变压器油流带电度测试方法研究

论文摘要

在强迫油循环的变压器中，变压器油起着充当冷却介质和绝缘介质的双重作用。随着变压器电压等级和容量的提高，绝缘结构趋于紧凑化，介质绝缘性能普遍提高，油流速度增加，其副作用是加剧了油与固体绝缘表面的电荷分离，且减弱了油中游离电荷的泄放能力，引发高压、超高压变压器的油流静电带电现象，成为影响电网安全、稳定运行的关键问题之一。开展变压器油流带电的理论和实验研究，可为变压器的设计、制造、操作、运行和维护提供必要的参考依据，从而减少或预防变压器油流带电可能造成的危害。油纸绝缘是产生油流带电的直接原因。研究和认识油纸绝缘的静电带电特性是有效解决油流带电问题的重要前提条件。本文的主要工作是在分析国内外现有研究成果的基础上，建立油纸绝缘静电带电性能的测试手段，即“过滤式”油流带电度测试装置。该装置主要由流量测量与调节、微电流测量与显示等部分构成。传统的涡轮流量传感器、节流式流量传感器、超声波流量传感器等，都无法满足小口径高粘度流体的测量，本文提出采用一种新型的光电式流量测量方法，并介绍了其工作原理。大范围微电流的测量主要采用三种方法：运算放大器与数字电位器，单片可集成运算放大器与多路模拟开关，电阻网络与运算放大器。本文比较分析了三种方法的优缺点，并对第三种方法进行改进，提出了电压跟随式微电流测量方法。流量的调节由可控制的电子式比例流量调节阀来完成，其控制信号由单片机输出，经电压／电流转换得到。对两台变压器的油样进行了采样分析，实验结果表明，油流带电引发的静电放电电流对流速表现出较大的依赖性。本文完成了基于单片机的油流带电度测量与控制系统，包括软、硬件设计。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 电力变压器油流静电带电的产生
• 1.3 变压器油流带电的破坏形式
• 1.4 本课题的研究意义
• 第二章 油流带电测试技术研究状况
• 2.1 研究油流带电的主要测试装置和方法
• 2.1.1 静电特性分析
• 2.1.2 油流起电模拟
• 2.1.3 变压器实测试验
• 2.2 变压器油流带电研究的主要关注点
• 2.3 本论文的主要研究内容
• 第三章 变压器油流带电机理分析
• 3.1 概述
• 3.2 油流静电的产生、传输、聚集和放电
• 3.3 变压器油流带电的数学模型
• 3.3.1 绝缘油中电荷分布模型
• 3.3.2 油流起电的机理模型
• 3.3.3 油中电荷分布方程的边值条件
• 第四章 变压器油流带电度测试装置与测试方法研究
• 4.1 油流带电度测试装置介绍
• 4.2 油流带电度测量的理论依据
• 4.3 光电式流量测量与信号调理
• 4.3.1 概述
• 4.3.2 光电式流量传感器
• 4.3.3 流量信号调理电路
• 4.4 微电流测量电路设计与软件实现
• 4.4.1 概述
• 4.4.2 增益自动可调电路设计
• 4.4.3 多路模拟开关组成、原理以及工程应用中注意的问题
• 4.4.4 微电流测量电路硬件设计和软件实现
• 4.5 多路信号采集电路硬件设计与软件实现
• 4.5.1 概述
• 4.5.2 多路数据采集电路硬件设计
• 4.5.3 数字滤波技术与多路信号采集软件实现
• 4.6 键盘的硬件电路设计和软件实现
• 4.6.1 概述
• 4.6.2 采用8255A并口扩展的独立式键盘接口电路硬件设计
• 4.6.3 键盘控制的压缩空气起/停控制电路硬件设计
• 4.6.4 键盘软件实现流程图
• 4.7 流量调节电路硬件电路设计
• 4.7.1 流量调节电路硬件设计
• 4.7.2 流量调节软件实现流程图
• 4.8 液晶显示电路硬件设计和软件实现
• 4.8.1 概述
• 4.8.2 对比度调节电路与RC复位电路设计
• 4.8.3 LCD与单片机的硬件接口电路设计
• 4.8.4 LCD的软件实现
• 第五章 实验方法和实验结果
• 5.1 实验方法
• 5.2 实验结果
• 第六章 结论与展望
• 附录1 线路板（信号调理和输出控制板与信号采集和显示板）
• 附录2 微电流测量与显示程序
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表