基于SFRA的繞組變形在線監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、作為電力系統(tǒng)中的一個重要設(shè)備,變壓器的安全運行對于保證電網(wǎng)的可靠性意義重大。近年來,由于直接和間接因素所導致的變壓器繞組損壞的事故數(shù)量居高不下,但是目前繞組變形的診斷手段還停留在離線測試階段,為了能及時發(fā)現(xiàn)變壓器的事故隱患、避免突發(fā)事故、提高變壓器運行的安全可靠性,開展變壓器繞組變形在線監(jiān)測的研究具有十分重要的意義。
　　論文以變壓器繞組變形檢測技術(shù)為背景,分析目前變壓器繞組變形離線檢測方法的優(yōu)缺點,以此為基礎(chǔ),確定適用于大型電力

2、變壓器繞組變形在線監(jiān)測的掃描頻率響應分析技術(shù)(SFRA)。
　　結(jié)合電力變壓器各種繞組變形形式,構(gòu)建基于集中參數(shù)的變壓器電路模型,并在此基礎(chǔ)上提出數(shù)值仿真方法,對變壓器中常見的軸向和徑向變形進行了仿真,結(jié)果表明:(1)隨著變形程度的加劇,各諧振點在頻率上的偏移以及幅值上的變化逐漸明顯;(2)隨著頻率的升高,頻率響應曲線在不同變形程度下會趨于一致;(3)相較于部分變形,整體變形有著諧振點偏移明顯以及幅值變化減小的特點;(4)相對于徑

3、向變形,軸向變形諧振點的分布范圍更廣。此外,還對輸電線路和負載變化對于頻響曲線的影響進行了分析。
　　根據(jù)仿真模型的研究結(jié)果,確定所研制的基于頻率響應法檢測裝置的基本參數(shù),如頻率和功率要求等。同時分析了大型電力變壓器在實際運行中,外施激勵源信號加載的可行性以及確保變壓器和檢測系統(tǒng)均可靠運行所需的各個要素,研究了保護器件以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選取和設(shè)計準則,據(jù)此設(shè)計了基于頻率響應法的繞組變形的保護模塊以及提高系統(tǒng)抗干擾性的高頻電流互感器和

4、濾波模塊。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了基于MOSFET的功率脈沖源作為外加激勵源,其中脈沖源中驅(qū)動器件的功率損耗等作為監(jiān)測系統(tǒng)的重要設(shè)計要素。同時采用基于FPGA的信號采集模塊,達到便于信號采集和數(shù)據(jù)通信的目的,并運用了基于WinCE的上位機模塊,實現(xiàn)了功率脈沖源、信號采集模塊和數(shù)據(jù)分析的一體化硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。
　　最后,論文對一臺380V/35000V變壓器進行了頻率響應的離線和在線測試,利用并聯(lián)電容來模擬繞組變形的發(fā)生,比較分析了變壓