收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

换流变压器绕组冲击电压下短路故障模拟与诊断方法

普子恒  
【摘要】:换流变压器是特高压直流输电系统最重要的设备之一,其运行可靠性和稳定性直接影响整个直流输电系统的正常运行。虽然换流变压器出厂前都通过了试验考核,但在运输和安装过程中可能造成损伤,且更高电压等级、更大容量的换流变压器可能需要现场组装,必须在现场对换流变压器的绝缘性能进行严格的考核。冲击耐压试验是绝缘考核的主要方法之一,存在的主要问题是现有的故障诊断方法灵敏度有限,难以判断微小故障和故障类型,现场检修十分困难。换流变压器故障情况的试验数据不足,难以深入研究故障诊断方法,而利用换流变压器模拟故障进行试验研究周期长、代价高,且有效数据不易获取。因此,根据换流变压器结构,设计缩比模型并建立合理的仿真模型模拟不同故障情况,研究冲击耐压下的故障诊断方法,为换流变压器冲击电压下故障诊断提供参考依据,具有重要的理论和工程应用价值。利用仿真模拟故障研究诊断方法的关键在于仿真模型能否反映换流变压器绕组的电气特性。目前,绕组冲击电压下的仿真模型主要有集中参数模型、分布参数模型和集中-分布参数混合模型,主要用于研究雷电冲击下绕组的电压分布、高频脉冲信号在绕组中的传播过程等,但由于测量困难,对于大型变压器的仿真结果缺乏试验验证,模型的准确性难以确认。针对上述问题,本文基于相似理论设计制造了换流变压器的缩比模型,模拟不同绕组故障进行冲击耐压试验研究,并建立了改进分布参数模型,对不同故障情况进行仿真研究,提出了基于学习矢量量化网络的故障诊断方法。本文的研究成果可为特高压换流变压器冲击耐压试验的故障诊断提供参考,主要内容及取得的成果如下:(1)建立了双绕组多导体传输线模型和改进的分布参数模型。对绕组分布参数进行了求解,推导了分布参数矩阵的简化方法。以一个内屏蔽式绕组为例进行了雷电冲击下绕组电压分布仿真计算,研究了副边绕组对原边绕组电压分布的影响,对两种模型的计算结果进行对比分析。(2)根据相似理论对换流变压器的缩比公式进行了推导,以简化的双绕组变压器模型为例,设计缩比模型,对缩比模型和原模型在相似激励下的电场和磁场分布进行仿真研究,利用MTL模型计算缩比模型与原模型在相似冲击电压下的绕组电压波形,结果表明缩比模型和原模型的计算结果误差在5%以内,验证了缩比公式的有效性。设计制造了比例约为1/5的具有特高压换流变压器绕组典型结构的缩比模型。(3)在换流变压器缩比模型上利用抽头引出线模拟故障情况,进行冲击耐压试验研究。通过试验测量了雷电冲击下和操作冲击下的绕组电压分布;模拟匝间金属短路、匝间间隙放电和对地短路等故障,获得了典型故障情况下的绕组首端电压和中性点电流波形,并对不同故障下的波形特点进行了对比分析。结果表明雷电冲击下,短路匝数较少时难以通过电压电流波形判断是否发生故障,也无法判断故障类型。(4)对模拟故障情况下的试验数据进行分析,结果表明传递函数分频段的相关系数可以表现故障特征。在故障数据中随机选取训练样本和测试样本,利用遗传算法对学习矢量量化网络的初始权值向量进行优化,然后利用训练样本对学习矢量量化网络进行训练,训练完成后利用测试数据进行测试,除去难以分辨的短路1匝故障,正确率达到98.2%,验证了故障诊断方法的有效性。(5)根据缩比变压器的结构尺寸建立仿真模型,计算了冲击电压下的绕组电压波形,与试验波形进行了对比分析,验证了仿真模型的有效性。利用此模型模拟了更全面、差异更小的故障数据,利用模拟间隙放电故障的仿真数据对优化后的学习矢量量化网络进行训练与测试,诊断结果完全正确,表明所提出的诊断方法可以有效的判断不同故障类型。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;西电西变为酒泉-湖南±800kV特高压输电工程打造成功14台国产容量最大的换流变压器[J];变压器;2017年04期
2 张扬;;换流变压器绝缘技术研究与应用达国际先进水平[J];中国设备工程;2017年11期
3 ;中国西电研制成功国产容量最大的换流变压器[J];设备管理与维修;2016年10期
4 师曌;;特高压换流变压器现场局部放电实验干扰源分析及应对措施[J];科学中国人;2017年20期
5 李毅;崔学龙;陈亮;;贵广Ⅰ回直流系统换流变压器冷却器的节能研究[J];南方电网技术;2013年05期
6 李玉玺;卢西;;±800kV换流变压器现场安装技术[J];云南电力技术;2011年03期
7 ;西电西变研制成功特高压换流变压器[J];变压器;2010年06期
8 ;国产容量最大的换流变压器研制成功[J];电源世界;2010年08期
9 ;常州西变±800kV直流换流变压器通过验收[J];变压器;2010年08期
10 陈宗器;;漫谈换流变压器[J];电气技术;2010年11期
11 ;世界首台800kV换流变压器的主体安装结束[J];变压器;2010年11期
12 ;天威保变第三台换流变压器一次试验成功[J];变压器;2009年01期
13 王晓京;;采用双变压器并联解决±660kV超大容量换流变压器的运输和制造的可行性[J];电力设备;2008年06期
14 李季;罗隆福;许加柱;李勇;刘福生;;新型换流变压器及其滤波系统的数学模型与仿真计算[J];电工技术学报;2007年05期
15 陈志伟;孙优良;刘玉仙;;浅谈±800kV换流变压器[J];电气制造;2007年09期
16 文闿成;;换流变压器的技术要求(上)[J];变压器;1996年02期
17 文闿成;;换流变压器的技术要求(下)[J];变压器;1996年03期
18 尹克宁;;换流变压器(上)[J];变压器;1985年06期
19 叶蜚誉,方敏;换流变压器的绝缘特点和试验的特殊要求[J];高电压技术;1988年01期
20 葛洲坝换流站调试领导小组;葛洲坝换流站换流变压器的充电试验[J];华中电力;1989年02期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 张林;蒋延超;孙刚;谷德林;;换流变压器噪声特性及控制方法研究[A];中国声学学会2006年全国声学学术会议论文集[C];2006年
2 欧镜锋;;换流变压器重瓦斯动作分析及预防措施[A];中国电机工程学会第十三届青年学术会议论文摘要集[C];2014年
3 孙建斌;高建国;陈跃华;;发电厂、超高压换流站噪声治理综述[A];全国环境声学学术讨论会论文集[C];2007年
4 张杰;;混合电场作用下换流变压器阀侧绕组电场分析[A];广东省水力发电工程学会2012年获奖优秀科技论文集[C];2012年
5 陈志伟;白保东;陈德志;;关于换流变压器直流偏磁形成机理及一种新型抑制措施的研究[A];第十一届沈阳科学学术年会暨中国汽车产业集聚区发展与合作论坛论文集(信息科学与工程技术分册)[C];2014年
6 王忠君;白保东;柴文萍;张泽明;;换流变压器与电力变压器比较分析与发展前景[A];第十二届沈阳科学学术年会论文集(理工农医)[C];2015年
7 池明赫;陈庆国;高源;魏新劳;王永红;;电场下油流带电特性及其对击穿电压的影响[A];第十三届全国工程电介质学术会议论文集[C];2011年
8 樊小鹏;李丽;刘嘉文;;±500kV换流站噪声污染分析及控制措施研究[A];第二十七届全国振动与噪声应用学术会议论文集[C];2016年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 普子恒;换流变压器绕组冲击电压下短路故障模拟与诊断方法[D];武汉大学;2015年
2 张杰;新型换流变压器故障建模及保护原理研究[D];湖南大学;2010年
3 许加柱;新型换流变压器及其滤波系统的理论与应用研究[D];湖南大学;2007年
4 邵鹏飞;感应滤波换流变压器的绕组振动研究[D];湖南大学;2013年
5 刘俊华;感应滤波换流变压器振动特性研究[D];湖南大学;2017年
6 李建英;集成多绕组感应滤波换流变压器运行特性和电磁特性研究[D];湖南大学;2016年
7 尚荣艳;新型换流变压器及其滤波系统对直流输电换相的影响研究[D];湖南大学;2008年
8 朱红萍;感应滤波换流变压器及直流调制改善交流系统稳定性研究[D];湖南大学;2012年
9 李冬雪;换流变压器阀侧、网侧绕组的电场特性研究[D];沈阳工业大学;2012年
10 王永红;换流变压器油纸绝缘击穿特性[D];哈尔滨理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 秦仲阳;换流变压器瞬态电场及绝缘材料特性研究[D];沈阳工业大学;2018年
2 张冬怡;换流变压器空载合闸涌流特性及抑制方法研究[D];华南理工大学;2018年
3 洪汉隆;直流偏磁下新型换流变压器铁心磁场与绕组振动研究[D];华侨大学;2018年
4 郭鹏鸿;±600kV换流变压器绝缘结构研究[D];山东大学;2017年
5 王明胜;±320kV柔性直流换流变压器主纵绝缘及漏磁场研究[D];山东大学;2017年
6 夏聆峰;换流变压器涌流问题研究[D];昆明理工大学;2016年
7 刘光辉;ZZDFPZ-363400/500-400换流变压器关键技术研究[D];山东大学;2016年
8 刘涛;新型换流变压器中直流偏磁对绕组振动的仿真研究[D];湖南大学;2013年
9 王智勇;直流偏磁下新型换流变压器运行特性仿真研究[D];湖南大学;2010年
10 李佳欣;材料特性对换流变压器主绝缘电场影响的仿真研究[D];哈尔滨理工大学;2017年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 邱雷鸣;一切为了产品的优质交付[N];国家电网报;2017年
2 黄艳渝 李明;复龙换流站极2低端换流变压器充电成功[N];华中电力报;2010年
3 通讯员 尹翔宇;衡变首台±500千伏直流换流变压器启运[N];中国电力报;2010年
4 黎晓阳 张鸣镝;±800千伏复龙站安装换流变压器[N];国家电网报;2010年
5 李杰;西电西变研制国产容量最大换流变压器[N];中国电力报;2010年
6 魏东 本报记者 李华;沈变六年推出35种世界级产品[N];中国企业报;2009年
7 记者 刘宇飞 刘宇鹏;世界首台800千伏换流变压器完成现场交接局部放电试验[N];国家电网报;2009年
8 张进;向—上工程800千伏直流设备均通过考核[N];国家电网报;2009年
9 张海志薛飞;我国换流变压器技术获重大突破[N];中国知识产权报;2008年
10 记者 陈蔷薇;新疆首台高端换流变压器下线[N];新疆日报(汉);2013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
  • 010-62982499
  • 010-62783978