【摘要】：換流變壓器作為高壓直流輸電的重要裝置,保證換流變壓器的穩(wěn)定正常工作對于增加電網(wǎng)的安全性具有十分重要的意義。但是近些年來,換流變壓器發(fā)生故障的次數(shù)較多,對于直流輸電的正常運(yùn)行造成較大負(fù)擔(dān)。換流變壓器長期工作,直流與交流的復(fù)合電壓需要同時(shí)施加在其閥側(cè)繞組。針對換流變壓器來說,油紙絕緣局部放電的復(fù)雜程度與電力變壓器相比有較大的不同,因此兩者的缺陷發(fā)展程度評估存在著明顯區(qū)別。局部放電作為換流變壓器絕緣性能評判的主要標(biāo)準(zhǔn),能夠有效地得到變壓器的工作狀態(tài)。因此,換流變壓器對于直資流輸電系統(tǒng)的正常工作起到重要作用,其油紙絕緣的診斷有著十分重要的意義。目前對于復(fù)合電壓下的局部放電波形特征研究較少,因此對于局部放電的單個(gè)波形的幾何特征進(jìn)行研究,對于提高缺陷發(fā)展階段的劃分準(zhǔn)確率有積極影響。為了模擬換流變壓器的工作環(huán)境,探究其油紙絕緣缺陷的發(fā)展規(guī)律并且與單個(gè)波形的幾何特征的關(guān)聯(lián)性,本文搭建了油紙絕緣局部放電的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),包括球板模型和針板模型,實(shí)驗(yàn)材料預(yù)處理系統(tǒng)及脈沖電流法檢測系統(tǒng)。本實(shí)驗(yàn)使用恒壓法的加壓方式,探究了復(fù)合電壓下油紙絕緣缺陷的發(fā)展過程,使用無感電阻和示波器對局部放電的電壓波形進(jìn)行采集,研究了交直流電壓比例為1:1的不同缺陷發(fā)展階段的單個(gè)波形的幾何特征。本文通過示波器得到單個(gè)局部放電波形,對單個(gè)波形的幾何特征進(jìn)行分析,構(gòu)成最大幅值分布圖,單個(gè)波形總時(shí)間分布圖和最大幅值時(shí)間所占比例分布圖。通過分析每個(gè)時(shí)間段內(nèi)的局部放電平均值與構(gòu)成特性,研究每個(gè)放電階段中各個(gè)物理量的變化特性。對每一個(gè)分布圖提取了方差、平均值、陡峭度與偏斜度四種特征量,然后利用K-means算法將整個(gè)缺陷發(fā)展過程進(jìn)行聚類,對球板模型和針板模型油紙絕緣的缺陷發(fā)展程度進(jìn)行劃分,將缺陷發(fā)展程度分為缺陷發(fā)展起始、缺陷發(fā)展中期和缺陷發(fā)展后期三個(gè)階段,波形幾何特征的特征量具有明顯差異。通過三個(gè)三維分布圖可以看出,在每個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi),單個(gè)波形的幾何特征的分散性也具有一定的規(guī)律性。與球板模型相比,針板模型得到的幾何參數(shù)具有更高的隨機(jī)性。結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,我們可以利用特征量對油紙絕緣缺陷的發(fā)展程度進(jìn)行判斷。研究結(jié)果為換流變壓器缺陷發(fā)展程度評估提出一種新的方法。
【圖文】：

（１）脈沖電流法逡逑根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ＩＥＣ６０２７０，脈沖電流法是檢測變壓器局部放電的主要手段，逡逑原理如圖１．２所示，當(dāng)局部放電出現(xiàn)在試品（＾時(shí)，試品兩端會(huì)出現(xiàn)脈沖電逡逑流，脈沖電流便將流經(jīng)耦合電容Ｃｋ，在耦合電容上出現(xiàn)一個(gè)瞬時(shí)的電壓變逡逑化，，即脈沖電壓Ａｆ／。依據(jù)對脈沖電壓的采集與處理，進(jìn)而獲取局部放電的逡逑基本特征量。脈沖電流法是對局部放電信號中的低頻部分進(jìn)行測量，多集中逡逑于１０ＭＨｚ以下，來避免無線電對它的干擾。逡逑二二邋ｃｋ逡逑Ｃｘ邋Ｉ邋示波器逡逑＞邋Ｚｄ逡逑圖１．２脈沖電流法原理圖逡逑脈沖電流法的測量回路包括直接法測量回路和平衡法測量回路，直接逡逑法測量回路又包括并聯(lián)法測量回路與串聯(lián)法測量回路。具體的測量回路如下逡逑圖所示。其中因?yàn)榇罅侩姎庠O(shè)備無法與地?cái)嚅_，所以并聯(lián)法測量線路在實(shí)際逡逑中廣泛應(yīng)用。但是因?yàn)樵摲椒〞?huì)產(chǎn)生較大的工頻電流進(jìn)而使檢測阻抗燒毀，逡逑并且在測試儀器上會(huì)產(chǎn)生過電壓的危險(xiǎn)。串聯(lián)法測量回路通常使用在小電容逡逑的被測設(shè)備上

圖１．５平衡法測量回路逡逑（２）特高頻法逡逑當(dāng)油紙絕緣在較小區(qū)域內(nèi)發(fā)生局部放電的時(shí)候，局部放電的發(fā)展很快，逡逑產(chǎn)生頻率較高的脈沖電流，所發(fā)射的電磁波頻率可以高達(dá)數(shù)ＧＨｚ。特高頻逡逑是在２０世紀(jì)８０年代開始使用在ＧＩＳ的局部放電檢測中，并在后來被逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM855

【參考文獻(xiàn)】

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1 齊偉強(qiáng);李儉;陳柏超;袁佳歆;鐘永恒;;基于COMSOL的變壓器中超聲波傳播特性[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年S2期

2 李金忠;張喬根;李原;文韜;郭銳;;油紙絕緣局部放電脈沖參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析與老化狀態(tài)診斷技術(shù)[J];高電壓技術(shù);2015年11期

3 李軍浩;韓旭濤;劉澤輝;李彥明;;電氣設(shè)備局部放電檢測技術(shù)述評[J];高電壓技術(shù);2015年08期

4 金福寶;周遠(yuǎn)翔;劉澤洪;黃猛;盧理成;沙彥超;;交直流復(fù)合電場下油紙絕緣沿面放電過程特性[J];高電壓技術(shù);2015年06期

5 齊波;魏振;高怡;李成榕;張曉涵;左健;;不同比例交直流復(fù)合電場作用下油紙絕緣內(nèi)部氣隙放電的特征[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年12期

6 魏振;齊波;左健;李成榕;;基于局部放電圖像特征的換流變壓器油紙絕緣缺陷診斷方法[J];電網(wǎng)技術(shù);2015年04期

7 池明赫;陳慶國;王新宇;王永紅;魏新勞;;溫度對復(fù)合電壓下油紙絕緣電場分布的影響[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年06期

8 齊波;魏振;李成榕;張曉涵;李峰;王紅斌;;交直流復(fù)合電壓作用下油紙絕緣典型缺陷放電現(xiàn)象及特征[J];高電壓技術(shù);2015年02期

9 杜杰;程瑛穎;周峰;肖冀;楊華瀟;王謙;郝建;;油紙絕緣沿面放電小波矩特征信息提取及其過程劃分[J];高壓電器;2015年01期

10 齊波;魏振;李成榕;張曉涵;高怡;;交流與直流電壓比例對油紙絕緣內(nèi)部氣隙放電特性影響分析[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年01期

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1 謝軍;變壓器油紙絕緣局部放電劣化規(guī)律及診斷方法[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

2 尚海昆;電力變壓器局部放電信號的特征提取與模式識(shí)別方法研究[D];華北電力大學(xué);2014年

本文編號：2643311