收藏本站
《重庆大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

变压器绕组固体绝缘中微气泡放电机理与寿命分析

许中荣  
【摘要】: 电力变压器是输变电装备中最重要和最昂贵的设备之一,其运行可靠性对整个电网安全运行起至关重要的作用。电力变压器由于绝缘缺陷引起击穿的严重事故会带来巨大的停电损失,并产生较大的维修费用。因此,研究电力变压器绝缘故障诊断具有十分重要的意义。 本文结合实际中电力变压器绕组环氧树脂绝缘出现微气泡缺陷的情况,利用电子显微切片分析,构建了与实际相符合的变压器绕组固体绝缘微气泡物理模型,通过对物理模型的仿真分析计算,研究固体绝缘微气泡在变压器绕组额定电压条件下电压降的变化形式,并结合气泡放电理论,分析了微气泡产生局部放电(PD)的条件;对构建的电力变压器绕组试品,采用逐步升压法和长期老化试验,结合局部放电脉冲电流法(IEC60270标准)和超高频(UHF)检测法,获取了大量的实验样本,针对局部放电时域信号的特点,研究了适用于局部放电信号检测的去噪算法;根据大量表征试品不同老化阶段的局部放电数据,研究了固体绝缘微气泡的老化特性;利用Weibull分布统计分析,得到了变压器绕组环氧树脂材料中微气泡缺陷下的寿命预测曲线或经验寿命预测公式,为最终建立电力变压器寿命评估奠定了理论和试验基础。取得的主要创新性成果有: ①对变压器绕组试品的固体绝缘微气泡缺陷进行电子显微镜切片分析,首次构建出了绕组绝缘微气泡放电计算模型,用Ansoft Maxwell 2D电磁场仿真软件计算出了集中在气泡上的电场强度,得到了不同大小、形状、位置的起始放电电压,结合气体放电理论的巴申定律,给出了微气泡产生局部放电的条件,用实验验证了仿真结果的正确性。 ②首次构建出电力变压器绕组固体绝缘微气泡缺陷模型和试品,搭建了相应的试验研究装置,提出了用逐步升压法和长期老化法研究电力变压器绕组老化特性的试验流程,试验得到了试品的初始放电电压PDIV、击穿电压BV和四个电压等级下的老化时间,证明了绕组绝缘存在不同尺寸微气泡会产生不同大小的局部放电,提出了反映绕组绝缘各个老化阶段的局部放电特征量,为研究微气泡局部放电的电力变压器绕组的老化特性提供了试验和方法的支持。 ③根据局部放电检测中存在白噪和周期性窄带干扰的特点,提出一种基于复小波变换抑制局部放电检测的去噪算法,采用普通阈值和渐进式SURE阈值处理方法,得到了局部放电信号最佳去噪效果;同时,结合去噪前后对局部放电波形的定量综合评价,得出用复小波变换的WTR简单信息具有最强提取局部放电信号幅值的能力,而WTRI复合信息具有最强提取局部放电信号相位的能力。 ④通过对绕组绝缘微气泡产生的局部放电放电量(qn)和相位谱图(PRPD)特征量分析,得出在逐步升压试验过程中,局部放电放电量的变化趋势可分成3个阶段,PRPD表现出6种典型的模式;而在长期老化试验过程中,局部放电放电量的变化趋势分2个阶段,与逐步升压法PRPD类似。因此,作者提出用逐步升压法作为变压器绕组微气泡绝缘缺陷的老化试验方法,以局部放电量和相位谱图特征量作为其老化寿命评估特征量。 ⑤在逐步升压法试验中,随着试验电压升高,微气泡放电的超高频成分逐渐增多;在长期老化试验中,随着老化时间增加,用UHF法检测的局部放电信号相位谱图信息比用脉冲电流法检测的局部放电信号相位谱图信息更加丰富。但研究发现,UHF检测法的灵敏度要低于脉冲电流法,且放电量与UHF检测的放电电压幅值不完全存在对应关系。因此,在对现场的电力变压器局部放电检测诊断中,应综合脉冲电流法和UHF检测结果。 ⑥电力变压器绕组试品的局部放电试验结果服从二参数Weibull统计分布,构建了用于微气泡缺陷导致的绕组固体绝缘老化的Weibull-分段寿命预测模型,对含有微气泡缺陷的绕组固体绝缘寿命进行了推断预测,得到出在额定电压等级下,电力变压器绕组试品寿命远远大于设计要求。假设设计寿命为40年,提出了用具有99%的可靠性运行时间( T9 9%)来进行试验验证。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TM406

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 温敏敏;宋建成;宋渊;刘媛;杨浩渊;田慕琴;;基于局部放电统计特征参量分析的矿用干式变压器绝缘状态评估[J];高电压技术;2014年08期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王艳;脉动直流电压下油纸绝缘电老化特性与双变量威布尔失效模型研究[D];重庆大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张江红;基于ZigBee和GPRS及USB的局部放电在线监测通信系统[D];天津大学;2012年
2 凌云;变压器油纸绝缘气隙放电发展特征信息提取及过程划分研究[D];重庆大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗勇芬,李彦明,刘丽春;变压器局部放电的超声波和射频联合检测技术的现状和发展[J];变压器;2003年12期
2 王国利,吕建玉,郝艳捧,李彦明;变压器局部放电超高频检测中校正技术的初步研究[J];变压器;2004年11期
3 董宝华;何平;;油浸式电力变压器的局部放电测量试验(上)[J];变压器;2008年08期
4 董宝华;何平;;油浸式电力变压器的局部放电测量试验(下)[J];变压器;2008年09期
5 王国利,郝艳捧,李彦明;电力变压器局部放电检测技术的现状和发展[J];电工电能新技术;2001年02期
6 许高峰,孙才新,唐炬,唐治德,张诚;基于小波变换抑制GIS局部放电监测中白噪干扰的新方法研究[J];电工技术学报;2003年02期
7 罗勇芬,李彦明,刘丽春;基于超高频和超声波相控接收原理的油中局部放电定位法仿真研究[J];电工技术学报;2004年01期
8 崔雪梅,孙才新,李新,杜林,李剑;实小波与复小波变换对局部放电在线监测中提取信号特征的特点研究[J];电工技术学报;2004年07期
9 李楠;廖瑞金;孙才新;李剑;杜林;;一种用混沌振子去除局部放电信号中窄带干扰的新方法[J];电工技术学报;2006年02期
10 唐炬,孙才新,彭文雄,侍海军,朱伟;GIS局部放电检测中的小波包变换提取信号[J];电力系统自动化;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 唐炬;组合电器局放在线监测外置传感器和复小波抑制干扰的研究[D];重庆大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张华智;冯毅芳;;利用小波分析方法识别结构模态参数[J];四川建筑科学研究;2007年06期
2 王钧;蒙吉军;;西南喀斯特地区近45年来气候变化特征及趋势[J];北京大学学报(自然科学版);2007年02期
3 章立军;徐金梧;阳建宏;杨德斌;;自适应多尺度形态学分析及其在轴承故障诊断中的应用[J];北京科技大学学报;2008年04期
4 张超;李建军;;基于小波变换的微弱信号的检测和提取[J];包头钢铁学院学报;2006年04期
5 戴玲,文远芳;变压器局放检测的信号处理技术[J];变压器;2000年12期
6 罗勇芬,李彦明,刘丽春;变压器局部放电的超声波和射频联合检测技术的现状和发展[J];变压器;2003年12期
7 贾贺强,徐思华;240MVA/220kV双绕组升压变压器工艺系数分析[J];变压器;2004年08期
8 陈尔奎,李强,刘文里,崔建江;简易冲击电压分布计算软件的设计[J];变压器;2004年09期
9 王国利,吕建玉,郝艳捧,李彦明;变压器局部放电超高频检测中校正技术的初步研究[J];变压器;2004年11期
10 赵亚奎,黄成军,邵震宇,张毅刚;基于空间屏蔽滤波的小波变换在抑制变压器局放白噪干扰中的应用[J];变压器;2005年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Estimation of Stator Resistance and Temperature Measurement in Induction Motor Using Wavelet Network[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 ;Adaptive Stator and Rotor Resistance Identification for Induction Machine without Rotational Transducer[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 郭伟;;变压器铁芯接地检测方法分析[A];2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2010年
4 穆亚明;;220kV红塔山变电站电容性设备绝缘在线检测应用研究[A];2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2010年
5 蔡晓兰;程颖;王达达;薛飞;张微;;基于超声波和X射线数字实时成像系统的GIS内部缺陷检测方法[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
6 王国海;隆丽;;浅谈数字化变电站中的基础技术[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
7 蔡晓兰;程颖;王达达;薛飞;张微;;基于超声波和X射线数字实时成像系统的GIS内部缺陷检测方法[A];2011年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分)[C];2011年
8 黄凯;董志强;任人;张翠花;;电磁炮脉冲电源系统中晶闸管开关保护技术研究[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
9 葛军;;GIS局部放电的超宽频检测探讨[A];华东六省一市电机(电力)工程学会输配电技术研讨会2006年年会论文集[C];2006年
10 葛军;;GIS局部放电的超宽频检测探讨[A];第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 易吉良;基于S变换的电能质量扰动分析[D];湖南大学;2010年
2 全惠敏;电能质量相关信号的S变换检测算法及应用研究[D];湖南大学;2010年
3 郭文敏;聚乙烯/无机填料复合材料非线性电导特性及机理研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 吴云龙;GOCE卫星重力梯度测量数据的预处理研究[D];武汉大学;2010年
5 张海龙;110~220kV XLPE电缆绝缘在线检测技术研究[D];武汉大学;2009年
6 张荣国;变形表面主动轮廓建模理论与方法[D];合肥工业大学;2011年
7 曾成;湿亚热带岩溶系统水文水化学对不同土地利用的响应研究[D];中国地质科学院;2009年
8 芦吉云;光纤光栅在智能结构动态监测中的应用研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 贺达江;阻抗匹配三相变四相平衡变压器研究[D];湖南大学;2009年
10 李伟;GIS内多绝缘缺陷产生混合局部放电信号的分离研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋天斌;油浸式变压器绝缘在线监测系统研究[D];华中农业大学;2010年
2 丁雷;白鼠脑电信号远控采集处理系统的设计与研究[D];山东科技大学;2010年
3 李卫鹏;正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究[D];郑州大学;2010年
4 杨中卿;电力变压器选相投切技术研究[D];大连理工大学;2010年
5 冯进;高压电缆局部放电检测技术的研究[D];大连理工大学;2010年
6 陈文静;仿生偏振光导航传感器设计[D];大连理工大学;2010年
7 廖艳程;岩土工程中的小波(包)分析理论及其应用[D];长沙理工大学;2010年
8 徐银凤;基于改进PSO算法的变压器局部放电超声定位研究[D];长沙理工大学;2010年
9 吕桂才;溶解有机物三维荧光光谱结合多变量分析在赤潮藻识别中的应用[D];中国海洋大学;2010年
10 濮震宇;基于小波收缩的图像去噪[D];苏州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高敏华,冷勇;换流变压器中的两个直流分量[J];变压器;2002年06期
2 景崇友;王建民;陈志伟;吴增泊;;换流变压器绕组瞬态漏磁场与谐波损耗的分析[J];变压器;2007年04期
3 王长胜;王健;汤焱;韩雪梅;;±800kV换流变压器油流温升计算分析[J];变压器;2009年09期
4 凌愍,王圣;110kV级变压器事故统计及短路故障分析[J];变压器;1995年12期
5 王国利,郝艳捧,李彦明;电力变压器局部放电检测技术的现状和发展[J];电工电能新技术;2001年02期
6 王昌长;郭恒;朱德恒;谈克雄;;在线检测电力设备局部放电的电流传感器系统的研究[J];电工技术学报;1990年02期
7 袁易全;;局部放电超声特性实验研究[J];电工技术学报;1992年01期
8 廖瑞金;解兵;杨丽君;梁帅伟;程涣超;孙才新;向彬;;油纸绝缘电-热联合老化寿命模型的比较与分析[J];电工技术学报;2006年02期
9 满玉岩;高文胜;高凯;谈克雄;;发电机局部放电的统计特征识别[J];电工技术学报;2006年04期
10 周远翔;王宁华;王云杉;孙清华;梁曦东;关志成;;固体电介质空间电荷研究进展[J];电工技术学报;2008年09期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 李剑;局部放电灰度图象识别特征提取与分形压缩方法的研究[D];重庆大学;2001年
2 彭宁云;基于DGA技术的变压器故障智能诊断系统研究[D];武汉大学;2004年
3 潘翀;电力变压器绝缘故障诊断技术及热状态参量预测模型研究[D];重庆大学;2009年
4 杨丽君;变压器油纸绝缘老化特征量与寿命评估方法研究[D];重庆大学;2009年
5 唐超;油纸绝缘介质的直流空间电荷特性研究[D];重庆大学;2010年
6 马俊;电场对输电线路绝缘子覆冰及放电特性的影响研究[D];重庆大学;2010年
7 刘刚;换流变压器交直流复合电场和极性反转电场算法研究[D];华北电力大学;2012年
8 郝建;变压器油纸绝缘热老化的时频域介电和空间电荷特性研究[D];重庆大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张继华;基于无线传感器网络的变电站容性设备在线监测技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 薛利娟;基于ZigBee技术的无线自组织的研究与设计[D];西安电子科技大学;2011年
3 庄安荣;气象数据采集通信系统的设计与实现[D];南京信息工程大学;2011年
4 邓中华;ZigBee技术在无线温度采集系统中的应用研究[D];华南理工大学;2011年
5 秦晓辉;微机保护电磁兼容研究及变电站内电磁干扰的传播途径[D];华北电力大学(北京);2003年
6 陈虎;基于GPRS的可靠通信方案的研究与实现[D];华中科技大学;2004年
7 王钟;500kV变电站接地网设计用以控制电磁干扰问题的研究[D];四川大学;2004年
8 金艳;GPRS/GSM在安全监控及数据采集中的应用[D];浙江大学;2006年
9 孙晓丽;基于小波矩特征的小波神经网络目标识别研究[D];东南大学;2006年
10 耿瑞芬;ZigBee无线传感器网络的研究与应用[D];山东大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 戴玲,文远芳;变压器局放检测的信号处理技术[J];变压器;2000年12期
2 孙才新,罗兵,顾乐观,赵文麒,赵贤政,邹景行;自适应数字滤波在局部放电在线监测信号处理中应用的研究[J];变压器;1997年07期
3 方加云,郭玉春;细同轴天线的宽频带技术[J];电波科学学报;2000年02期
4 王建生,邱毓昌;气体绝缘开关设备中局部放电的在线监测技术[J];电工电能新技术;2000年04期
5 王国利,郝艳捧,李彦明;电力变压器局部放电检测技术的现状和发展[J];电工电能新技术;2001年02期
6 傅振宇,钱家骊;小波变换在局部放电信号提取中的应用[J];电工电能新技术;1999年03期
7 高宁,朱德恒,谈克雄;变压器局部放电在线监测信号中的电磁干扰及抑制[J];电工电能新技术;1999年04期
8 杨永明,孙才新,严欣平,李俭,杨霁;抑制局部放电在线监测中周期性干扰的级联式IIR陷波滤波器的研究[J];电工技术学报;2000年05期
9 许高峰,孙才新,唐炬,唐治德,张诚;基于小波变换抑制GIS局部放电监测中白噪干扰的新方法研究[J];电工技术学报;2003年02期
10 孙才新,李新,杨永明;从白噪声中提取局部放电信号的小波变换方法研究[J];电工技术学报;1999年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 唐炬;组合电器局放在线监测外置传感器和复小波抑制干扰的研究[D];重庆大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 侍海军;气体绝缘组合电器局部放电检测的内置传感器研究[D];重庆大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董景义;段玉柱;张贤国;马立明;;平衡绕组在变压器中的作用及接线方式浅述[J];变压器;2009年12期
2 方晓颛;;企业变配电变压器经济运行[J];甘肃冶金;2010年01期
3 林剑;马明;林坚;;低压短路阻抗法在变压器绕组变形试验中的应用[J];电工技术;2010年09期
4 朱华;;变压器高压试验技术(1) 变压器绕组直流电阻的测量及分析[J];大众用电;2010年12期
5 吴依呈;钱苏翔;许聚武;;油浸式变压器的三维温度场建模[J];嘉兴学院学报;2010年S1期
6 杨体;;变压器无载分接开关的故障及其检测与调试[J];电工技术;2000年01期
7 ;变压器绕组温度光纤监测系统[J];农村电气化;2001年05期
8 文定都;;变压器绕组匝数测定的探究[J];湖南冶金职业技术学院学报;2003年03期
9 苏金福;变压器直流电阻试验分析[J];变压器;2005年08期
10 周建平,倪钱杭,袁华明;一起变压器绕组变形的诊断及处理[J];高电压技术;2005年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁亚峰;陈伟根;苏小平;李孟励;;基于数值模拟的变压器绕组温度分布计算方法[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
2 刘群兴;;变压器绕组热阻-时间特性的动态同步测试[A];中国电子学会可靠性分会第十四届学术年会论文选[C];2008年
3 王晓晖;张喜乐;梁贵书;崔翔;;基于网络函数的VFTO下变压器绕组过电压的计算[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
4 蔡涵颖;;秦山核电有限公司主变状态维修实践应用[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第3册)[C];2009年
5 张德金;;变压器的常见故障分析及处理[A];山东电机工程学会第四届供电专业学术交流会论文集[C];2007年
6 桂顺生;金之俭;王丰华;;轴向预紧力对变压器绕组固有频率的影响[A];08全国电工测试技术学术交流会论文集[C];2008年
7 李加存;;变压器出口短路故障的分析与处理[A];华东六省一市电机(电力)工程学会输配电技术研讨会2005年年会论文集[C];2005年
8 贺以燕;;变压器冲击试验的发展、原理、标准与实践[A];08全国电工测试技术学术交流会论文集[C];2008年
9 孙贝贝;刘连光;;基于振动信号的变压器直流偏磁监测系统的设计[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(中册)[C];2008年
10 咸日常;邹旭;逯怀东;;大型变压器承受短路冲击后故障特征与现场修复[A];华东六省一市电机工程(电力)学会输配电技术研讨会2002年年会山东电机工程学会交流论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 郭孜;中铝洛铜两科研项目填补国内空白[N];中国有色金属报;2006年
2 霍州煤电木瓜煤矿 贾云胜;矿用变压器常见故障分析[N];山西科技报;2006年
3 ;用于电感、变压器绕组的覆膜铜片[N];中国有色金属报;2003年
4 江西 杨利明;飞科FS-901电动递须刀常见故障检修[N];电子报;2009年
5 记者 陈向阳;南网换流变压器现场修复技术获突破[N];中国电力报;2006年
6 ;工作原理及故障检修实例[N];电子报;2006年
7 闵永有马卫华 谭春华 朱丹丹 张剑利;首台1000千伏变压器完成安装试验[N];国家电网报;2008年
8 国电华北电力设计院工程有限公司 张纯岗;国外两种零序差动保护介绍[N];机电商报;2006年
9 山东 王锡涛;15分钟,争速抢救UPS[N];电脑报;2004年
10 山东 杨修山;两款超力通手机充电器电路简介与故障检修[N];电子报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许中荣;变压器绕组固体绝缘中微气泡放电机理与寿命分析[D];重庆大学;2010年
2 张喜乐;VFTO对电力变压器影响的时域仿真计算及实验研究[D];华北电力大学(河北);2008年
3 高有华;雷电冲击和快速暂态过电压对GIS及相连设备影响的研究[D];沈阳工业大学;2004年
4 梁贵书;陡波前过电压下变压器的建模及快速仿真算法研究[D];华北电力大学(河北);2008年
5 刘云鹏;电力变压器局部放电的电气定位及诊断[D];华北电力大学(河北);2005年
6 旷建军;开关电源中磁性元件绕组损耗的分析与研究[D];南京航空航天大学;2007年
7 潘翀;电力变压器绝缘故障诊断技术及热状态参量预测模型研究[D];重庆大学;2009年
8 吴书有;基于振动信号分析方法的电力变压器状态监测与故障诊断研究[D];中国科学技术大学;2009年
9 李洪奎;大型电力变压器绕组短路强度与稳定性研究[D];沈阳工业大学;2011年
10 曹惠玲;电气设备相变降温的应用基础研究[D];天津大学;1998年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 洪刚;基于振动法的变压器绕组及铁心状态监测与故障诊断方法研究[D];西安理工大学;2010年
2 李晓玉;电力变压器大电流连续式绕组环流分析与换位设计[D];沈阳工业大学;2008年
3 刘凯;新型电力变压器绕组直流电阻速测仪的研制[D];武汉大学;2004年
4 杨帆;变压器抗短路能力现场校核方法的研究[D];华北电力大学(河北);2008年
5 李强;基于短路电抗分析的变压器绕组变形在线监测的研究[D];西南交通大学;2005年
6 吕应刚;VFTO作用下变压器绕组中过电压计算的研究[D];华北电力大学(河北);2008年
7 梁利辉;VFTO下变压器绕组电位分布计算软件的研究与开发[D];华北电力大学(河北);2009年
8 孙海峰;VFTO作用下变压器绕组中波过程及谐振研究[D];华北电力大学(河北);2005年
9 李晛;基于神经网络的电力变压器安全风险分析和评价研究[D];北京交通大学;2008年
10 周盛;变压器直流偏磁问题的场路耦合算法[D];华北电力大学(北京);2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026