基于LABVIEW的电力变压器在线振动监测系统的设计及研究

摘要

随着我国电力事业改革的进步和电力科技的发展，人们对电力系统的安全运行的要求不断提高，而电力变压器作为电力系统中最重要的设备，它的安全运行直接影响到整个电网的运行状况。近年来，人们对变压器的监测投入了更多的人力和物力，使变压器的监测水平和监测的准确度得到迅速的提高，监测方法也呈现出了多样化。而振动监测作为一种体外监测，通过粘在变压器器身上的振动加速度传感器获取变压器的振动信号，然后对振动信号进行分析，从而来监测变压器的运行状况。由于在整个监测中不发生电气连接，因而大大减小了危险性，使其越来越受到人们的重视。本文的主要工作如下： （1）深入分析了变压器振动的原理。 本文从变压器铁心和绕组两个方面，对变压器的振动进行了理论分析，表明：空载下变压器的振动主要是铁心引起的；负载下变压器的振动主要是由铁心和绕组两个振动源产生的，并得出铁心和绕组的振动都是以100Hz为基频的。 （2）对变压器振动信号的处理方法进行了研究。 本文在对变压器振动数据处理的分析中，对振动信号采用了时频分析，即小波分析和短时傅里叶变换，克服了传统的频谱分析的不足，为以后变压器振动数据的分析方法做了初步验证。 （3）开发了电力变压器振动测试系统。 本文利用压电传感器、信号调理模块、数据采集卡以及计算机组建了变压器振动测试系统。并以图形化语言LABVIEW为开发平台，开发了变压器振动数据处理系统。系统的功能主要包括：数据采集；振动数据的频谱分析；数据的保存与回放；数据的时频分析等。 （4）研究了变压器在空载电压下的振动特性。 本文以试验变压器为研究对象，利用组建的变压器振动测试系统，对在不同空载电压下的振动做了试验研究。试验结果表明：变压器在空载工作时，随着空载电压的不断升高，变压器器身的振动不断增强。得出了空载下变压器的器身振动的主频段主要集中在300～600Hz。 （5）研究了变压器在负载下的振动特征。 变压器在负载工作时，选用电容作为负载，通过改变变压器负载的大小来研究变压器振动。研究结果表明：随着电流的增大，变压器振动的明显加强，得出了负载下变压器振动的主频在0～150Hz：变压器在负载工况下，其振动频谱的基频为100Hz，并伴随高次谐波（如200Hz、300Hz、400Hz和500Hz等）。在1200Hz以后频率分量基本衰减至零。

目录

文摘

英文文摘

声明

1.绪论

1.1电力变压器在线监测的意义

1.2目前电力变压器在线监测的主要方法

1.3电力变压器振动监测及国内外发展现状

1.4论文的主要工作及创新

2.电力变压器振动原理

2.1电力变压器工作原理

2.2电力变压器振动原因及传播途径

2.3绕组振动分析

2.4铁心振动分析

2.5电力变压器振动判断依据

2.6小结

3.变压器振动数据分析方法

3.1变压器振动数据的频谱分析

3.2变压器振动的时频分析

3.3各种分析方法比较

3.4小结

4.变压器振动测试系统的开发

4.1电力变压器振动测试系统的组建

4.2虚拟仪器概述

4.3测试软件开发

5.电力变压器振动现场测试

5.1变压器在空载下的振动试验研究

5.2变压器在负载下的振动试验研究

6.结 论

6.1总结

6.2展望

参考文献

附录

附录攻读硕士期间发表的论文

致谢