發(fā)布時間：2017-08-11 07:37

  本文關(guān)鍵詞：電力變壓器匝間絕緣故障數(shù)值仿真分析方法研究

  更多相關(guān)文章： 變壓器 內(nèi)部故障 匝間絕緣 數(shù)字仿真 有限元法 電氣特征

【摘要】：變壓器是電力系統(tǒng)重要設(shè)備之一,其匝間絕緣故障發(fā)生率較高,給電力系統(tǒng)帶來嚴重危害。若能在變壓器檢修前準確判斷故障性質(zhì)并確定故障點位置,就可以減少檢修人員的工作量及人力和物力的浪費。由于變壓器是通過磁場將一次線圈和二次線圈聯(lián)系在一起的強非線性模型,匝間絕緣故障機理復(fù)雜,因此對變壓器內(nèi)部故障認識不精確、不徹底已經(jīng)成為制約變壓器故障診斷發(fā)展的瓶頸。鑒于變壓器內(nèi)部故障的復(fù)雜性,本文對變壓器匝間絕緣故障的數(shù)值仿真進行了研究,詳細分析了故障變壓器的內(nèi)部磁場及繞組端部電氣量,以期為變壓器匝間絕緣故障的診斷及定位提供理論依據(jù)。利用ANSYS軟件建立變壓器正常狀態(tài)與故障狀態(tài)下的有限元模型,以便對故障變壓器的內(nèi)部磁場進行計算分析。提出了一種基于有限元模型的變壓器內(nèi)部磁場計算方法,并對變壓器不同位置發(fā)生不同程度的匝間絕緣故障時的磁場分布進行計算�；陔姶艌龅姆抡嬗嬎憬Y(jié)果,詳細分析了變壓器故障類型、程度及位置與變壓器內(nèi)部漏磁的關(guān)系。仿真分析表明：變壓器繞組發(fā)生故障的匝數(shù)越多,漏磁通越多；故障點越靠近繞組中部,磁場分布變化越明顯,這可為變壓器匝間絕緣故障的診斷及定位方法提供參考。為進一步研究變壓器匝間絕緣故障時的特征,并探索表征故障程度的電氣特征量,基于變壓器特征參數(shù)建立了匝間短路故障仿真模型,通過分析變壓器故障前后的電氣量變化規(guī)律獲取表征匝間絕緣故障的電氣特征參數(shù)。利用Matlab中Simulink模塊建立故障變壓器的仿真模型,對繞組在不同位置以及不同短路匝數(shù)情況下的變壓器端部電氣量進行仿真研究,并對所得電氣量進行諧波分析。仿真結(jié)果表明：故障繞組電壓幅值在故障時會有明顯下降,且其總諧波失真有大幅度上升。該結(jié)論可為變壓器匝間短路的在線診斷提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：變壓器 內(nèi)部故障 匝間絕緣 數(shù)字仿真 有限元法 電氣特征
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 課題研究背景及意義13-14
• 1.2 變壓器匝間絕緣故障產(chǎn)生原因14-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析15-19
• 1.3.1 變壓器匝間絕緣故障研究現(xiàn)狀及分析16-18
• 1.3.2 變壓器建模仿真研究現(xiàn)狀及分析18-19
• 1.4 本文研究內(nèi)容19-21
• 第2章 變壓器有限元模型建立與分析21-38
• 2.1 引言21
• 2.2 時諧電磁場理論21-24
• 2.2.1 時諧電磁場復(fù)數(shù)表示21-22
• 2.2.2 時諧電磁場介質(zhì)特性22-23
• 2.2.3 時諧電磁場邊界條件23-24
• 2.3 變壓器內(nèi)部磁場計算方法24-29
• 2.3.1 磁場計算的基本方法24-25
• 2.3.2 有限元法及其在電磁計算中的應(yīng)用25-29
• 2.4 有限元模型的建立29-33
• 2.4.1 基本原理29-31
• 2.4.2 二維實體模型31-32
• 2.4.3 模型網(wǎng)格劃分32-33
• 2.5 模型仿真分析33-37
• 2.5.1 磁場計算與分析33-36
• 2.5.2 正常變壓器繞組參數(shù)計算36-37
• 2.6 本章小結(jié)37-38
• 第3章 基于有限元模型的變壓器故障磁場分析38-51
• 3.1 引言38
• 3.2 匝間絕緣故障模型及繞組參數(shù)計算38-41
• 3.2.1 匝間絕緣故障模型38-39
• 3.2.2 匝間絕緣故障變壓器繞組參數(shù)計算39-41
• 3.3 變壓器漏磁場計算41-46
• 3.3.1 磁場計算原理42-43
• 3.3.2 匝間短路時變壓器磁場計算43-45
• 3.3.3 對地短路時變壓器磁場計算45-46
• 3.4 匝間絕緣故障變壓器磁場分析46-50
• 3.4.1 具體步驟46-47
• 3.4.2 結(jié)果分析47-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 面向電氣特征的變壓器匝間短路故障仿真51-66
• 4.1 引言51
• 4.2 變壓器模型參數(shù)計算51-53
• 4.3 變壓器數(shù)學(xué)模型53-54
• 4.4 變壓器繞組電氣量仿真54-65
• 4.4.1 模型建立54-55
• 4.4.2 仿真結(jié)果分析55-63
• 4.4.3 故障信號處理63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-68
• 參考文獻68-74
• 致謝74-75
• 附錄A (攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文)75-76
• 附錄B (攻讀學(xué)位期間參加的科研工作)76

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本文編號：654922