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大型变压器状态监测与故障诊断技术

徐安定  
【摘要】:大型变压器是电力工业中的重要关键设备,其可靠运行涉及电力供应安全与否,对国民 经济发展与人民生活影响重大。开展大型变压器的运行状态监测与故障诊断技术研究和系统 应用,对于保证变压器长期、安全、可靠及高效运行,具有重要的理论意义和应用前景。 本论文结合嘉兴科技计划重点项目“大型变压器远程在线状态监测与故障诊断网络化技 术与系统研究”(项目编号:C21C4003470),开展了基于油中溶解气体分析方法(DGA)的变 压器状态监测与故障诊断研究。设计了嵌入式在线采集器获取溶解于油中的特征气体的浓 度。运用各种判据监测变压器的状态、诊断变压器是否发生故障及故障类型。在上述工作的 基础上构建了一个状态监测与故障诊断系统。 第一章分析了大型变压器状态监测与故障诊断的研究现状,论述了其发展趋势,结合具 体的项目,提出了本论文的主要研究任务。 第二章分析了变压器的特征气体产生的原因及其与故障之间的关系,给出了基于DGA 的变压器监测与故障诊断的方法,设计了一个基于DGA技术变压器状态监测与故障诊断系 统。 第三章介绍了大型变压器状态监测与故障诊断中常用特征传感器的原理,分析各种传感 器的特点,给出了传感器的选择与应用的建议。设计了氢敏气体传感器预处理电路,实现多 通道,高精度特征气体采样数模转换接口电路。 第四章设计一个基于S3C4510B处理器的嵌入式数据采集器。移植uCOS-Ⅱ操作系统和 LWIP TCP/IP协议,实现了系统特征气体浓度数据采集功能和网络互联功能,扩展了LWIP 的应用层,使嵌入式数据采集器拥有WEB服务器功能和FTP客户端访问功能。 第五章给出结合遗传算法和BP算法的同时优化诊断网络结构和权重的改良的方法,应 用丁基于DGA的变压器故障诊断。对实际变压器特征气体数据进行了仿真验证,说明这种诊 断方法的可行性。最后设计分析变压器状态监测与故障诊断的系统的总体方案,给出了 MATLAB环境下综合运用多种基于DGA技术的故障诊断方法的编程实现。 第六章给出了全文的结论和后续工作的展望。


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