本文關(guān)鍵詞：變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測的光聲光譜法研究

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【摘要】：電網(wǎng)運行的可靠性和安全性越來越受到社會的廣泛關(guān)注,電氣設(shè)備故障,尤其是大型電力變壓器故障,一直是影響整個電網(wǎng)正常工作的重要因素,而變壓器故障較為全面的早期預(yù)防與診斷主要是依靠對變壓器油中溶解氣體的成分與含量進行分析。目前針對此類氣體的在線監(jiān)測技術(shù)有很多種,然而較為新穎的光聲光譜技術(shù)相對于傳統(tǒng)方式具有靈敏度高、選擇性好及檢測范圍廣等特點,在變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用具有巨大潛力,因此,對基于光聲光譜法的氣體監(jiān)測技術(shù)進行研究是十分有意義的。論文從氣體紅外吸收理論與光聲光譜原理出發(fā),實現(xiàn)了氣體監(jiān)測系統(tǒng)的搭建,并對光聲光譜氣體監(jiān)測技術(shù)進行了系統(tǒng)地分析與研究。論文主要工作內(nèi)容包括:(1)闡述了紅外吸收光譜理論及光聲效應(yīng)產(chǎn)生機理,給出了光聲池內(nèi)的聲場分布表達式,推導(dǎo)出了光聲電壓信號、氣體濃度及光功率之間的正比例關(guān)系,并分析了采用光聲光譜技術(shù)檢測氣體濃度的基本原理與方法。(2)根據(jù)氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計原則,對監(jiān)測系統(tǒng)的組成部件進行了分析和選擇,搭建了監(jiān)測系統(tǒng)的實驗平臺,并對系統(tǒng)的噪聲源及其控制措施進行了探討。(3)對光聲池中的光聲信號分布進行了建模,得出了光聲池各參數(shù)的理論公式,并對其進行仿真計算得出了光聲池各參數(shù)與光聲池各尺寸的關(guān)系。同時確定了光聲池的基本尺寸,使用COMSOL Multiphysics 5.0對光聲信號的分布和共振特性進行了模擬,并對光聲池進行了設(shè)計與制作。(4)實驗分析了C2H4的紅外吸收特性與CO2激光譜線的關(guān)系,研究了C2H4的光聲光譜檢測特性。通過實驗確定了光聲池各參數(shù),并通過測量光聲池中的各類噪聲,計算出了系統(tǒng)的最低檢測極限為20.1ppb。最后對C2H4濃度進行了定量分析和信號重復(fù)性研究。系統(tǒng)通過采用光聲光譜技術(shù),實現(xiàn)了低濃度C2H4的監(jiān)測,同時通過實驗證明了系統(tǒng)可以對氣體濃度進行較為準確的檢測,并能長期穩(wěn)定的工作。
【關(guān)鍵詞】：光聲光譜 在線監(jiān)測 變壓器 光聲池 乙烯氣體
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM407
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測的研究背景9-11
• 1.2 基于光聲光譜技術(shù)的氣體監(jiān)測發(fā)展概況11-13
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容13-14
• 2 基于光聲光譜技術(shù)的氣體檢測理論14-22
• 2.1 氣體的紅外吸收特性14-16
• 2.2 氣體的光聲檢測原理16-19
• 2.3 光聲光譜氣體檢測方法19-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 3 變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計22-34
• 3.1 氣體監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計原則22-23
• 3.2 氣體監(jiān)測系統(tǒng)的搭建23-31
• 3.3 氣體監(jiān)測系統(tǒng)的噪聲分析與控制31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 4 光聲池的設(shè)計優(yōu)化及模擬仿真34-48
• 4.1 光聲池的設(shè)計原則與整體結(jié)構(gòu)34-35
• 4.2 縱向共振光聲池的模擬與分析35-45
• 4.3 光聲池窗.與整體制作45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 5 實驗結(jié)果與分析48-63
• 5.1 C_2H_4的紅外吸收特性48-52
• 5.2 C_2H_4的光聲光譜檢測特性52-56
• 5.3 光聲光譜監(jiān)測系統(tǒng)的性能分析56-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 6 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 全文總結(jié)63-64
• 6.2 課題展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-70
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄70

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王宏成;;光聲光譜技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J];儀表工業(yè);1981年01期

2 ;激光光聲光譜中差動式光聲池的研制[J];上海金屬.有色分冊;1982年03期

3 云玉新;陳偉根;孫才新;潘，

本文編號：1122296