基于光纤光栅的变压器绕组温度监测系统

针对传统测温方法对变压器绕组温度监测效果不很理想的问题,设计了基于光纤光栅的变压器绕组温度监测系统,分析了光纤光栅传感原理,并对监测系统进行了硬件和软件的设计,利用搭建的试验光路,对监测系统进行了测试,试验结果表明采用光纤光栅作为温度检测器件,能够对变压器绕组温度进行精确测量。     

基于布拉格光纤传感的变压器绕组多次短路冲击应变

布拉格光纤光栅传感器（FBG）最重要的应用之一是在结构表面进行应变测量。为研究变压器绕组在短路冲击过程中的绕组受力情况,本文通过COMSOL软件建立试验变压器的短路冲击有限元模型,仿真得到理论电磁力,通过公式计算得到理论应变;进行了110kV真型变压器短路冲击试验,利用FBG传感器对绕组状态进行监测,观察其中心波长变化量,并通过光-力理论转换方程计算得到实际应变。将实际应变、理论应变进行对比分析,发现误差在5%以内,验证了可采用布拉格光纤传感法用于变压器绕组短路冲击应变检测的可行性和准确性。通过本次研究表明FBG传感器测量精准,可以通过这种方法对变压器绕组变形进行测量,具有较大的实际工程意义。     

光纤测量技术在变压器状态检测中的应用研究

实现对变压器等电力系统关键设备的状态检修,迫切需要强电场环境下的各种无损在线监测技术。本文重点论述了用于变压器的油温和线圈温度、绕组等振动、油溶解性气体分析、局放检测、输变电系统、高压开关气体压力等参数检测的的全光纤敏感传感器和传感器的应用。     

光纤复合式变压器电磁线的温度检测精度分析

针对目前大型变压器内部温度场精确测量的需求,为提升传统光纤测温的感知范围与测量精度,设计了一种光纤复合式变压器绕组测温方案,对于绕组与光纤之间各个部件的热量传递进行了建模,并采用有限元法对光纤测量的精度进行了数值计算。通过理论对比分析可知,根据所建立的热路模型由光纤测量温度可反推绕组附近绝缘纸等部件的精确温度,误差可控制在合理范围内,进一步提升了光纤测温的准确度与感知范围。     

变压器绕组光纤光栅温度传感器的优化设计

基于光纤光栅原理,研制了直接测量变压器绕组内部温度的光纤传感器,对传感器的封装工艺、材料进行了优化设计,解决了热力场和应力影响问题。经过温度标定实验,对光纤温度传感器进行了温度校准。现场实验表明,光纤温度传感器与电子传感器的测量温度能够保持较好的一致性和重复性,测量灵敏度小于0.1℃,测量精度可达到±0.5℃,满足变压器绕组内部温度的实时在线检测要求。     

变压器绕组变形的在线监测研究

在电力系统中,变压器是整体系统的关键设备,一台大型电力变压器出现问题就会导致大面积停电,会造成严重的经济损失。在线监测能够正确及时的对变压器绕组变形进行监测,及时发现事故隐患,延长变压器的实际使用寿命,很大程度的防止由于变压器绕组引起的大面积停电。因此,对变压器的安全性、稳定性和可靠性提出了更高的要求。变压器绕组变形的在线监测方法有多种,该文简述了变压器绕组变形的多种检测方法,并探讨了传递函数法在变压器绕组变形在线监测中的应用。     

基于复Morlet小波变换的变压器绕组模态参数辨识

为了较为准确识别变压器绕组非线性系统的模态参数,对某10 kV变压器绕组进行了激振实验.基于实验数据,采用复Morlet小波变换法对变压器绕组固有频率及阻尼比进行辨识,并使用最小二乘法进一步对变压器绕组的对应振型进行了识别,得到了绕组的前4阶固有频率、阻尼比及振型.计算结果表明,实验用变压器绕组的各阶固有频率均远离电动力激励频率,各阶固有频率对应的振型呈现出较好的对称性,说明绕组结构设计较为合理.与PolyMax法进行比较,结果验证了基于复Morlet小波变换的识别方法对包括振型在内的变压器绕组模态参数识别的有效性和实用性.     

纳秒脉冲法与频响法检测变压器绕组变形对比研究

为了能够检测电力变压器绕组的微小缺陷,提高压器绕组变形检测的灵敏度,降低误判率,该文设计并研制了纳秒脉冲激励单元及时频响应单元,开发出基于纳秒脉冲法的变压器绕组变形检测系统,并针对变压器绕组的匝间短路、线圈轴向移位等绕组缺陷进行现场实验测试,同时将纳秒脉冲法与频响分析法(Frequency response analysis,FRA)的测试数据进行对比研究。实验结果表明,纳秒脉冲法变压器绕组变形检测系统不仅能有效地检测出变压器绕组变形,而且比传统的频响分析法具有更高的检测灵敏度。     

基于频率响应法的双CPU架构变压器绕组变形测试仪设计

针对日益增多的变压器绕组变形故障,设计了一种以高性能DSP芯片TMS320F2812及ARMRCortexTM-M3芯片STM320F103为核心的基于频率响应法的变压器绕组变形测试仪。详细介绍了系统硬件设计方案及软件编程思想。DSP模块负责高速数据采集与运算。ARM模块通过SPI总线与DSP通信,实现测试仪的数据管理、用户界面以及联机通讯。采用数字频率合成技术DDS对待测变压器绕组进行扫频测量。系统采用软件滤波和硬件同步交流采样技术减小测量误差。能够在不对变压器进行吊罩、拆装的情况下进行绕组变形测试,显示高、低压三相绕组频率响应曲线及相关系数R。仿真测试结果表明该装置能够满足变压器绕组变形的测试要求。     

基于扫频电阻法的变压器绕组材质辨识方法及实验验证

变压器生产中“以铝代铜”现象危害电力系统运行安全,为了简单有效地辨别变压器绕组材质,提出了一种基于扫频电阻法的辨识方法和实验方案,并根据该方案搭建了一套变压器绕组材质检测系统。首先对基于扫频电阻法的辨识方法进行了相关理论推导和证明,之后对基于该方法的检测系统性能进行了测试,最后对不同类型变压器进行了实验验证。实验结果表明该方法能够快速高效地辨别变压器绕组材质,具有较高的工程实用价值。     

基于磁-热-流耦合的非晶合金变压器运行特征分析

非晶合金变压器绕组及其铁心一般采用矩形结构,其运行损耗引起的不平衡温升更易导致绕组绝缘劣化,影响供电可靠性。针对非晶合金变压器特殊的绕组结构,分析计算非晶合金变压器绕组温升,预测其热点温度,对矩形绕组结构变压器的设计优化和运行控制具有理论指导意义。本文基于三维磁-热-流多物理场耦合仿真计算和温升试验,以一台型号为SBH15-M-200/10的三相油浸式非晶合金配电变压器为研究对象,分析其额定负载下的运行特征,仿真计算各绕组的热点温度,并通过短路法温升试验对仿真结果的正确性进行了验证。研究表明：三维磁-热-流多物理场耦合计算非晶合金变压器绕组热点温度值与温升试验结果的相对误差小于5%,所研究非晶合金变压器绕组的热点温度出现在B相低压绕组的中上部,热点温度达到64.77℃     

变压器绕组热点温度热电类比计算模型仿真分析

变压器绕组的热点温度是决定变压器过载能力和油纸绝缘老化率的关键因素。在传统热理论基础上,考虑了温度对油粘度的影响,结合热电类比方法和IEEE推荐的热点温升模型提出一种预测变压器绕组热点温度的仿真模型。采用Runge-Kutta方法求解变压器实时的顶层油温和变压器绕组的热点温度,并与100kVA/5kV(ONAN)试验变压器的实测温度数据进行对比,仿真结果与实测数据有较好的一致性。     

基于顶层油温的变压器绕组热点温度计算改进模型

油浸式电力变压器绕组热点温度是影响变压器绝缘寿命的重?瘟浚氡溲蛊鞫ゲ阌臀旅芮邢喙亍？悸欠窍咝匀茸?变压器断路阻抗、油粘滞度以及绕组损耗随温度的变化,引入粘滞度与损耗关于温度变化的修正因子,提出一种基于顶层油温的变压器绕组热点温度改进模型。模型参数选用Levenberg Marquardt算法进行估算。对比实验室温升用试验变压器实测数据,该模型在欠负载(90%)、额定负载(100%)以及过负载(110%)下,显示了较好的一致性,特别在动态负载下,能够较好地描述各暂态温度变化情况,为变压器绕组热点温度计算提     

一种计算变压器绕组温度的在线算法

提出了一种根据负荷电流计算变压器绕组平均温度的实时算法,该算法涉及了负荷电流的整个历史过程和环境温度的变化。通过监控绕组温升,从而使得变压器能够最大限度地发挥其过载潜力同时又保证必要的寿命。在假定的未来负荷和油温的条件下,该算法还能预报未来时刻的绕组温升/时间特性和绕组达到最高允许温度的时间。     

热辐射和绕组绝缘纸对自然对流下的变压器温度影响

为考虑在实际中热辐射和绕组绝缘纸对变压器自然对流的温度场影响，文中以 1台SSZ20-63000/110的油浸式变压器为原型，建立了包含垫圈、绝缘纸筒、压板、绕组绝缘纸和黑体热辐射的变压器热点温升物理计算模型，通过一种基于有限元的方法研究了热辐射和绕组绝缘纸对变压器自然对流的温度场影响。结果表明：在自然对流情况下，热辐射会使得绕组的热点温度和温升值发生小幅度升高，而绕组表层绝缘纸使得绕组的热点温度和温升值大幅度升高；热辐射不会影响热点的位置分布，而绕组绝缘纸会使热点位置发生下移；虽然热辐射对绕组的热点温度影响较小，但是和绕组绝缘纸一起考虑时影响较大。可见仿真计算时最好不要忽略热辐射和绕组绝缘层，否则与实际值相差过大。