电力变压器故障诊断系统设计开题报告

 2022-09-20 10:06:20

1. 研究目的与意义

在现代电气设备的运行和维护中,电力变压器是输变电系统中最重要的设备之一。电力变压器作为电力系统重要的变电设备,担负着电压变换和电能传输的任务,其运行状态将直接影响到供电的可靠性和整个系统的正常运行。变压器一旦发生事故,轻则造成直接和间接的经济损失,重则危及到公民的人身和财产安全。因此,及时发现电力变压器的潜伏性故障,保证电力变压器的安全运行,从而提高供电的可靠性,是电力部门关注的一个重要问题。因此,研究电力变压器故障诊断技术,提高变压器的运行维护水平,在电力变压器运行过程中及时有效的判断其状态, 预先发现早期潜伏性故障,从而减少事故的发生,事故发生后能够快速解决,减少用户损失,将对电力系统的安全运行产生重要的意义。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题:由于电力变压器在生产生活中的重要性,电力变压器故障诊断系统需要实时收集并分析结合电力变压器的各项数据指标,以判断电力变压器各项数据指标是否处于正常范围内,若数据出现异常,则应当立刻对异常数据做出反应,结合其他数据对电力变压器故障位置、故障元件进行分析,在尽可能短的时间内得出结论并做出相应的反应。

难点:由于变压器结构和工况的复杂性,发生故障的原因和部位也各不相同,所以,目前还没有哪一种方法对全面诊断电力变压器的各种潜在故障是完全有效的,而各种针对电力变压器的不同种类故障的诊断方法都存在其适用范围和局限性。因此,如何将多种诊断方法相结合,对电力变压器的各个元器件的故障都能够进行精确地定位与分析诊断,就是电力变压器故障诊断系统设计的难点。

3. 国内外研究现状(文献综述)

随着社会生产的不断发展,尤其是人民生活对电能的需求逐步提高,电力生产向着集约化、自动化、信息化、乃至智能化大系统管理和控制自动化发展,各种用电设施对供电质量的要求也随之提高。大型电力变压器是电力系统中最重要、和最昂贵的设备之一,作为电力系统中重要的一环,自然成为人们关注的焦点。目前提高变压器运行、维护和管理的技术水平,己成为保障供电可靠性的重要手段之一,电力变压器故障诊断系统因此得到重视和发展。

在电力系统中,最常见的油浸电力变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种,变压器的内部故障从性质上一般又分为热故障和电故障两大类。习惯上对变压器故障的类型一般是根据常见的故障易发区位划分,如绝缘故障、铁芯故障、分接开关故障等。而对变压器本身影响最严重、目前发生几率最高的又是变压器出口短路故障,同时还存在变压器渗漏故障、油流带电故障、保护误动故障等等。所有这些不同类型的故障,有的可能反映的是热故障,有的可能反映的是电故障,有的可能既反映过热故障同时又存在放电故障,而变压器渗漏故障在一般情况下可能不存在热或电故障的特征。

由于电力变压器故障的复杂性,变压器故障基本检测项目也多种多样,常见的有油色谱分析、直流电阻、绝缘电阻及泄漏电流、吸收比、极化指数、tgδ、局部放电、油耐压、耐压试验等,在变压器故障诊断中应综合各种有效的检测手段和方法,对得到的各种检测结果要进行综合分析和评判。

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4. 研究方案

基于油中气体分析的故障诊断方法DGA(Dissolved Gas Analysis)对电力设备进行检测是电力行业普遍采用的方法。根据GB/T7252-2001《变压器油中溶解气体分析和判断导则》,可以通过分析油中7种分析组分H2, C2H2, C2H4, C2H6, CH4, CO和CO2的含量来判断并分析故障。变压器油中溶解的各种气体成分的相对数量和形成速度主要取决于故障点能量的释放形式及故障的严重程度,所以根据色谱分析结果可以进一步判断设备内部是否存在异常,推断故障类型及故障能量等。众所周知,局部放电的在线监测方法因受现场电磁场干扰的困扰,放电量的检测、放电源的确定等目前都尚未完全解决。DGA由于能够在变压器运行的过程中进行故障诊断,不受外界电场和磁场的影响,而且可以发现油设备中一些用局部放电法所不能发现的局部性过热等缺陷,其结果反映变压器的潜伏性故障比较灵敏,有效率可达85%以上,并且易于在线实现,是目前监测和诊断充油电力变压器早期故障、预防灾难性事故发生的最有效的方法。因此,在电力变压器故障诊断系统中采用较为成熟的DGA方式,并结合其他用于电力变压器监控的传感器的数据结果,作为故障诊断系统的输入量。

故障诊断系统的本体是Visual C 编写的专家系统知识库及人机交流界面,可将设备的历史状况作为专家系统知识库中的知识,以案例的形式参加设备的诊断,而设备的环境条件可以在专家系统的子菜单上加上个选项使之作为初始化资料而参与综合诊断。故障发生时,系统可以自动对得到的所有结果进行分析分类,快速得出电力变压器的故障位置和故障原因以及解决方案。

5. 工作计划

第1周:明确选题,细化工作内容,查阅相关文献资料,借阅有关书籍文献资料。

第2周:完成外文翻译,进行文献综述。

第3周:完成开题报告,交给导师进行审核并根据导师意见进行修改,若符合要求则提交开题报告。

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