2025【一种基于传递函数的变压器绕组变形在线监测技术分析7200字】.doc

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一种基于传递函数的变压器绕组变形在线监测技术分析

目录

TOC\o1-2\h\u198771绪论 1

221951.1选题背景及其意义 1

201401.2国内外研究现状 2

197161.3主要研究内容 5

352变压器绕组变形分析 5

311082.1电力变压器的结构 5

293902.2变压器绕组变形 7

145132.3本章小结 9

156073变压器绕组的传递函数法分析 10

325803.1传递函数法 10

10793.2辐向力变形 11

97903.3轴向力变形 11

123403.4本章小结 13

312594绕组变形分析 14

166835结论与展望 18

312425.1结论 18

41575.2展望 18

1绪论

1.1选题背景及其意义

1.1.1选题背景

随着时代的进步，“特高压输电网络”成为一种需求。自我国首条500kV特高压输电线竣工投产以来，中国形成了500kV骨干输电网架[1]，但在后续发展中已经不能满足需要的大容量、远距离的输电需求。因此电力系统需要建立大容量、远距离、高电压的输电网络，即“特高压输电”，主干网由1000kV特高压交流输电网络构成，然后按照不同等级的电压传输网络，其基本特征是：具有明确的网络结构和强大的网络性能。[2]。

变压器是电网中的关键设备，它的安全和稳定是影响电网整体安全的关键因素，对其故障的原因进行了深入的研究。变压器内部故障、本体受损严重时，其电气量和非电气量的特点比较明显，故障诊断相对简单，而变压器内部故障的诊断主要是针对变压器故障后的电气量和非电气量[3-4]，而对变压器内部潜在的潜在故障的探测尚处于初期，对绕组的小故障没有足够的响应。有关研究发现，在运行中的变压器发生了多次的外部故障，也就是区外故障，其最直接的后果是变压器自身绕组的变形，最终导致变压器匝间故障。而匝间故障是变压器故障的重要因素[5]。

1.1.2绕组变形在线监测的意义

通过实时监测电力设备的工作状态，评估其工作状态，可以显著地提高其运行安全，延长其使用寿命，并显著提高其利用率。所以，在变电所内，设计一种能够实时监控变压器绕组的监控系统，具有十分重要的实际应用价值。变电所的工作状态和电力设备是否安全、可靠，能够及时地发现各种异常和危险，并根据具体的情况，采取相应的预防措施，防止事故继续扩大，造成更大的经济损失。确保设备的正常工作，是保障整个系统安全运行的关键。通过实时监控的数据，对设备检修周期进行科学的规划，可以降低常规检修模式下的工作量，降低检修操作造成的断电事故。所以，对大容量变压器的绕组进行监控，检测其内在的隐含故障，并对其进行预知检修具有重要的实际意义。

1.2国内外研究现状

1.2.1检修制度的发展

改善电气设备的运行可靠性主要有两个方面：一是改善电设备的品质；二是进行合理的检修与维护。

18世纪，电力设备的维修方法以“事后维修”/“故障维修”为主，是最早的维修方法。它的基本原则是，当要维修的设备发生了故障，影响到了系统的正常工作，那么它就必须进行维修。这种维修方法最大的问题就是设备有问题后再进行维修，只适合设备少、影响小的系统，但对现实中的系统来说，却会造成断电，影响到人身、电网和设备的安全。

19世纪的电力设备维修方式以预防性维修为主，其维修方式大致可分为五大类型：

定期维修

(2)基于可靠性的维修

(3)故障查找模式

(4)使用直至受损的重新修理

(5)主动维护

虽然，预防性维护的出现为设备维护带来了一定的经济利益，而且可以使电器的工作保持在一定的可靠度，从而延长设备的使用寿命，但也存在缺点：要停电进行，周期性进行，而状态量在设备处于停电时和运行时检测到的值不一样，定期维修时间间隔难确定。

20世纪70年代，美国第一次采用了状态检修模型。状态维护模式能够实时、高效地判断被监测设备的运行状态，从而决定最佳维护时间。

随着电网的发展，预防性维修的缺陷日益突出，而我国实行状态检修制度，更加注重设备的使用情况，应将故障诊断与在线监测相结合。设备状态良好，绝缘性能稳定，检验周期将大大延长。因此，要加强对设备的实时监控，及时地反映出设备的状态。

1.2.2绕组变形监测方法

通常采用低压脉冲法、短路阻抗法和频率响应法来监控绕组的变形。

(1)低压脉冲法

低压脉冲法是利用一种传递函数对变压器绕组变形进行分析的方法。“低压”是在变压器的一端绕组上施加100V的电压信号，然后测量初级和次级的接