直流偏磁下變壓器振動機(jī)理與振動信號分析研究.pdf

1、變壓器作為一種電網(wǎng)建設(shè)所必需的電氣設(shè)備其運(yùn)行的安全可靠性歷來是人們關(guān)注的焦點。隨著我國特高壓電網(wǎng)的建設(shè)，電壓等級的不斷提高，變壓器容量的不斷加大，其內(nèi)部的電磁力也日益增大，自1989年3月13日發(fā)生嚴(yán)重的地磁風(fēng)暴在北美嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行以來，地磁感應(yīng)電流導(dǎo)致的直流偏磁問題一直是研究的熱點。關(guān)于變壓器的振動機(jī)理前人也開展了許多的相關(guān)研究，但是考慮直流偏磁下變壓器振動機(jī)理的變化方面的研究開展甚少。因此本文就這一方面開展了研究。利用

2、理論上數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)，電磁場-結(jié)構(gòu)力場之間的耦合場建模，研制變壓器振動監(jiān)測系統(tǒng)，搭建實驗平臺開展相關(guān)實驗，通過盲源分離技術(shù)對采集的變壓器振動數(shù)據(jù)進(jìn)行分離這幾種研究手段和方法開展了具體的工作。
　　論文的主要創(chuàng)新性工作包括以下幾點：
　　①考慮直流偏磁的影響，結(jié)合現(xiàn)有的變壓器振動的相關(guān)理論，推導(dǎo)出了變壓器鐵心和繞組所受電磁力方程和位移方程。并以此為基礎(chǔ)討論了變壓器鐵心和繞組隨直流偏磁量變化的規(guī)律。建立了考慮磁致伸縮影響的電磁場

3、和結(jié)構(gòu)力場的耦合場模型，通過此模型考察了發(fā)生直流偏磁時變壓器內(nèi)部磁通密度、機(jī)械應(yīng)力分布、張力分布以及位移場分布的變化規(guī)律。
　?、谶M(jìn)一步考察電力諧波對變壓器振動的影響，并為此建立了基于混沌電路的電弧爐模型，該模型能夠很好的模擬電網(wǎng)中實際電弧爐內(nèi)電弧電壓和電弧電流的非線性特性，尤其是模擬了其中的混沌特性。以建立的仿真電弧爐模型作為諧波源，通過仿真考察了變壓器鐵心和繞組振動變化的規(guī)律，通過模擬真實環(huán)境得到的變壓器振動數(shù)據(jù)更有說服力。<

4、br>　?、垩兄屏俗儔浩髡駝釉诰€監(jiān)測系統(tǒng)，這套在線監(jiān)測系統(tǒng)采用了Lab View作為開發(fā)平臺，實現(xiàn)了通道信號實時顯示、實時頻譜顯示、通道選擇、觸發(fā)選擇、觸發(fā)設(shè)置、數(shù)據(jù)存儲等功能，特別是采用了新的數(shù)據(jù)存儲方式，通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫來管理復(fù)雜監(jiān)測任務(wù)。還實現(xiàn)了信號捕捉功能，使得瞬變信號不會消失，并且當(dāng)變壓器振動超過閾值時會自動記錄波形。該在線監(jiān)測系統(tǒng)不僅能完成本文的測量任務(wù)，還能作為一般的數(shù)字存儲示波器使用。本文還搭建了實驗平臺，在此實驗平臺上完

5、成本文所要要開展的各項工作，包括不同直流偏置量與變壓器振動行為之間關(guān)系的研究，相同直流偏磁下不同負(fù)載和三相不平衡對變壓器振動的影響研究等實驗項目，填補(bǔ)了本課題方向上的研究空白。
　?、芴岢隽瞬捎没贔ast ICA的盲源分離技術(shù)考察直流偏磁與變壓器振動之間關(guān)系的的研究方法。并根據(jù)分離出的信號特征分辨出了鐵心和繞組的振動信號，通過此方法分別考察了鐵心和繞組振動隨直流偏置電流變化的規(guī)律，相比目前本課題相關(guān)方向的研究都是以變壓器器身振動