干式移相整流变压器绕组热点分析及在线预测技术研究

摘要

随着能源消耗的日益增长和自然环境的不断恶化，节能技术越来越受到国家的重视。国家节能政策明确提出了大力推广高压变频器的使用。作为高压变频器的重要组成部分，干式移相整流变压器的应用亦得到了很大的发展。与常规变压器相比，干式移相整流变压器发热问题更为突出。干式移相整流变压器因发热发生故障，可能烧毁临近的功率单元和控制器，甚至可能影响工矿企业的安全生产，造成巨大的经济损失。变压器绕组热点温度是限制变压器负载能力的最大因素，也是影响绝缘材料寿命的主要因素。
　　然而，由于结构差别导致热点位置的不同以及传感器安装时的位置偏差等因素的影响，直接测量变压器绕组热点温度数据十分困难。因此，对干式移相整流变压器绕组热点温度进行在线预测有重要的现实意义。
　　针对直接测量变压器绕组热点十分困难的问题，本文设计了一个变压器绕组热点温度在线预测系统。
　　本文以干式移相整流变压器为研究对象，利用ANSYS有限元软件对不同工况条件下变压器温度场进行仿真，分析归纳出温度传感器安装点温度与绕组热点温度的关系，然后利用测温终端测得温度传感器安装点温度，进而计算出变压器绕组热点温度。测温终端以Pt100铂电阻作为温度传感器、以STC89C51RC单片机作为微控制器，其获得温度数据后，通过GPRS将数据实时发送到发送到上位机。利用VB6.0开发的上位机软件，可以实时记录数据，完成显示和报警等动作，并可以对计算绕组热点温度的参数进行修改。

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注释表

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 干式移相整流变压器工作原理

1.3变压器绕组热点研究的国内外现状

1.4 本课题研究内容

1.5 章节安排

第二章 基于有限元方法的干式移相整流变压器温度场仿真

2.1 流固耦合有限元模型

2.2 干式移相整流变压器温度场仿真结果

2.3 传感器安装点与热点之间的温度关系

2.4 变压器温度场仿真结果验证

2.5 本章小结

第三章 系统硬件设计

3.1 测温模块

3.2 下位机硬件

3.3 硬件接线

3.4 本章小结

第四章 系统软件设计

4.1 数据格式规定

4.2 下位机软件

4.3 上位机软件

4.4 本章小结

第五章 绕组热点在线预测系统调试与实验

5.1 系统调试前准备

5.2 系统调试

5.3 测温实验

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文