基于振动分布的干式变压器在线状态评估方法研究

摘要

随着国民经济的增长和干式电力变压器的推广应用，输变电设备的电压等级有所提高，其工作时产生的振动噪声问题得到广泛关注。干式变压器振动产生的噪声不但影响设备的正常运行和使用寿命而且还污染人们生活的环境和健康，变压器的噪声指标是变压器的主要技术指标，是直接关系到电网安全运行的重要因素。
　　由于干式变压器结构的特殊性能，振动产生的噪声是制约其推广的重要因素。本课题通过对SC10干式变压器铁芯运行特性进行的研究试验，主要通过振动，同时以电压，电流等传感器参数为辅助，进行综合判断，寻找铁芯振动的相关规律，在线对变压器整体进行评估为目的。在时变电磁场及结构力学方程的基础上，本课题利用SolidWorks软件建立了干式变压器的有限元分析模型。结合ComsolMultiphycsics软件进行仿真，通过电磁场-结构力场-声场的多物理场耦合计算分析，得到了在空载和不同负载下铁芯的振动模态和频率。依据变压器振动产生机理，通过与实验数据对比，验证了计算结果的正确性。本文又通过对FFT算法的研究，对比了Matlab与DSP硬件中FFT算法执行效率，深入研究改进了FFT算法在DSP上应用。本课题研究结果表明在线仿真与实际结果相一致，干式变压器在线仿真评估的方法可行。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 研究背景及其意义

1．2．1 干式变压器的振动机理

1．2．2 变压器在线监测的特点

1．3 干式变压器铁芯振动的研究现状及其不足

1．4 本文的主要内容

第二章 SC10干式变压器铁芯振动的仿真研究

2．1 干式变压器物理模型的建立

2．2 有限元仿真

2．2．1 建立模型与参数选取

2．2．2 边界条件

2．2．3 仿真结果

2．3 多物理场耦合方程分析

2．4 本章小结

第三章 SC10干式变压器铁芯的试验研究

3．1 SC10干式变压器铁芯结构简介

3．2 试验装置与测量方案

3．2．1 压电加速度传感器简介

3．2．2 振动信号的测量结果

3．3 干式变压器的工况检测

3．3．1 采集模块的设计

3．3．2 与FPGA的接口问题

3．3．3 电压电流信号的测量结果

3．4 本章小结

第四章 FFT算法的改进研究

4．1 FFT算法介绍

4．2 标准FFT算法原理分析

4．3 CCS开发环境中上快速傅里叶变换的实现

4．4 IQMATH库函数的运用

4．5 标准算法与简化算法的特性比较

4．5．1 计算的精度

4．5．2 振动数据的频谱分析

4．6 简化算法的DSP实现

4．7 本章小结

第五章 干式变压器在线状态诊断平台

5．1 变压器状态监测意义

5．2 干式变压器在线评估系统研究

5．2．1 在线监测系统

5．3 SC10干式变压器铁芯结构的影响因素

5．3．1 冷却装置的振动噪声

5．3．2 运行状态的影响

5．4 本章小结

第六章 总结和展望

6．1 总结

6．2 不足与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢