通工频电源进行半波整流或斩波,即可获得含有大量高次谐波的诊断信号源；只需比较各绕组的电压和电流的相关系数的三维曲面的极值分布,确定三维曲面最大值的坐标,即可判断绝缘缺陷所在的位置和严重程度。该方法不需要庞大甚至复杂的附加设备,即可实现变压器绕组绝缘缺陷位置与严重程度的检测与诊断,形象、直观、便捷、实用,具有很强的可操作性。本文研究了变压器绕组绝缘缺陷及其严重程度仿真计算的等效多口网络级联模型,提出了用绕组纵向和对地电容的变化量模拟绕组绝缘缺陷和严重程度的表示方法,针对不同位置、不同类型绝缘缺陷进行了大量的仿真验证。大量的仿真验证结果,初步证实了本文提出的变压器绕组绝缘缺陷检测方法的有效性和可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 第2章 变压器绕组故障分析
• 2.1 变压器绝缘系统
• 2.1.1 变压器绝缘分类
• 2.1.2 影响变压器绝缘的主要因素
• 2.2 电力变压器绕组故障分析
• 2.3 现有的变压器绕组绝缘缺陷检测方法的分析
• 2.3.1 绕组绝缘电阻、吸收比、极化指数检测
• 2.3.2 绕组直流电阻检测
• 2.3.3 绕组介质损耗因数（tanδ）检测
• 2.3.4 泄漏电流检测
• 2.3.5 局部放电测量
• 2.3.6 绕组变形检测
• 2.3.7 交流耐压试验
• 2.3.8 冲击电压试验
• 2.3.9 空载试验
• 2.3.10 短路试验
• 2.3.11 各种检测方法综合分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 故障绕组的非均匀分布参数模型
• 3.1 分布参数模型
• 3.2 绕组故障对变压器绕组模型参数的影响
• 3.3 变压器绕组模型分布参数的计算
• 3.3.1 绕组电感的计算
• 3.3.2 绕组电容的计算
• 3.4 非均匀分布参数模型
• 3.4.1 首端传输参数方程
• 3.4.2 末端传输参数方程
• 3.4.3 中部非均匀分布参数模型的传输参数方程
• 3.4.4 整个故障绕组故障的非均匀分布模型计算
• 3.5 本章小结
• 第4章 绕组绝缘缺陷检测的三维曲面图法
• 4.1 三维曲面图法概述
• 4.2 三维曲面图法检测原理
• 4.3 判断依据
• 4.4 信号源
• 4.4.1 傅里叶变换
• 4.4.2 信号源提取
• 4.5 本章小结
• 第5章 三维曲面图法仿真验证
• 5.1 仿真参数
• 5.2 仿真内容
• 5.2.1 纵向电容K变化
• 5.2.2 对地电容C变化
• 5.3 仿真分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢