变压器绕组变形检测技术应用研究

论文摘要

变压器作为电力系统的核心设备,它的安全运行对保障电网安全起着至关重要的作用。绕组变形是变压器的常见故障之一,研究绕组变形检测技术对减少变压器事故的发生具有重要意义。频响分析法是目前国内外使用最广泛的大型电力变压器绕组变形检测方法。它通过比较频响曲线间的差异分析绕组变形程度,缺乏深层次检测手段和统一判据,致使其难以精确判断绕组变形位置及程度。本文的主要目的即:在研发基于频响分析法的绕组变形测试系统后,进一步研究绕组的频率响应特性,准确拟合大型电力变压器绕组的传递函数并计算传递函数零、极点,以极点分布变化辅助相关系数分析绕组变形,改善频响分析法的应用效果。论文由六章组成,第一、二章引言和相关理论基础,介绍绕组变形的原因及危害、绕组变形诊断技术的研究现状和本文主要工作、创新点。第三章论述FRA变压器绕组变形测试系统的软件和硬件设计、诊断原理及图谱分析比较一般原则。第四章引入正交多项式高精度拟合大型电力变压器绕组传递函数,并求得传递函数零、极点,讨论了传递函数法在绕组变形检测中的应用。第五章对传递函数法检测技术进行了仿真及实际数据分析。即使用仿真工具ORCAD模拟了变压器绕组等效模型不同部位形变,通过模型变形前后的频响测试数据比较绕组变形对频响曲线和极点分布位置的影响。同时,结合实测的绕组频响测试数据,证明绕组变形时极点的分布变化比频响曲线变化明显很多,极点的实部及虚部变化百分比也比相关系数提供了更多的信息,使用它们辅助频响曲线分析绕组变形,比单纯依靠频响曲线有了很大进步。第六章对全文进行总结并对课题的未来做出展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景及选题意义
• 1.2 绕组变形检测技术的研究现状及基本结构
• 1.2.1 国内外研究现状
• 1.2.2 变压器绕组变形检测方法
• 1.3 频响分析法的研究现状
• 1.4 本课题所做的主要工作及创新点
• 第二章 相关理论基础
• 2.1 电力变压器的分类及基本结构
• 2.2 变压器绕组变形形式
• 2.3 变压器绕组变形原因分析
• 2.4 系统辨识
• 2.4.1 系统辨识的定义
• 2.4.2 辨识的基本原理
• 2.5 本章小结
• 第三章 FRA 变压器绕组变形测试系统
• 3.1 测试系统工作原理
• 3.2 FRA 绕组变形测试系统总体结构
• 3.2.1 绕组变形测试仪
• 3.2.2 测量分析软件
• 3.3 测试方法
• 3.3.1 测试接线方式
• 3.3.2 测试过程中的影响因素
• 3.4 图谱数据分析比较及判断的一般原则
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于传递函数法的绕组变形检测技术的研究
• 4.1 变压器绕组传递函数阶次的确定
• 4.2 最小二乘法辨识变压器绕组传递函数
• 4.2.1 最小二乘法的基本原理
• 4.2.2 最小二乘法辨识绕组传递函数的误差分析
• 4.2.3 最小二乘法拟合效果
• 4.3 正交多项式拟合变压器绕组传递函数
• 4.3.1 传递函数的正交多项式拟合原理
• 4.3.2 频率向量归一化提高拟合精度
• 4.3.3 正交多项式的最小二乘拟合效果
• 4.4 传递函数零、极点求取
• 4.4.1 普通多项式系数求零、极点
• 4.4.2 正交伴随矩阵求零、极点
• 4.5 传递函数法在绕组变形检测中的应用
• 4.6 本章小结
• 第五章 传递函数法检测技术的仿真及实测数据分析
• 5.1 传递函数法检测技术的仿真分析
• 5.1.1 电感参数变化的仿真分析
• 5.1.2 纵向电容参数变化的仿真分析
• 5.1.3 对地电容参数变化的仿真分析
• 5.2 传递函数法检测技术的实测数据分析
• 5.2.1 纵向比较法分析极点分布变化
• 5.2.2 横向比较法分析极点分布变化
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果