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電力變壓器局部放電現場測量方法與技術本科論文.doc

'電力變壓器局部放電現場測量方法與技術本科論文.doc'
?電力變壓器局部放電現場測量方法與技術摘 要電力變壓器是電力系統重要的樞紐設備,其結構復雜,運行條件惡劣。隨著電力設備容量及數量的增加,及電網規模的擴大,電力變壓器故障給人們的生產和生活帶來的影響也越來越大。在電力變壓器故障中,絕緣故障一直占有較高的比重。隨著電力系統的發展和電壓等級的提高,局部放電已經成為電力變壓器絕緣劣化的重要原因。發生絕緣故障原因主要是絕緣薄弱處的局部放電所引起絕緣的老化和失效,并最終導致絕緣擊穿。所以,局部放電是變壓器內部絕緣劣化的前兆,通過局部放電的在線監測,可及時發現變壓器內部絕緣存在的潛伏性缺陷,判斷變壓器內部絕緣劣化的程度,避免變壓器發生突發性絕緣故障。這對保證電力變壓器安全運行具有十分重要的意義。對于變壓器制造廠家和現場監護人員來說,在確定變壓器內部存在局部放電后,快速準確地對局部方電源進行定位,可以為變壓器的狀態維修提供科學的信息和指導,有利于迅速排除故障,避免惡性事故的發生,減少停電所帶來的損失和降低維修成本,因而倍受電力部門重視。本畢業設計從局部放電概念出發,簡述了多種變壓器局部放電的現場測量方法,并主要介紹了超高頻檢測和超聲波檢測兩種方法,最后本文還針對變壓器局部放電現場測量時的干擾進行闡述,并介紹了干擾消除的方案。關鍵詞 變壓器,局部放電,超高頻,超聲波,檢測The Transformer Partial Discharge Field Measurement Method and TechnologyAbstractPower transformer is the electric power system important hub equipment, its structure is complex, operation conditions. As the electric power equipment capacity and the increase in the number of, and the expansion of the scale of power, power transformer faults to people's production and life of the impact of the also more and more big.In power transformer fault, insulation fault has held high proportion. Along with the development of electric power system and voltage levels increase, power transformer partial discharge has become the important reasons for insulation degradation. Happen insulation fault are the main reasons why weak insulation in partial discharge of the insulation caused by aging and failure, and finally result in insulation breakdown. So, partial discharge is transformer insulation of internal degradation precursors, through the partial discharge of on-line monitoring, can timely find transformer insulation of latent within existing defects, judge transformer insulation degradation degree of internal, avoid sudden insulation fault occurred transformer. To ensure the safe operation of power transformer has very important significance. For transformer manufacturer and site monitoring workers, in the determination of the transformer exist partial discharge, fast and accurate to local party power for positioning, can the state for transformer maintenance information and guidance to provide the scientific, to quickly remove the faults and avoid vicious incidents, reduce the power outage losses from and reduce maintenance cost, which makes power department attention.The graduation design from the conception of partial discharge, and expounds the transformer partial discharge of field measurement methods, and mainly introduces the uhf detection and ultrasonic testing two methods, finally, this paper also in transformer partial discharge measurement in site describes the interference, and introduced the interference of eliminating the scheme.Keywords Transformer,Partial Discharge,Uhf,Ultrasonic,Detection 不要刪除行尾的分節符,此行不會被打印目錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 11.1 選題的背景及意義 11.2 局部放電的概念及其研究現狀 21.2.1局部放電的概念 21.2.2局部放電的研究進展 21.3 電力變壓器局部放電檢測方法 51.3.1 檢測方法 51.3.2 研究方向 71.4 本文所研究的內容 7第2章 超高頻檢測法在局部放電中的應用 82.1 超高頻法檢測局部放電的基礎研究 82.1.1 超高頻檢測技術的介紹 82.1.2 超高頻檢測系統硬件和軟件的構成 92。省略部分。專家在執行他們的診斷中(或在PRPD模式描述符)通常尋找的這些描述符然后用來解釋物理方面的與觀察到的局部放電相關的行為活動。了解PD物理幾何方面和屬性行為不同負責缺陷源推斷,相匹配的知識基礎作為診斷規則。最終,在缺損部位幾何知識可用于分類,并隨后找到PD缺陷源。這方面的以知識為基礎的系統包含知識來自多個專家的容易維護,一般適用于任何H.V.充油變壓器。另一種以知識為基礎的方法的好處是伴隨著制度的缺陷分類提供有意義的診斷說明。這增加了用戶的系統輸出的信心。本文介紹了結構化方法帶到知識獲取各自所需的填充規則庫與領域知識的適當區域。并且該文件建議的模塊化系統設計提供了一個可擴展的框架,因為它的發展并通過不斷成熟研究和現場經驗,它可以容易擴充了新鮮的知識,例如有關(新型PD,不同的植物類型,不同絕緣媒介)。此外,該系統將協助識別和理解新的PD專家來源或現有的不同表現。2 在OIL--FILLED局部放電活動電力變壓器當電場強度超過電介質中的絕緣介質擊穿強度,局部放電發生在高電壓(HV)變壓器的局部區域。這導致僅部分絕緣導線之間的橋梁。高電子能量可以打破相鄰的固體或液體介質中分子紐帶,以變動產生的絕緣材料及其化學性質,隨后消融。局部放電活動可按缺陷的來源負責和其語言環境分類。缺陷類為其中的放電性質行為觀察的研究計劃[7]報道包括:?接觸不良 - 之間進行表面隔著一層薄薄的油,例如:之間的松螺母和螺栓的螺紋。 ?浮動組件 - 固定進行小顆粒浮動的潛力,經驗本地化PD不縮小到系統中導線的差距。?懸浮顆粒 - 小,自由移動進行物體或碎片內的絕緣油,能放電系統導線。?滾動粒子 - 導電粒子在導電表面,直至受到的電場造成他們周圍滾動或彈跳。?拉伸 - 固定的,尖銳的高壓金屬突起導體。?表面放電 - 在紙板表面因水分滲入或物質損失。?浮動電極 - 大型部件,如壓力已成為從試驗箱分離,獲得浮動潛力,結果導致電容性火花。本文介紹以知識為基礎的系統中那些有針對性的缺陷類代表。3 偏超高頻檢測放電和相議決模式表示 圖1相解決局部放電模式最近的研究已經證明采用超高頻(UHF)檢測中的PD變壓器的監測[9]療效。當PD發生在一個變壓器,電磁波的輻射在坦克的共鳴,可以使用超高頻檢測傳感器。來自傳感器的信號通常被數字化前先過濾,放大并轉換成一個簡單的脈沖檢測器電路。A相的信號來自于工頻波形提供額外參考信息的數字化PD數據。每個PD脈沖記錄的是與一個特定的時間和“點上波”。 所顯示的脈沖幅度正比于超高頻信號的強度。一個典型的顯示如圖1所示,其中PD脈沖發生突發的高電壓的上升和下降的部分的工頻正弦波波形。三個主要用于定量描述部分的絕緣退化造成放電活動,它們是:?放電脈沖幅度的趨勢 - 即指示率的電介質惡?放電脈沖重復頻率/脈沖數 - 指示性缺陷的嚴重性,其中時期持續的活動被認為比間歇性 活動期間更具破壞力。?放電脈沖相位角 - 指示性電場缺陷的點火和有關滅絕條件。這些在PRPD模式固有的量,共同的特征是提供一個合適的手段診斷局部放電活動并解釋缺陷分類。一個PRPD模式可以從傳感器和不同類型測量系統使用數據構造派生。因此,使用以系統的診斷分析為基礎的PRPD模式,該系統可以在原則上支持不同的監測技術。4基于知識支持局部放電缺陷診斷變壓器從歷史上看,變壓器PD尚未被監測服務。公用事業主要依靠在實驗室基于溶解氣體分析(DGA),在工廠建立PD范圍和屬性。雖然這一監測技術提供了顯著效益,但在PD的內變壓器廠檢測方面,它有在其診斷性質、原因、嚴重程度和PD活動的位置檢測的限制。PD進程擊穿關聯的了解缺乏,已在歷史上促使了少知識的需求及PD缺陷密集和更多分類驅動方式的數據。另一方面,電力變壓器一般是一個復雜的系統,因為許多內、外變壓器的不同介質,他們都有自己的失敗機制。為了提前發現這些故障,診斷幾種類型可供選擇,并且應該在電源變壓器的使用壽命過程中應用。特別是,在顯示執行PD診斷可能有助于發現問題的21%與變壓器船只有關,14%與有關的高壓套管有關。然而作為上線的在職工廠監測已經變得更加實際和可行,PD專家們有機會增加對物理學局部放電過程的新見解,并隨后改善他們對這種現象的理解。雖然以前的研究已經證明申請機器學習模式作為識別技術有用的缺陷分類方法,一些與這些方法有關的約束包括:經過訓練的分類仍然具體到變壓器 從該初始訓練數據集取得的所得;歷史 數據集需要訓練分類器;一個分類會 只承認它賴以經過訓練和缺陷 。因此必須接受再培訓(或培訓新網絡)承認新的缺陷。然而更重要的,其這些'黑盒子'算法的性質 是這樣,沒有實際的解釋作為該系統提供解釋輸出 分類的理由。機器學習 技術缺陷仍然是一個有用的分類方法, 盡管他們的有限詮釋。因此本文不打折數據驅動的方法,而是認識到以知識為基礎的系統在提供決策支持給植物專家的潛在作用。提供一個檢測到的P D活動的詳細診斷給專家提供了一個變壓器廠健康和條件的解釋,并提供了在系統輸出的信心程度,這一般在“黑盒子”使用模式識別技術缺席。 PD診斷知識可以從實證的和實際的工程經驗中獲得,其中涉及測量局部放電量觀察到的缺陷和產生分解過程,考慮到外部如植物的幾何形狀、播影響條件影響、衰減、干擾等,這些知識可以作為啟發式規則實施,以支持工程師在局部放電活動時診斷評估變壓器絕緣狀況。阿CIGRE專責小組(15.11/33.03.02)涉及在PD社會一些關鍵貢獻者,已認識到以知識為基礎的這方面的決策支持潛力。該PRPD模式的專家解釋建議這方面的專長如果由知識(規則)的專家系統方法在新興領域適當利用,可提供PD的自動診斷和缺陷的手段分類。5專家解讀的相分辨局部放電模式本文提出了一種以知識為基礎的方法來解釋相分辨局部放電模式其目的是模擬專家對這些目視解譯模式(圖2)通過簡單的觀察捕捉的PRPD模式,專家能夠獲得PRPD模式的直觀抽象特征(即PRPD描述符),將這些特性與PD行為關鍵特性相聯系,加強負責缺陷的幾何結構。物理知識缺陷屬性可以隨后通知分類和PD缺陷的源位置。統一建模語言(UML)活動圖,圖2是通過知識的定義 啟發式與專家會議進行專門從事通過試驗和片面理解放電現象,特別是從來PRPD 超高頻狀態監測數據解釋其原因和行為模式。UML活動圖可用于過程建模,以目前的工程師和領域專家的知識,明確了解輸入的條款/輸出對象處理并交付任務之間的相互作用過程,任務依賴關系表示序列執行和任務之間的信息流。這圖形表示能夠快速、準確驗證領域專家的模擬過程。反過來圖2活動圖被圖3的基礎知識專家系統的功能框架所定義,系統的結構化方法帶到領域知識的采集系統適合實施。圖2工藝為PD缺陷PRPD模式目視解譯診斷 該專家的PRPD模式功能流解釋過程中有效地映射出議程獲取知識的工作。當征求對適當規則的人口的診斷規則,及其對準每一個階段解釋的過程,它對專家開始一個知的缺陷PRPD模式和/或定位更直觀。它使專家獲得它的物理缺陷源診斷特征更容易,首先考慮如何將這些特性的影響所造成的局部放電活動,最終這是如何形成明顯PRPD模式特色。
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