电容耦合电路对变压器的脉冲频率响应研究

针对电力变压器绕组机械故障在线监测问题，提出了一种在线脉冲频率响应分析(IFRA)对变压器运行进行诊断的方法。建立了电容耦合电路和变压器绕组的等效电气模型，研究了电容耦合电路的频率响应对在线脉冲频率响应的影响。模拟了电容耦合变化和套管介质击穿引起的电容耦合电路参数变化，并研究了它们对在线脉冲频率响应信号的影响。实验结果表明：在低频段内，在线IFRA信号与绕组信号的趋势相反；在中高频段内，在线IFRA信号与绕组信号的趋势存在恒定的差异，且两个信号的共振和反共振位置相同。     

变压器绕组状态的振动在线监测

提出了运用振动法在线监测变压器绕组的状态来实现变压器绕组故障预警和故障定位的方法.在对振动法测量原理研究的基础上,分析了变压器绕组在变压器运行时的振动与所受电磁力的关系.根据分析所得的振动信号特征,设计了变压器绕组状态的振动监测系统.最后利用该系统对实际的变压器进行相关的振动监测实验,实验结果验证了不同故障时对应的振动信号的特性不同,从而为最终实现变压器绕组故障诊断奠定了良好的基础.     

油浸式电力变压器故障与其本体外表面温度关系分析

采用"部件-故障原因-温升现象"的3层结构对油浸式电力变压器故障进行了分类,总结了各类故障产生的原因,分析了各类故障对变压器外表面温度变化的影响。结果表明:铁芯及夹件、绕组及引线、分接开关、绝缘系统和油箱及底座等故障都会引起变压器外表面温度升高;冷却系统故障必然导致变压器外表面温度升高;一部分进出线套管故障会引起变压器外表面温度升高;大多数保护和测量装置故障会引起变压器温度升高。从而得出了油浸式电力变压器故障与其本体外表面温度的初步关系,即变压器故障大多会导致变压器外表面温度升高。     

JADE盲源分离算法在变压器振动信号监测中的应用

铁芯和绕组是变压器振动产生的主要振源,监测铁芯和绕组的振动信号可以对变压器运行状态进行预测和诊断.选择了S13-12500/35型油浸式无励磁调压电力变压器,将2只光纤Bragg光栅振动传感器布设于变压器内部,直接采集变压器负载运行下的振动信号.通过JADE算法将2组负载信号分离,发现:一组信号能量主要集中在100 Hz处,与铁心振动信号频谱特征较为接近;另一组信号在各频率上均有分布,与绕组振动信号频谱特征较为接近.     

煤矿井下动力电缆绝缘在线监测的研究

在分析比较现有动力电缆绝缘监测方法的基础上,针对煤矿井下电缆线路运行的特点,设计出了井下动力电缆绝缘在线监测系统。该系统采用低频信号注入法,即通过电抗器中性点对电缆注入低频信号,使低频信号源、电缆的对地绝缘电阻和大地构成回路。在注入低频电压一定的情况下,通过检测注入低频电流的大小,实现对电缆绝缘情况的在线监测,较好地解决了动力电缆绝缘在线监测可靠性差和灵敏度低的问题。通过模拟试验表明,该方法具有检测误差小、准确性高的特点; 既可对单条电缆绝缘进行监测,又可对多条电缆绝缘进行监测; 不仅可监测主电缆电路,同时还可监测多个分支电缆电路。     

船舶绝缘在线监测系统的设计与实现

针对船舶供电系统电缆的绝缘状态问题,设计了一款电缆绝缘在线监测装置.装置采用低频交流注入法,在IT系统的中心点注入低频的交流信号,通过取样电路和A/D量化检测注入信号在电路中的响应,采用FIR滤波器及DFT算法提取注入信号,计算出系统的绝缘电阻和分布电容.基于MCGS嵌入版组态软件开发出人机交互界面,使测量装置操作更加便捷,更方便地监控IT系统的绝缘状态.实验验证该方法切实可行,装置测量精度高,数据稳定性好,能更好地评估系统的绝缘状态.     

面向电力变压器的声纹智能诊断装置设计与应用

电力变压器是直接影响电力系统安全运行的重要设备之一,目前多采用图像或侵入式传感测量的方式,本文设计了变压器声纹采集装置、特征提取方法、以及基于迁移学习的深度神经网络识别模型.首先,采集并预处理变压器噪声信号,对分帧信号进行时域和频域特征提取,获得声纹特征向量,然后,输入迁移学习算法模型,实现变压器直流偏磁、过负荷、以及绕组变形等8种工况的智能识别诊断,最后,设计声纹特征数据库建立方法,采集变压器运行声学样本,对声纹识别算法模型进行训练和优化.通过数据集对比测试和变电站部署应用,验证了算法模型的识别准确度和系统可行性,该装置可作为当前监测手段的有效补充,提高变压器综合监测和潜伏性缺陷识别能力.     

神经网络在振动法电力变压器绕组变形在线诊断中的应用

通过监测电力变压器器身的振动来诊断电力变压器绕组的状况是一种有效的方法。本文分析了振动法变压器绕组变形在线监测的原理，并将BP神经网络应用于变压器绕组变形的诊断之中。     

基于光纤传感的电力变压器运行状态监测方法

为了提升电力变压器运行状态监测效果,提高监测绕组局部微小变形的灵敏度,进而实现快速定位,提出基于光纤传感的电力变压器运行状态监测方法。首先,根据光纤传感布里渊散射频谱的拟合方法定位电信号;其次,通过互相关拟合来辨识电力变压器绕组变形的特征;接着,结合在线测量的绕组参数数据,实现对电力变压器运行状态的监测;最后,以对比实验验证提出方法的可行性。实验验证了分布式光纤监测电力变压器变形的时间是传统方法的■,证明了新设计的电力变压器运行状态监测方法效果更好。     

基于2D与3D匹配模型的变压器全损耗特征计算

变压器损耗分布和绕组形变、变压器热传递等因素有着密切联系,损耗计算是变压器绕组结构和绝缘配合设计的关键问题.随着变压器等级容量的不断提升,使用传统的经验公式或简单的数值计算方法进行损耗分析往往具有较大的偏差.依据有限元理论构建了一种基于2D与3D模型匹配的变压器损耗混合模型计算方法,在降低计算量的同时兼有计算的准确性.并以一台400 kVA的三相电力变压器为例,得到了变压器损耗分布规律:变压器内部固定夹件的杂散损耗主要分布于夹件的内侧面,并集中于靠近线圈的边缘,在油箱壁侧面、背面和底面损耗分布呈现抛物面形、"驼峰"形和"三峰值"形;高低压绕组损耗分布趋势与电流密度的分布基本吻合,整体绕组和导体内部损耗分布趋近于高压绕组之间的夹缝和绕组两端方向.     

高压电容取电技术的研究与设计

针对传统技术中采用电压互感器分压带来的不便,设计出基于电容式高压取电的新型取电设备。该设备将电容、变压器串联构成串联电路,由此实施高压取电;利用电容式高压取电原理,设计了新型的高压取电电容;在电路中增加继电器监测单元和过电流监测单元,保证了电路的安全性;通过电容分压,有效地将电路中的高压转换为低压,将得到的电能存储到超级电容器组中,超级电容器组用作供能装置向电力线电网线路中的负载输出电能,供负载使用。试验表明,采用电容式分压原理进行高压取电,不仅用法灵活,减轻了电力线路的运行负担,还提高了带载能力,具有较好的实用价值。     

基于FBG传感器的变压器振动信号检测与分析

为了早期发现电力变压器的振动故障问题,需要选择有效位置对变压器的振动状态进行检测.针对电力变压器铁芯-绕组振动特性,通过有限元分析,仿真得到铁芯-绕组测点位置.以型号为S13-12500/35型油浸式无励磁调压35 kV电力变压器为试验对象,将光纤Bragg光栅(FBG)振动传感器安装于铁芯-绕组的测点位置,对不同负载下变压器振动信号进行检测与频谱分析,结果表明:变压器振动信号频率集中在100 Hz及其倍频处;在80％,90％,100％负载下,幅频信号100 Hz处的振动幅值随着变压器负载的增大而增大.     

一起500kV GIS接地刀闸操作机构轴销断裂原因分析及处理

绕组直流电阻测量是变压器试验中的一个主要试验项目,对于出线端与GIS直接相连的大型变压器,通过测量变压器绕组直流电阻,可以检查出与变压器连接的导电回路有无接触不良、焊接不良及线圈故障等缺陷。由于测量高压绕组直流电阻时需拆除变压器出线端与GIS的连接,工作量大且有风险,因此例行的年度预防性试验中,测量变压器高压侧绕组直流电阻时将高压端GIS刀闸拉开,接地刀闸合上,断开其外部的接地连片,在接地刀闸引出端和中性点之间进行绕组直流电阻测量。在进行某电站500kV #4B变压器高压绕组直流电阻测量过程中,发现了一起500kV GIS接地刀闸内部传动机构轴销断裂缺陷,本文对缺陷的发现过程、检查情况、缺陷原因、处理情况进行了综合描述,并对后续GIS运维提出了相应的建议。     

一种电容传感器金属材料表面缺陷检测方法

基于电容传感器原理,实现了一种简单有效的金属材料表面缺陷检测方法.首先介绍了电容传感器的工作原理,描述了单电极传感器用于检测金属材料表面缺陷时的基本方法,并给出了相应的电路模型.设计了系列实验验证该检测方法的可行性.实验结果表明：电容传感器对金属材料表面缺陷较敏感,通过单片集成电场成像集成器件MC33794能够快速简单实现该检测方法,为金属材料表面缺陷（如腐蚀）提供了一种快速、便捷、有效的检测方法.     

绝缘纸板微水分介电测量压力试验及电路分析

变压器绝缘纸板微水分介电测量系统中,电容式传感器电极与被测绝缘纸板的接触状态及接触压力会影响测量结果。针对这个问题,以绝缘纸板为被测对象,用平板式电容传感器测量压力对其介电参数的影响。并利用ANSYS软件列施压前后的电路变化进行分析,得出了压力对介电响应测量结果的影响。     

三相组合互感器检定装置研究

电力系统的不断发展,对三相组合互感器检定提出了更高的要求。传统的测试为单相电源下用单相电流和电压标准分别进行,既不符合国家相关规定,也不符合实际运行情况。本文提出一种基于DSP和CPLD的三相组合互感器检定装置,分析了装置的基本原理和系统结构,给出了三相组合互感器单相和三相检定的接线图,比较分析了实验数据,得出高压三相组合互感器检定装置能模拟实际运行状态,同时考虑了组合互感器内电压和电流互感器的相互影响造成的误差,明显优于传统检测方法。该装置能同时检测三相数据,具有体小质轻,运行可靠,能满足国家相关标准及行业的规定,能带来良好的经济和社会效益。     

基于人工神经网络的CVT的研究

电容式电压互感器(capacitor voltage transformers,CVT)由于其体积小、重量轻、维护工作量少、运行可靠,且兼有高频载波通道耦合设备的复用功能,所以得到大量的应用。但由于其电路固有的特性,在输入信号发生突变时,其二次侧的输出不能很快的跟随一次电压的变化,出现了一个瞬变过程,此瞬变过程能导致继电保护装置误动作。本文基于人工神经网络的方法,提出并建立了用来修正CVT二次侧波形失真的神经网络模型。给出了这一方法详细的设计步骤,通过对模型进行状态检验的结果表明,提出的模型算法是正确的。     

配电网感性负荷自动补偿装置的网格化研究

提高自动补偿装置效率,处理好谐波增大等问题,可以提高配电网的稳定性,为此,设计了一种新型自动补偿装置。该装置由两部分组成,首先通过并联电抗器补偿线路中的电容性电流,维持感性无功功率和容性无功功率的平衡关系,然后由网格化自动补偿器对配电网的输入电流进行频谱生成并对频谱进行分析计算,根据不同的故障类型选择不同的处理方式,以最快速度解决问题,降低供电变压器及输送线路的损耗,提高供电效率,最终实现配电网感性负荷的自动补偿。为检测装置的运行效果,与传统补偿装置进行对比实验,结果表明,基于网格化的配电网感性负荷自动补偿装置可以在短时间内对感性负荷进行自动补偿,提高配电网的稳定性,减少不必要的电能浪费,节约资源。     

电力变压器直流偏磁检测方法研究

电力变压器发生直流偏磁会引起变压器异常运行甚至损坏,而现有的方法不能准确检测其偏磁状态。本文提出一种新结构的磁通门传感器,该传感器从变压器铁芯磁通中提取部分分量,采用脉冲幅值法量化传感器的检测线圈输出信号从而表征变压器偏磁程度。作为验证,本文设计样机并采用10kVA电力变压器进行实验。实验结果表明,当外加偏置电流从0A到0.5A变化时,磁调制输出信号幅值呈单调变化。     

电力变压器局部放电超高频检测仿真分析

局部放电作为变压器的常见故障,若能及时发现处理并将其恢复到正常运行状态,将大大减少损失,提高供电可靠性。本文通过超高频检测法与时域有限差分法,分析了局部放电引起的超高频电磁波在变压器箱体中的传播特性,以及变压器箱体结构和铁芯绕组对电磁波信号的传播影响。在软件XFDTD上对局部放电辐射的电磁波在变压器内部的传播情况进行仿真,预测障碍物引起的PD信号到达时延,计算其与理论时延的差值,以此来评估对变压器PD定位精度的影响,并对其进行分析。仿真结果显示,从两个模型输出的数据结果中发现,在障碍物的存在下,引入的PD信号到达会出现估计微分时延。结论为变压器箱体对电磁波有衰减作用,所以传感器应放置于变压器内部;铁芯对电磁波也有畸变与衰减作用。