本文關鍵詞：油浸式變壓器的鐵芯損耗特征與光纖Bragg光柵在線監(jiān)測研究

  更多相關文章： 油浸式變壓器 鐵芯損耗 光纖Bragg光柵 在線監(jiān)測 有限元分析

【摘要】：油浸式變壓器工作時的可靠性很大程度上關系到電網設備和電網運行的高效性和安全性。而半數(shù)以上的變壓器故障都是因為過熱性故障,過熱性故障將使其內部結構喪失原有的絕緣能力,最終決定變壓器壽命。本文結合GB/T1094.2電力變壓器第2部分：溫升和GB/T1094.7電力變壓器第7部分：油浸式電力變壓器負載導則,設計一種能夠用于油浸式變壓器鐵芯溫度的光纖光柵監(jiān)測系統(tǒng),為油浸式變壓器內部溫度監(jiān)測提供一種可行的直接監(jiān)測方法。本文通過對鐵芯損耗進行分類計算,建立鐵損的熱特征模型。利用光纖傳感對油浸式變壓器鐵芯的表面溫升進行監(jiān)測,對比研究鐵芯溫升表現(xiàn)出來的熱特征。課題主要內容如下：(1)分析鐵芯的損耗組成部分：渦流損耗、磁滯損耗和附加損耗。根據鐵芯參數(shù)結合電磁感應定律、閉合磁路全電流定律和焦耳定律計算工程上鐵芯空載損耗的數(shù)學關系。通過建立鐵芯的仿真模型,進行有限元分析仿真計算鐵芯的熱點位置和溫升范圍,為傳感器安裝位置提供可靠的參考依據。(2)針對SFZ 11-10000/35型變壓器結構特點,設計適用于鐵芯表面溫度傳感的光纖傳感器、耦合器和貫通器。研究分析了光纖傳感結構、原理和數(shù)學模型。確保在實現(xiàn)對變壓器鐵芯表面溫度的直接檢測的同時,不會引入有源器件和金屬部件,從根本上消除在強電磁環(huán)境中的有源傳感誤差和金屬部件尖端放電對變壓器絕緣性的影響。并對傳感器進行溫循疲勞測試,分析老化數(shù)據得到測試前后傳感器性能變化情況,確保傳感器在工程應用中的重復性、穩(wěn)定性。(3)結合AN SYS仿真結果和光纖傳感原理制定合理的監(jiān)測方案并搭建光纖傳感網絡,進行實際工程安裝。在變壓器裝箱充油前對監(jiān)測系統(tǒng)進行故障排查和測試。(4)根據試驗的溫升限值,進行周期為17個半小時的溫升試驗,并對采集的數(shù)據進行溫升分析,研究不同試驗項目對鐵芯表面溫升的影響,通過數(shù)值擬合得到溫升特征,也驗證模擬仿真的有效性,實現(xiàn)油浸式變壓器鐵芯表面溫度的光纖監(jiān)測。
【關鍵詞】：油浸式變壓器 鐵芯損耗 光纖Bragg光柵 在線監(jiān)測 有限元分析
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM411
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景與意義10-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 變壓器溫度場研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 變壓器光纖監(jiān)測研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 主要研究內容16-18
• 第二章 變壓器鐵芯結構特征與熱損分析18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 變壓器鐵芯分析18-21
• 2.2.1 鐵芯的分類18-19
• 2.2.2 鐵芯片接縫疊積19
• 2.2.3 鐵芯噪聲19
• 2.2.4 鐵芯接地19-20
• 2.2.5 鐵芯的空載特性20-21
• 2.3 油浸式變壓器的鐵芯損耗21-26
• 2.3.1 渦流損耗23-24
• 2.3.2 磁滯損耗24-25
• 2.3.3 附加鐵損25-26
• 2.4 鐵芯熱點位置與溫升范圍26-28
• 2.5 本章小結28-30
• 第三章 FBG溫度傳感器研制與長期穩(wěn)定性研究30-40
• 3.1 引言30
• 3.2 FBG傳感工作原理30-33
• 3.3 FBG溫度傳感器的傳感結構33
• 3.4 FBG溫度傳感模型與穩(wěn)定性研究33-38
• 3.4.1 FBG溫度傳感模型33-34
• 3.4.2 FBG溫度傳感器的穩(wěn)定性研究34-38
• 3.5 本章小結38-40
• 第四章 油浸式變壓器鐵芯溫度光纖監(jiān)測40-48
• 4.1 引言40
• 4.2 油浸式變壓器鐵芯表面溫度FBG監(jiān)測方案的制定40-41
• 4.3 油浸式變壓器鐵芯表面溫度FBG傳感網絡的布設41-44
• 4.3.1 傳感器監(jiān)測的拓撲結構41-42
• 4.3.2 FBG溫度傳感器布設安裝工程42-43
• 4.3.3 FBG溫度傳感器的系統(tǒng)原理43-44
• 4.4 光纖器件及其他設備44-47
• 4.4.1 光纖的連接方法44-45
• 4.4.2 光纖監(jiān)測系統(tǒng)需要的其他設備45-47
• 4.5 本章小結47-48
• 第五章 鐵芯溫度FBG監(jiān)測數(shù)據采集分析48-56
• 5.1 引言48
• 5.2 溫升試驗48-49
• 5.3 數(shù)據采集49
• 5.4 油浸式變壓器鐵芯表面溫度的計算方法與數(shù)據分析49-54
• 5.4.1 鐵芯表面溫度的光纖檢測計算方法49-50
• 5.4.2 鐵芯表面溫度數(shù)據監(jiān)測與分析50-54
• 5.5 本章小結54-56
• 第六章 工作總結與展望56-58
• 6.1 工作總結56
• 6.2 工作展望56-58
• 致謝58-60
• 參考文獻60-65

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本文編號：874429