【摘要】：在電力系統(tǒng)中,變壓器非常重要,也是非常昂貴的設備。其主要實現(xiàn)電能的分配、電壓的轉(zhuǎn)化以及轉(zhuǎn)移的作用。電力系統(tǒng)安全與否、供電性能是否可靠、運行是否經(jīng)濟與變壓器有著直接的關(guān)系。當變壓器發(fā)生故障時,由于其體積龐大、完全密封,工作中很難快速判定其故障類型,這就為快速搶修、恢復運行帶來了極大的困難。有鑒于此,本文設計了一套針對變壓器油的在線監(jiān)測系統(tǒng),旨在通過研究變壓器油氣分離出的幾種特征氣體,運用三比值法判斷其故障類型,同時在上位機中實現(xiàn)報警。本文系統(tǒng)地闡述了變壓器油在線監(jiān)測系統(tǒng)的相關(guān)理論,包括變壓器油氣分離技術(shù)的研究現(xiàn)狀和根據(jù)變壓器油氣判斷故障類型的發(fā)展現(xiàn)狀等。本文首先對變壓器油在線監(jiān)測系統(tǒng)的總體設計思路和硬件電路設計做了介紹,核心硬件選用TM8變壓器在線色譜分析儀和MK60DN512ZVLQ10型單片機,詳細介紹了各個硬件的原理并繪制了電路圖。其次,根據(jù)系統(tǒng)需要設計了與硬件電路相匹配的軟件系統(tǒng),主要包括系統(tǒng)初始化模塊、油中氣體及微水采集模塊、上位機應答模塊,其中單片機與傳感器以及單片機與上位機之間的通訊均采用MODBUS通訊協(xié)議。最后,針對已經(jīng)裝有TM8變壓器在線色譜分析儀的企業(yè)進行故障數(shù)據(jù)收集,并用ptoteus軟件所仿真出的系統(tǒng)監(jiān)測單元以及基于STC89C52型芯片所設計出的單片機進行驗證,根據(jù)系統(tǒng)診斷的故障類型與實際出現(xiàn)的故障類型相比對,從而驗證了實驗結(jié)果,確定了變壓器油在線監(jiān)測系統(tǒng)在故障診斷中的可行性。
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM407
【圖文】：

科學計劃維護系統(tǒng)通常不能很好地滿足電力生產(chǎn)的需求。因此，狀態(tài)檢修已進入到各供電企業(yè)的目光中。在這種情況下，可能會出現(xiàn)一類與檢測技術(shù)相新技術(shù)，要求該技術(shù)能夠和變壓器以并聯(lián)的方式運行，在變壓器的正常工作內(nèi)將它的實時情況進行反饋，并且在反饋得到的數(shù)據(jù)基礎上進行維護保養(yǎng)等計劃。有針對性的制定計劃，能夠縮短停電的時間，與此同時延長變壓器的年限，減少大量的人力成本和維護成本。狀態(tài)檢修還可以在設備在線運行時的發(fā)現(xiàn)局部故障和輕微故障，所以我們可以采取相關(guān)的措施對故障進行有目排查，將設備因此產(chǎn)生的損耗降到最低，減少了成本。有計劃的檢修制度可低工人的勞動強度，減少信息延遲和維護的復雜性，將傳統(tǒng)的監(jiān)測方法的弊少到最低限度，同時有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性[4,5]。通過遠程傳輸技術(shù)可以實時監(jiān)測到數(shù)據(jù)，使得設備得以集中監(jiān)控，同時提高作的效率。改變了傳統(tǒng)的現(xiàn)場值守模式，能夠?qū)⑾冗M的技術(shù)引進到電站監(jiān)測內(nèi)，這對于整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性來說具有積極意義[6]。智能變壓器狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)如圖 1 所示：

壓器都會遭到破壞。而且根據(jù)調(diào)查顯示，實際變壓器使用過程中也經(jīng)常出現(xiàn)鐵芯使用故障的現(xiàn)象[26]。5.分接開關(guān)故障在變壓器的正常運行過程中，分接開關(guān)出現(xiàn)故障也會導致整個變壓器處在不安全的環(huán)境內(nèi)，同時變壓器的電能質(zhì)量也受到它的制約。通常情況在變壓器有或者沒有負載工作的情況下都有分接開關(guān)故障的現(xiàn)象發(fā)生，但是在有負載的情況下發(fā)生故障的頻率要高得多，主要發(fā)生原因如下：1)觸頭部分松動、脫落或燒毀；2固定絕緣桿出現(xiàn)變形；3）油箱破損，漏油等[27]。6.油流帶電故障當變壓器出現(xiàn)油流帶電的情況時，會使得設備內(nèi)部的放電情況劇增，為正常情況的幾千倍不止。如果是大型設備出現(xiàn)這種情況，很可能引發(fā)嚴重后果，所以越來越多的學者開始重視起這一領(lǐng)域并進行相關(guān)的研究[28]。如上文中所述變壓器發(fā)生故障時的勵磁涌流波形如圖 2 和圖 3 所示,變壓器故障后產(chǎn)生的勵磁涌流波形如圖 4 和圖 5 所示：

當變壓器出現(xiàn)油流帶電的情況時，會使得設備內(nèi)部的放電情況劇增，為正常情況的幾千倍不止。如果是大型設備出現(xiàn)這種情況，很可能引發(fā)嚴重后果，所以越來越多的學者開始重視起這一領(lǐng)域并進行相關(guān)的研究[28]。如上文中所述變壓器發(fā)生故障時的勵磁涌流波形如圖 2 和圖 3 所示,變壓器故障后產(chǎn)生的勵磁涌流波形如圖 4 和圖 5 所示：圖 2 變壓器故障后產(chǎn)生的勵磁涌流波形 AFigure2 Magnetizing Inrush Waveform After Transformer Failure A

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 廖先澤;莊圣賢;施孟陽;;基于IEC 61850標準的變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計[J];電工電氣;2014年09期

2 孫明;盧萍;鄢陽;張亮;賀建軍;;智能變壓器在線監(jiān)測方案研究[J];水電能源科學;2013年01期

3 韓世軍;朱菊;;電力變壓器在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的研究[J];數(shù)字技術(shù)與應用;2012年10期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 高駿;電力變壓器故障診斷與狀態(tài)綜合評價研究[D];華中科技大學;2011年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 李雪云;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的變壓器多參數(shù)在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D];安徽理工大學;2017年

2 陳彥文;220kV油浸電力變壓器繞組變形在線診斷方法研究[D];沈陽工業(yè)大學;2017年

3 趙銳;智能變電站狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研究及設計[D];山東大學;2016年

4 李偉;110kV變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究[D];華北電力大學;2016年

5 左帆;智能變電站中主設備在線監(jiān)測系統(tǒng)研究與設計[D];東南大學;2016年

6 喬士（MWANI NTALE JULES）;智能變壓器在線監(jiān)測及故障診斷技術(shù)研究[D];華南理工大學;2016年

7 吳千里;一種變壓器綜合監(jiān)測故障診斷系統(tǒng)的開發(fā)與應用研究[D];華北電力大學;2015年

8 許金紅;智能變壓器在線監(jiān)測及診斷技術(shù)的應用研究[D];華北電力大學;2014年

9 喬麗威;基于振動分析方法的電力變壓器故障分析建模[D];華北電力大學;2014年

10 鄭東東;配電變壓器智能監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華北電力大學;2013年

本文編號：2788257