电力变压器在线检测系统设计

毕业设计（论文）题目＿电力变压器在线检测系统设计班级＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿指导教师＿＿＿＿1目录摘要.............................................................................................................错误!未定义书签。第一章1.0绪论..........................................................................................错误!未定义书签。1.1电力变压器简述.......................................................................错误!未定义书签。1.2电力变压器在线监测系统设计目的和意义.........................................................31.3电力变压器在线监测系统设计项目发展.............................................................31.4电力变压器在线监测系统设计原理.....................................................................3第二章2.0变压器故障种类及分析...........................................................错误!未定义书签。2.1电力变压器在线监测系统设计方案......................................错误!未定义书签。2.2系统电源电路的设计.......................................................错误!未定义书签。2.3信号调理电路的设计.......................................................错误!未定义书签。2.4基于信息融合技术的变压器故障诊断.......................错误!未定义书签。2.5电力变压器在线监测系统设计参数部分原理......................错误!未定义书签。第三章变压器在线监测技术的发展前景和方向.......................................错误!未定义书签。结论.............................................................................................................错误!未定义书签。致谢.............................................................................................................错误!未定义书签。参考文献.........................................................................................................错误!未定义书签。2摘要电能是现代化生产中最主要最基本的能源，而电机是电能的产生、输送和使用中必不可缺少的设备。其中电力变压器尤为重要，电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。电力变压器是电力系统的核心设备之一，其安全、可靠运行是保证整个电力系统可靠供电的基础。电力变压器发生故障会直接影响电力系统的安全运行，同时会给电力企业及电力用户带来极大的经济损失。目前电力系统向超高压、大电网及自动化方向快速发展，变压器工作故障对电力系统安全、可靠运行的影响和危害与日剧增。本文重点讲述电力变压器在线检测系统。关键词：电力变压器；工作原理；故障；故障检测；信息融合、发展趋势3第一章绪论电力变压器在线监测系统设计目的和意义变压器的在线监测可以提早发现设备内部可能存在的缺陷或性能劣化，为检修提供判断，提高供电可靠性和经济性。因此，加强对电力变压器绝缘状态的监视以防事故于未然以及在事故发生时尽快确定故障的性质及部位是很有必要的。电力变压器在线监测系统设计项目发展对论文研究主题范围内已有文献的评述(包括与课题相关的历史的回顾)，研究现状及存在问题。电力变压器在线监测系统设计原理及流程1变压器在线监测系统硬件设计；2系统电源电路的设计；3信号调理电路的设计；4基于信息融合技术的变压器故障断；标注：具体流程请看第二章41.1电力变压器简述在发电场中，发电机一般由汽轮机或者水轮机驱动，把机械能转换成电能，再工厂中电动机使用电能进行电能拖动，将电能又转换成机械能进行机械生产，随着我国现代化事业的发展，各种不同类型的电机在工农业、国防、文教、医疗以及日常生活中应用越来越广泛，同时随着生产自动化水平的提高，由于电力变压器故障的发展过程与运行环境、负荷容量及绝缘状况相关，通过采用预防性维修方法很难及时发现一些潜在故障，预防性维修不仅费用高而且对绝缘等发展性故障反应不够灵敏因此，对变压器运行状态进行实时在线监测是非常必要的，在线监测技术结合变压器故障智能诊断可以及时发现发展中的事故隐患，降低事故风险，防患于未然。为了保障变压器安全可靠的运行，在运行前应当进行必要地检查和试验，运行中应当严格地监视和定期维护，当变压器发现有异常时应当及时发现及时处理。变压器是利用电磁感应原理，把一种等级电压、电流的交流电能，变为同频率的另一种电压、电流的交流电能的静止设备。在电力系统中，利用升压变压器将电能经济的输送到用电地区，再用降压变压器把电压降低，以供用户使用。此外变压器在电能的测试、控制，和特殊用电设备中也应用广泛，随着科学技术和电力工业的不断发展，电机制造工艺的不断发展，目前以发展到相当完善的阶段。单机的容量也不断的增大，这已成为电机制造工业的重要趋势。当一次绕组通以交流电时，就产生交变的磁通，交变的磁通通过铁芯导磁作用，就在二次绕组中感应出交流电动势。二次感应电动势的高低与一二次绕组匝数的多少有关，即电压大小与匝数成正比。主要作用是传输电能，因此，额定容量是它的主要参数。额定容量是一5个表现功率的惯用值，它是表征传输电能的大小，以kVA或MVA表示，当对变压器施加额定电压时，根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。较为节能的电力变压器是非晶合金铁心配电变压器，其最大优点是，空载损耗值特低。最终能否确保空载损耗值，是整个设计过程中所要考虑的核心问题。当在产品结构布置时，除要考虑非晶合金铁心本身不受外力的作用外，同时在计算时还须精确合理选取非晶合金的特性参数。国内生产电力变压器较大的厂家有Satons，中电电气，保变天威，西电集团，山东明大电器，山东电力设备厂等。我国电机制造工业发展是十分迅速的，1970年制造了330kv、360MVA的大型电力变压器，1972年又制造了300MW双水内冷汽轮发电机；目前已能制造840MVA、500KV的变压器，600MW汽轮发电机和700MW水轮发电机。随着我国国民经济迅速地发展，我国电机制造工业即将进入世界领先行列电力变压器按冷却方式分类：有自然冷式、风冷式、水冷式、强迫油循环风（水）冷方式、及水内冷式等。按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器、辐射式变压器等。下面为油浸式变压器解析图61-铭牌；2-信号式温度计；3-吸湿器；4-油标；5-储油柜；6-安全气道；7-气体继电器；8-高压套管；9-低压套管；10-分接开关；11-油箱；12-放油阀门；13-器身；14-接地板；15-小车铁芯及硅钢片7三相油浸式变压器8油浸式变压器外观图主要部件:普通变压器的原、副边线圈是同心地套在一个铁芯柱上，内为低压绕组，外为高压绕组。（电焊机变压器原、副边线圈分别装在两个铁芯柱上）。变压器在带负载运行时，当副边电流增大时，变压器要维持铁芯中的主磁通不变，原边电流也必须相应增大来达到平衡副边电流。变压器二次有功功率一般=变压器额定容量（KVA）×0.8（变压器功率因数）=KW。电力变压器主要有：A、吸潮器（硅胶筒）：内装有硅胶，储油柜（油枕）内的绝缘油通过吸潮器与大气连通，干燥剂吸收空气中的水分和杂质，以保持变压器内部绕组的良好绝缘性能；硅胶变色、变质易造成堵塞。B、油位计：反映变压器的油位状态，一般在+20O左右，过高需放油，过低则加油；冬天温度低、负载轻时油位变化不大，或油位略有下降；夏天，负载重时油温上升，油位也略有上升；二者均属正常。C、油枕：调节油箱油量，防止变压器油过速氧化，上部有加油孔。D、防爆管：防止突然事故对油箱内压力聚增造成爆炸危险。E、信号温度计：监视变压器运行温度，发出信号。指示的是变压器上层油温，变压器线圈温度要比上层油温高10℃。国标规定：变压器绕组的极限工作温度为105℃；（即环境温度为40℃时），上层温度不得超过95℃，通常以监视温度（上层油温）设定在85℃及以下为宜。F、分接开关：通过改变高压绕组抽头，增加或减少绕组匝数来改变电压比。∵：U1/U2=W1/W2，U1W2=U2W1，∴：U2=U1W2/W1。一般变压器均为无载调压，需停电进行：常分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三挡+5%、90%、-5%（一次为10.5KV、10KV、0.95KV二次为380V、400V、420V），出厂时一般置于Ⅱ挡。G、瓦斯信号继电器：（气体继电器）轻瓦斯、重瓦斯信号保护。上接点为轻瓦斯信号，一般作用于信号报警，以表示变压器运行异常；下接点为重瓦斯信号，动作后发出信号的同时使断路器跳闸、掉牌、报警；一般瓦斯继电器内充满油说明无气体，油箱内有气体时会进入瓦斯继电器内，达到一定程度时，气体挤走贮油使触点动作；打开瓦斯继电器外盖，顶上有二调节杆，拧开其中一帽可放掉继电器内的气体；另一调节杆是保护动作试验纽；带电操作时必须戴绝缘手套并强调安全。巡检变配电所有人值班时，每班巡检一次，无人值班可每周一次，负荷变化激烈、天气异常、新安装及变压器大修后，应增加特殊巡视，周期不定。A、负荷电流是否在额定范围之内，有无剧烈的变化，运行电压是否正常。B、油位、油色、油温是否超过允许值，有无渗漏油现象。C、瓷套管是否清洁，有无裂纹、破损和污渍、放电现象，接触端子有否变色、过热现象。D、吸潮器中的硅胶变色程度是否已经饱和，变压器运行声音是否正常。E、瓦斯继电器内有否空气，是否充满油，油位计玻璃有否破裂，防爆管的隔膜是否完整。F、变压器外壳、避雷器、中性点接地是否良好，变压器油阀门是否正常。G、变压器间的门窗、百叶窗铁网护栏及消防器材是否完好，变压器10基础有否变形。不同故障类型产生的油中溶解气体故障类型主要气体组分次要气体组分油过热CH4,C2H4H2,C2H6油和纸过热CH4,C2H4,CO,CO2H2,C2H6油纸绝缘中局部放电H2,CH4,C2H2,COC2H4,CO2油中火花放电C2H2,H2-油中电弧H2,C2H2CH4,C2H4,C2H6油和纸中电弧H2,C2H2,CO,CO2CH4,C2H4,C2H6进水受潮或油中气泡H2-10定期保养①、油样化验——耐压、杂质等性能指标每三年进行一次，变压器长期满负荷或超负荷运行者可缩短周期。②、高、低压绝缘电阻不低于原出厂值的70%（10MΩ），绕组的直流电阻在同一温度下，三相平均值之差不应大于2%，与上一次测量的结果比较也不应大于2%。③、变压器工作接地电阻值每二年测量一次。④、停电清扫和检查的周期，根据周围环境和负荷情况确定，一般半年至一年一次；主要内容有__清除巡视中发现的缺陷、瓷套管外壳清扫、破裂或老化