董伟广[1]（2021）在《电力变压器在线监测与故障诊断的系统研究》文中认为随着物联网、云计算和智能算法等技术的发展与普及,数据采集技术已经足够成熟,在此基础上实现基于人工智能技术和大数据分析的设备健康管理与故障诊断预测,进而成为具备自学习和自成长能力的智慧系统。电力变压器作为电力系统重要设备之一,其运行的可靠性、安全性直接影响整个电力系统的安全和系统的经济效益。本文在变压器工作状态方面的研究主要从在线监测变压器运行参数和基于DGA数据诊断故障两方面进行分析,设计与实现了变压器的监测和故障诊断系统。首先是变压器在线监测的研究。通过研究以单片机、DSP等处理器为核心在线监测变压器的应用,发现在监测方面存在着参数采集不够精确,电路设计较为复杂,不够灵活,系统运行不稳定等缺点。FPGA作为当前主流三大处理器之一,其在硬件和软件上具有超性能和灵活性特征,比单片机、DSP等在电路中的应用更加可靠。本文基于FPGA灵活实现电路的运行方式功能构建出配电变压器在线监测系统,通过对系统软硬件电路方案的确定,完成了对电路板的焊接和相关电路模型的搭建,实现了对变压器在线监测的模拟实验。主要实现对电力变压器绕组温度、电压、电流、功率因数及频率等参数的采集实现对配电变压器在线监测,并将采集的参数通过FPGA对数据的分析确定配电变压器是否处于正常运行状态,实现报警功能。实际电路测量结果表明该系统具有精度高,稳定性好、经济实用以及可视化程度高等特点,可以满足很多实际项目的需要。其次是变压器故障诊断的研究。本文通过对变压器油中气体数据分析,来判别变压器所处故障类型。为提高变压器故障诊断精度,提出一种特殊浓度归一化法结合交叉验证RBF神经网络算法用来诊断变压器中常见的五种故障类型。首先在大数据平台中对原始数据进行缺失值和异常值检测处理,再利用特征浓度归一化法将气体成分样本进行归一化,将处理后的样本数据随机分为训练集和测试集,分别应用到变压器故障诊断模型中。在变压器故障诊断模型中,针对变压器故障样本数据有限和RBF神经网络泛化能力较差以及容易出现过拟合等问题,建立K-折交叉验证法改善网络泛化能力及提高RBF网络分类准确率、分类召回率。最后建立了分类算法评估模型,利用ROC、PR曲线图及K-S曲线等指标对整体算法模型分类效果评估。通过实验分析结果得出,该分类算法模型下变压器故障诊断分类平均准确率可达90.84%,与传统的RBF神经网络、随机森林（RF）及梯度提升决策树分类（GBDT）算法分类相比,特征浓度归一化法结合交叉验证改进RBF神经网络能够提高变压器故障诊断准确率,避免了陷入局部最优,并且有效地提升了网络模型的拟合程度和稳定性。
李鹏,毕建刚,于浩,许渊[2]（2020）在《变电设备智能传感与状态感知技术及应用》文中研究表明变电设备的可靠性是电网安全运行的基础,其运行状态感知是电网设备运维和运行控制的重要支撑。近年来变电设备状态感知技术向数字化和智能化方向快速发展,新技术不断涌现,有效提升了设备智能化水平。论文首先介绍了目前常用的基于电、声、光、化、热物理量监测的设备状态感知技术,及其在变电设备状态感知中的应用情况,分析了该技术为电网运维带来的积极作用;然后介绍了变电设备新型感知技术研究,并提出了新型感知技术在电力设备状态感知领域的应用趋势;最后展望了未来的发展方向,指出了变电设备状态感知在智能感知、人工智能、大数据、立体巡检及传感性能校验方面的发展趋势。
陈伟根,张知先,李剑,蔚超,陈庆[3]（2020）在《电气设备状态参量智能传感技术》文中指出电气设备状态参量的准确传感是对电气设备进行状态评估和制定运维策略的基础。随着智能电网中设备规模的不断扩大,以及对数据质量要求的不断提高,常规传感技术难以满足目前电气设备状态参量传感的需求,智能传感技术受到广泛关注。该文首先分析电气设备状态参量智能传感技术的典型特征和发展逻辑。在此基础上,从嵌入式系统与传感器智能化、光学传感、MEMS传感、无线传感网络与边缘计算架构4个方面阐述目前国内外学者在电气设备状态参量智能传感领域的最新研究成果,指出研究中仍需解决的问题。最后,对电气设备状态参量智能传感技术未来的发展作出展望。
傅强[4]（2020）在《多信息融合的变压器状态检修系统设计》文中进行了进一步梳理变压器是电力系统重要的组成单元,承担输配电重要任务。变压器故障停运会导致大面积用户停电,造成巨大的经济损失。传统的计划检修方式需要在停运变压器的情况下进行,并且存在检修不及时或者过度检修的问题。本课题设计了一种多信息融合的变压器状态检修系统。该系统基于在线监测技术,综合变压器运行状态监测、变压器工作环境监测以及变压器历史运行负荷监测等各种信息实现对变压器的故障预测,进而合理安排检修计划,避免变压器故障停运。论文分析了目前变压器检修存在的主要问题,研究了在线监测系统基本结构,在需求分析的基础上完成多信息融合的变压器状态检修系统总体设计。将系统分为数据采集单元、数据传输单元和上层监控系统单元三部分。数据采集单元实现对变压器各种运行参数的测量,分别使用电能质量检测模块实现对变压器历史运行负荷以及电能质量信息的实时监测;使用AS3935雷电传感器实现对雷电信息的检测;使用气象传感器实现对变压器运行气象信息监控;采用TNC型直流偏磁传感器实现对铁芯接地电流的采集;选用全球定位系统（GPS）和北斗双模模块实现控制单元的授时与定位功能,保证系统时钟与电力系统时钟一致。数据传输单元实现现场与监控主站的数据传输。选用基于ZigBee的无线传感器,避免了布线工作;设计基于UART转4G透传模块和基于以太网转4G透传模块两种不同的4G无线通信方案。上层监控主站完成数据的计算、分析和处理。通过对系统实现功能的要求以及对不同类型处理器的对比分析,选定基于ARM-based Cortex-M7的STM32F746BE处理器作为核心控制器。最后完成了硬件电路PCB设计、硬件焊接、控制器程序烧写、各通信接口测试。将本文所设计多信息融合的变压器状态检修系统应用于某10kV/380V变压器进行了测试,结果表明:各系统功能基本实现,性能满足设计使用要求。
曹金梅[5]（2020）在《矿用干式变压器Nomex绝缘湿热老化的分解特性研究》文中提出本课题是国家自然科学基金面上项目“矿用干式变压器Nomex绝缘老化机理研究”（项目编号:51577123）研究的重要内容之一,主要是针对绝缘老化降解过程中相关参数变化规律的研究提出的。根据《煤矿安全规程》规定要求,矿用干式变压器已取代油浸式变压器成为煤矿井下供电系统的关键设备,变压器绝缘结构的状态直接决定着供电系统的安全性和稳定性。Nomex绝缘纸以其优异的电气性能以及机械性能被广泛用于矿用干式变压器绝缘结构中。然而,煤矿井下环境恶劣,变压器绝缘系统长期受到热、电、酸、氧、水分等因素的影响,绝缘纸极易老化致使其电气性能和力学性能下降。其中,水解是绝缘老化的主要形式,故通过探究老化过程中矿用干式变压器Nomex绝缘纸的聚合度及热解特性的变化规律,可以为变压器的状态评估、寿命分析及故障诊断技术奠定理论基础。目前国内外学者在这一领域的研究重点均是针对油浸式变压器绝缘纸进行的,特别是对其降解特性的研究已经建立了比较完善的理论体系。然而,针对矿用干式变压器Nomex绝缘纸的动力学特性研究鲜有报道。本文对Nomex T410进行了加速湿热老化试验,对不同老化状态下绝缘试样的聚合度进行了测量,分析了温度和水分对Nomex绝缘纸聚合度的影响;通过同步热分析仪对试样进行了热重分析和差示热分析,探究了不同老化程度绝缘纸动力学参数的变化规律。具体研究内容如下:设计了Nomex绝缘纸湿热老化试验方案,根据绝缘系统的结构搭建了老化试验平台,结合矿用干式变压器在井下的实际运行情况,制定了湿热老化的技术路线,根据IEC60811标准、国内外研究现状及多次试验确定了Nomex绝缘纸湿热老化试验参数,通过湿热老化试验系统对厚度为0.05mm的Nomex绝缘纸在温度分别为160℃、180℃、200℃和初始水分含量分别为3%、5%和7%的条件下进行了温度和水分联合作用下的加速湿热老化试验。试验结果分析表明,试验方案可行,技术路线合理,老化参数有效。聚合度是目前国内外表征Nomex绝缘纸机械性能的最有利的判据。在保持恒温水浴槽为30℃的条件下利用粘度计测量了不同老化状态下Nomex绝缘纸的特性粘度,进而计算了其聚合度。分析了老化时间、温度和初始水分含量对Nomex绝缘纸老化的影响。研究表明,初始水分含量和温度均会加速Nomex绝缘纸的老化,在水分的作用下,温度对Nomex绝缘纸老化表现的更敏感。通过同步热分析仪在短时间内对Nomex绝缘纸进行升温,测量了不同老化状态下Nomex绝缘纸的TG、DTG及DSC曲线。分析了不同老化状态下绝缘纸热解特征值的变化规律,根据TG曲线计算提取了绝缘纸的热裂解动力学参数,分析了随着老化程度的加深其活化能的变化规律。研究表明,绝缘纸初始分解温度随着老化程度的加深逐渐向低温方向移动,最大反应速率逐渐减小,反应结束后试样残留质量呈现上升趋势。在整个老化过程中,随着聚合度的减小,活化能呈现先增加后减小的趋势。在一定程度上为矿用干式变压器Nomex绝缘纸的状态评估及老化机理研究提供了理论基础。
伍小冬[6]（2020）在《基于多频超声的变压器油品质综合评判方法》文中指出变压器油的品质评判是电力变压器状态检修的有效方法之一。目前常用的变压器油品质评判方法主要通过微水、介质损耗因数、击穿电压、界面张力等单一油务试验指标或油中气体中单一气体的检测结果对变压器油品质进行评判,这些评判方法在变压器故障发生前不能及时有效的反映变压器油绝缘状态并做出预警,说明目前的变压器品质评判方法还需进一步提高和完善,因此提出一种及时有效的变压器油品质综合评判方法具有重要的意义。论文基于多频超声检测技术,结合SVM开展对变压器油品质综合评判的研究。首先,通过传统测试方法对210组变压器油进行微水、介质损耗因数、击穿电压、界面张力四个油品质评判指标的测定,运用改进层次分析法确定四个品质评判指标的权重,建立了变压器油品质评判标准,确定变压器油品质等级;其次,基于多频超声系统完成变压器油的超声测试,建立变压器油品质评判数据库;最后,基于SVM算法,建立了变压器油品质综合评判模型。论文的主要研究工作及研究结果如下:（1）基于传统的油务试验项目确定了四个变压器油品质评判指标分别为“微水、介质损耗因数、击穿电压、界面张力”,并通过实验室仪器完成210组变压器油四个品质评判指标的测定,通过改进层次分析法确定四个品质评判指标微水、介质损耗因数、击穿电压、界面张力的权重系数分别为0.4243、0.3336、0.1447、0.0974,采用半梯形模型对变压器油品质参数指标量化,建立变压器油品质评判标准,得到变压器油品质等级,并结合实例对建立的变压器油品质评判标准进行验证。（2）运用多频超声测试系统,完成变压器油的多频超声测试,结合变压器油品质评判标准完成了210组变压器油的状态等级划分,建立了变压器油品质评判数据库;分析了变压器油四种绝缘状态等级与多频超声频谱之间的相关性。（3）运用MATLAB数据分析软件,建立基于SVM和多频超声技术的变压器油品质评判预测模型,以测试的变压器油超声数据作为输入,油品质等级作为输出,通过训练、预测,分类结果准确率达到74.57%;采用交叉验证进行SVM核函数的参数寻优工作,进而得到最优的参数c=588.1336、g=0.0068,分类准确率达到91.52%。
李洋[7]（2019）在《油浸式变压器负载对绕组热点位置影响的研究》文中认为在电力系统中,油浸式变压器作为其重要的组成部分,设备的可靠运行,将直接影响到电力系统的安全和稳定。变压器长期运行时,绕组会产生大量热量,进而变压器内部温度升高,变压器绕组热点温度是限制变压器过载能力的关键因素,目前研究热点温度与热点位置时很少有人考虑负载对热点位置的影响。因此,变压器绕组热点位置与负载的关系需进行全面且又深入的研究。本文主要从以下几个方面进行研究:（1）为计算变压器SFZ11-10000/35的热传递量,对大型油浸式变压器热生成与热传递进行了分析。为了得到变压器内部相关温度参数,搭建了变压器测温平台,在大型油浸式变压器内部关键位置布设了光纤光栅温度传感器,并对变压器油温及绕组温度进行了测试,利用测得温度数据算出了变压器在额定负载时的内部热学物理参量。结果表明,变压器的导热系数、热传导率、油的密度主要受温度的影响,在额定负载工作时油的导热系数、热传导率、油的密度分别为0.120（w/m·K）、0.117 m·K、877 kg/m3,变压器绕组的热容为390 J/（kg·K）。（2）通过对热电类比原理的分析,建立了基于热电类比法的变压器温度场仿真模型。仿真结果表明,绕组的热点位置是不固定的,会随着负载的变化而改变。在额定负载时热点位置出现在距绕组高85.88%处;在1.3倍额定负载时热点位置出现在距绕组高79.85%处;在1.48倍额定负载时热点位置出现在距绕组高75.66%处。经过曲线拟合可得负载与绕组热点位置关系变化曲线为Y=-69.55757X2+143.29236X+14.09207。（3）通过对变压器结构的研究以及变压器热生成量与热传导量分析,研制了一台变压器温度场模拟装置,并在模拟装置上搭建了试验平台。经试验结果表明,变压器模拟装置绕组接1.20 A电流时,热点位置在距绕组高86.48%处;变压器模拟装置绕组接1.37 A电流时,热点位置在距绕组高81.66%处;变压器模拟装置绕组接1.46 A电流时,热点位置在距绕组高75.03%处。经过曲线拟合可得负载与绕组热点位置关系变化曲线为Y=-68.46898 X2+144.52242 X+11.73863。
金硕[8]（2018）在《变压器油浸纸电阻率分区反演检测方法研究》文中认为对于电力变压器中应用最为广泛的油浸式变压器而言,其内部油浸纸材料一旦劣化难以替换。油浸纸的绝缘状态决定了油浸式变压器的使用寿命。对变压器内部油浸纸绝缘状态的可靠评估有助于准确把握变压器的运行寿命,以更好地指导运维决策,汰劣留良,提高电网运行的安全性与经济性。现有变压器部内油浸纸绝缘状态的检测和评估方法中,直接取样进行聚合度等参数的检测最为可靠,但操作不便,且可能造成绝缘二次劣化。间接检测方法凭借操作方便、不影响绝缘状态等优势,成为变压器油浸纸绝缘状态检测技术发展的必然选择。目前主要的间接检测手段以油中老化生成物浓度、变压器端口介电响应参数等间接特征量为检测对象,检测过程相对简单方便,但检测结果在一定程度上受变压器油、变压器绝缘结构等因素的影响。变压器工作时,内部的油浸纸处于不均匀电场和随负荷、环境等因素变化的温度环境中,其劣化具有明显的“空间局部”特征。目前多数间接检测手段均以变压器内部整体油纸绝缘结构为对象进行测量或分析,难免造成局部老化信号的“平均化”。基于上述背景,本文从特征量和检测方法两方面入手,对油浸纸绝缘状态的间接检测手段进行了研究。提出以油浸纸电阻率这一材料自身参数作为评估特征量,以克服采用间接特征量易受变压器油、绝缘结构等因素影响的缺点。针对油浸纸电阻率的间接检测,在考虑油浸纸老化分布性的基础上,提出了分区反演检测的思想:以变压器油电阻率、变压器端口绝缘电阻等便于测量的参数为输入,借助电场数值仿真对各区域油浸纸的电阻率进行分区反演计算。文中结合典型变压器绝缘结构的数值仿真,重点针对变压器油浸纸电阻率分区反演的实现方法进行了研究。通过对反演输入量、反演方法以及反演初值选择等问题进行讨论,以增强反演稳定性和反演效率,提高反演结果的可靠性,进而提升反演检测方法的实用性。本文主要开展工作如下:（1）结合理论分析以及相关实验结果,论述了电阻率随油浸纸老化状态的变化规律,说明可以采用电阻率表征油浸纸状态。借助变压器绝缘结构的电场分布特性,说明了以电阻率为特征量进行油浸纸绝缘状态评估的敏感性。针对油浸纸电阻率的间接检测,提出了电阻率反演检测的基本思想:以变压器油电阻率、变压器端口绝缘电阻等测量结果为输入,结合绝缘结构数值仿真,通过反演计算的方式获取油浸纸电阻率。（2）在输入量方面,基于典型油-纸复合绝缘结构的阻容等效电路模型,从分压比、残余电荷影响等角度分析了以变压器实际绝缘电阻作为反演输入量的优势。结合变压器绝缘结构阻容等效模型推导了绝缘电阻曲线表达式,并提出基于SAPSO的绝缘电阻的推演方法,提高了绝缘电阻的测量效率。（3）在变压器油浸纸电阻率分区迭代反演方法的研究方面,首先针对绝缘电阻的数值仿真中计算量的控制方法进行了研究。分别对绕组导线结构的简化、薄层绝缘结构有限元模型网格尺寸控制、以及三维模型的建模及简化方案进行了探讨,以提高仿真效率。以有限元计算次数为主要指标,对比了现有数值迭代算法的优劣。在此基础上提出了改进Broyden方法,提升了反演效率和稳定性。同时提出以求解超定方程组的方式,降低输入量误差的干扰,以获取更准确的分区电阻率。为获取合适的迭代初值,进一步提升迭代反演效率,提出了基于SVR的变压器油浸纸电阻率迭代初值计算方法。将提出的电阻率分区反演检测方法应用于反演分区与老化区域不一致的情况下,仍可明显反映区域内的局部老化。（4）将本文提出的电阻率分区反演检测方法应用于实际变压器,通过反演检测得到了变压器中主要绝缘材料的电阻率。结合相关试品的电阻率、变压器端口参数等实测结果,采用直接验证与间接验证相结合的思想,对提出的电阻率反演检测方法进行了验证:将反演结果与相应绝缘材料试品的电阻率测量结果进行对比,直接验证了反演结果的有效性;将反演结果应用于另一台不同构造变压器的绝缘电阻仿真计算,并与相应的绝缘电阻实测值进行对比,间接验证了反演结果的有效性。本文的研究为油浸式变压器绝缘状态的间接检测提供了一种新的思路,反演检测得到的油浸纸材料电阻率可为变压器绝缘状态评估提供可靠的数据支持,有助于提高变压器的运检水平。
易亚元[9]（2017）在《基于辅助调度员决策的变压器顶层油温预测方法研究》文中研究表明油浸式变压器是电力系统中最重要的设备之一,它起着变换电能的作用。变压器的损坏不仅影响电网的安全、稳定运行,而且会带来巨额的经济损失。大部分变压器损坏是由于其失去了应有的绝缘能力,而顶层油温是表征变压器绝缘能力的重要因素,特别是在迎峰度夏和度冬期间,顶层油温超限将直接限制变压器的负载能力与使用寿命。因此,为了准确预判变压器的运行状态,提升变压器的安全、可靠性,有必要对顶层油温进行计算与预测。本文从变压器顶层油温的计算模型、预测方法和辅助调度员决策三个方面进行研究,主要内容如下:首先,本文深入分析油浸式变压器的热特性,详细描述变压器的内部油流循环过程以及传热散热理论,绘制出变压器的升温曲线和冷却曲线。接着,对常见、经典的变压器顶层油温计算方法进行介绍,指出其中存在的不足之处,引入代表空气湿度的修正项,提出变压器顶层油温改进计算模型。在相同的输入条件下,比较IEEE经典模型和改进计算模型的预测效果,结果表明所提改进模型的顶层油温预测精度更高。其次,根据变压器在线监测的实际情况,为了更好地预测变压器顶层油温,本文选取变压器的负载电流、环境温度、空气湿度、有功功率、无功功率及前一时刻顶层油温作为特征参量,建立一种基于Elman神经网络的变压器顶层油温预测模型。在两台并列运行的变压器上应用Elman神经网络预测模型,并与BP神经网络模型的预测值进行比较。结果显示Elman神经网络模型的预测值与实测值具有更好的一致性,且对实际运行的变压器顶层油温有较好的预测效果。最后,针对用电高峰时期,四川某地区变电站变压器故障突出的实际情况,探讨变压器在线监测的常见故障类型和异常情况。选取一种变压器的故障情况作为研究对象,利用前述的Elman神经网络顶层油温预测模型辅助调度员决策,对具体流程、实现方法进行详尽分析,且给出了辅助决策建议。
张钰[10]（2016）在《电力变压器绕组热点温升的分析与验证》文中研究表明油浸式电力变压器是电力系统中的重要设备,随着其容量不断的增加,它的发热和冷却问题也愈加突出。绕组作为变压器中的主要损耗来源,其热点温升过高会使绝缘老化,进而影响绝缘材料的使用寿命。一旦变压器发生故障不能正常工作,将造成巨大的经济损失,严重的甚至会危及人身安全。因此,对变压器绕组热点温升进行计算,对预防变压器绕组局部过热问题有着重要的工程应用价值与实践意义。本文首先采用电磁场专用软件MF2D建立了变压器二维轴对称模型,得到了变压器绕组漏磁场分布和绕组各分区对应的涡流损耗,并对漏磁场和涡流损耗的分布规律进行了分析与总结,为变压器绕组热点温升的计算提供基础数据。在得到绕组总损耗的基础上,利用损耗密度和散热效率分别确定了绕组发热因子Q与冷却因子S,由此得到热点系数的具体解析公式,从而改进了绕组热点温升计算方法,并开发了绕组热点系数及温升的计算软件。利用典型变压器产品的温升试验结果验证了该工程算法与软件的准确性,为变压器绕组热点系数及热点温升提供了一种有效的计算方法。最后,利用Fluent软件建立了变压器的二维计算模型,并对材料属性、网格剖分等参数进行了合理的设置,得到了变压器绕组温度场分布及热点温度。通过与光纤测温数据的比较,验证了模型的合理性,进而利用温度场的计算结果对工程算法进行了效验分析,结果表明吻合良好,工程算法可以满足工程使用要求。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 变压器在线监测研究现状 |
| 1.2.2 变压器故障诊断研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 变压器故障的类型及其监测与诊断系统 |
| 2.1 常见变压器的故障概述 |
| 2.2 变压器油中溶解气体相关概述 |
| 2.2.1 变压器油中溶解气体的产生 |
| 2.2.2 变压器油中溶解气体分析 |
| 2.2.3 油中气体在线监测与故障诊断系统的研究 |
| 2.3 变压器常见监测方法 |
| 2.3.1 变压器局部放电在线监测技术 |
| 2.3.2 绕组变形在线监测 |
| 2.3.3 铁心接地在线监测 |
| 2.3.4 变压器振动频谱在线监测 |
| 2.3.5 变压器温度及电参数在线监测 |
| 2.4 变压器常见故障诊断方法 |
| 2.4.1 变压器故障诊断三比值法 |
| 2.4.2 变压器专家系统故障诊断方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 变压器在线监测系统设计与实现 |
| 3.1 基于FPGA实现变压器在线监测的原理设计 |
| 3.2 在线监测系统设计中软件的使用 |
| 3.3 基于FPGA对变压器在线监测系统主要的程序设计 |
| 3.3.1 绕组电压电流采集 |
| 3.3.2 绕组温度采集 |
| 3.3.3 频率及功率因数采集 |
| 3.4 变压器在线监测实验结果分析及实物图 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 变压器故障诊断分析 |
| 4.1 相关分类算法介绍 |
| 4.1.1 朴素贝叶斯分类 |
| 4.1.2 贝叶斯网络分类 |
| 4.1.3 决策树分类 |
| 4.1.4 随机森林分类 |
| 4.1.5 人工神经网络分类 |
| 4.2 变压器故障诊断的系统设计 |
| 4.2.1 DGA数据结构及归一化法 |
| 4.2.2 数据缺失值处理及异常值检测 |
| 4.2.3 RBF神经网络模型的建立 |
| 4.2.4 基于TRBF分类算法对变压器故障分析 |
| 4.3 基于K折交叉验证RBF分类算法分析 |
| 4.4 多重交叉验证改进RBF算法仿真数据分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果、参加学术会议及获奖 |
| 致谢 |
| 0引言 |
| 1 变电设备状态感知技术及应用现状 |
| 1.1 电气量感知技术 |
| 1.1.1 容性设备相对介损及电容量 |
| 1.1.2 避雷器泄漏电流 |
| 1.1.3 变压器铁芯接地电流 |
| 1.1.4 高频局部放电 |
| 1.2 声振感知技术 |
| 1.2.1 局部放电超声波 |
| 1.2.2 振动声纹 |
| 1.2.3 变电站噪声 |
| 1.3 光电感知技术 |
| 1.3.1 红外成像 |
| 1.3.2 紫外成像 |
| 1.4 化学感知技术 |
| 1.4.1 油中溶解气体 |
| 1.4.2 SF6气体状态 |
| 1.5 热学感知技术 |
| 2 变电设备新型感知技术与应用趋势 |
| 2.1 新型通用传感技术研究 |
| 2.1.1 微型电场传感技术 |
| 2.1.2 磁阻电流传感技术 |
| 2.1.3 局部放电空间定位传感技术 |
| 2.2 关键设备典型故障状态感知技术 |
| 2.2.1 OLTC机械故障在线感知装置 |
| 2.2.2 变压器绕组变形在线感知装置 |
| 2.2.3 高压套管多参量在线感知装置 |
| 2.2.4 GIS绝缘子沿面缺陷状态感知系统 |
| 2.3 感知传感器及装置性能提升及检测校验技术 |
| 2.3.1 可靠性设计 |
| 2.3.2 性能检测校验 |
| 3 展望 |
| 3.1 基于物联网的设备本体智能化感知体系 |
| 3.2 基于智能装备的立体巡检体系 |
| 3.3 基于人工智能及大数据的决策体系 |
| 3.4 智能传感器性能检测校验体系 |
| 4 结论 |
| 0 引言 |
| 1 嵌入式系统与传感器智能化 |
| 1.1 嵌入式系统 |
| 1.2 传感器的智能化 |
| 1.3 嵌入式系统与传感器智能化存在的问题 |
| 2 光学传感 |
| 2.1 红外测温技术 |
| 2.2 光声光谱气体检测 |
| 2.3 光纤传感技术 |
| 2.3.1 光纤温度传感 |
| 2.3.2 光纤电流传感 |
| 2.3.3 光纤振动声学传感 |
| 2.3.4 光纤应力应变传感 |
| 2.4 拉曼光谱油中溶解液体与气体检测 |
| 2.5 光学传感的引入带来的问题 |
| 3 MEMS传感 |
| 3.1 MEMS电场传感器 |
| 3.2 MEMS磁场传感器 |
| 3.3 MEMS传感中值得关注的问题 |
| 4 无线传感网络与边缘计算架构 |
| 4.1 无线智能传感器 |
| 4.2 智能电网无线传感网络 |
| 4.3 边缘计算架构 |
| 5 电气设备状态参量智能传感技术展望 |
| 6 结论 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 变压器状态检修的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外变压器状态检修的发展研究现状 |
| 1.2.2 我国变压器状态检修的研究现状 |
| 1.3 目前变压器检修存在的主要问题 |
| 1.4 本文的主要内容和结构安排 |
| 2 变压器状态检修系统关键技术分析 |
| 2.1 变压器结构及故障分析 |
| 2.1.1 油浸式变压器的结构分析 |
| 2.1.2 变压器故障种类分析 |
| 2.2 变压器故障诊断方法的分析 |
| 2.3 变压器状态检修的原理与方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 多信息融合的变压器状态检修系统总体设计 |
| 3.1 多信息融合的变压器状态检修系统需求分析 |
| 3.2 多信息融合的变压器状态检修系统设计思路 |
| 3.3 多信息融合的变压器状态检修系统总体结构 |
| 3.4 变压器状态检修应用管理系统设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多信息融合的变压器状态检修各个功能单元设计 |
| 4.1 变压器历史运行负荷信息检测 |
| 4.1.1 变压器历史运行负荷信息监测的必要性 |
| 4.1.2 变压器历史运行负荷信息检测实现 |
| 4.1.3 电网的运行环境信息检测具体实现 |
| 4.2 变压器运行环境信息检测具体实现 |
| 4.2.1 变压器运行环境信息检测分析 |
| 4.2.2 雷电信息监测单元设计 |
| 4.2.3 风雨等气象信息的检测 |
| 4.3 变压器运行状态表现参数的采集 |
| 4.3.1 基于ZigBee无线通信的振动和温度信息采集 |
| 4.3.2 变压器铁芯接地电流采集 |
| 4.4 其他信息检测 |
| 4.5 数据传输单元设计 |
| 4.5.1 数据传输单元的基本需求 |
| 4.5.2 4G通信实现方案的对比分析 |
| 4.5.3 本设计中的方案选定 |
| 4.6 定位与授时单元设计 |
| 4.6.1 电力系统对统一时间的基本要求 |
| 4.6.2 对GPS模块选用要求 |
| 4.6.3 定位与对时模块的选用 |
| 4.7 主控制单元设计 |
| 4.7.1 系统对控制器的需求分析 |
| 4.7.2 控制器的对比分析 |
| 4.7.3 STM32F746BE处理器的选定 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 多信息融合的变压器状态检修控制单元硬件设计与系统测试 |
| 5.1 各部分电路具体设计实现 |
| 5.2 变压器状态检修控制单元软件程序系统设计 |
| 5.3 检修控制单元应用程序设计 |
| 5.4 变压器状态检修单元硬件测试 |
| 5.4.1 各个功能单元测试 |
| 5.4.2 各个通信接口测试 |
| 5.5 试运行测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 附录内容名称 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 矿用干式变压器绝缘老化概述 |
| 1.2.1 矿用干式变压器的结构 |
| 1.2.2 Nomex绝缘纸的热稳定性 |
| 1.2.3 Nomex绝缘纸的机械性能 |
| 1.3 Nomex绝缘纸湿热老化的研究进展 |
| 1.3.1 绝缘纸聚合度研究进展 |
| 1.3.2 绝缘纸热稳定性研究现状 |
| 1.4 本文研究目标与研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 试验系统设计 |
| 2.1 湿热老化试验 |
| 2.1.1 老化试验平台搭建 |
| 2.1.2 老化工艺确定 |
| 2.2 绝缘纸聚合度测量 |
| 2.2.1 测定方法 |
| 2.2.2 粘度测量 |
| 2.3 Nomex绝缘纸热分析试验 |
| 2.3.1 试样预处理 |
| 2.3.2 试验流程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 热分析技术 |
| 3.1 热分析技术分类 |
| 3.1.1 热重与微分热重法 |
| 3.1.2 差热分析与差示扫描量热法 |
| 3.1.3 热分析技术的联用 |
| 3.2 热分析试验参数选择 |
| 3.3 热分析动力学 |
| 3.3.1 动力学机理函数 |
| 3.3.2 非等温动力学 |
| 3.4 最概然机理函数推断 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同老化状态下Nomex绝缘纸的聚合度变化规律 |
| 4.1 聚合度计算方法 |
| 4.1.1 特性粘度计算 |
| 4.1.2 聚合度计算 |
| 4.2 不同老化时间下Nomex绝缘纸聚合度变化规律 |
| 4.3 不同初始水分含量下Nomex绝缘纸聚合度变化规律 |
| 4.4 不同温度下Nomex绝缘纸聚合度变化规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Nomex绝缘纸老化过程中的热稳定性研究 |
| 5.1 不同老化状态下Nomex绝缘纸的热稳定性研究 |
| 5.1.1 未老化Nomex绝缘纸的热解曲线 |
| 5.1.2 Nomex绝缘纸不同老化周期的热解曲线结果 |
| 5.2 不同老化因子下Nomex绝缘纸热裂解参数变化规律 |
| 5.2.1 不同初始水分含量试验结果 |
| 5.2.2 不同温度试验结果 |
| 5.3 Nomex绝缘纸热解动力学分析 |
| 5.3.1 热裂解参数的提取 |
| 5.3.2 聚合度与活化能的关系 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 变压器油品质检测方法研究现状 |
| 1.2.2 超声检测技术研究现状 |
| 第2章 绪论 |
| 2.1 研究目的和意义 |
| 2.2 本文研究内容 |
| 2.3 技术路线 |
| 第3章 变压器油品质评判指标权重及方法 |
| 3.1 变压器油品质评判指标及测定方法 |
| 3.2 变压器油品质评判指标权重 |
| 3.2.1 一般层次分析法AHP |
| 3.2.2 改进层次分析法IAHP |
| 3.2.3 基于IAHP的变压器油品质评判指标权重研究 |
| 3.3 变压器油品质评判标准 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 变压器油多频超声测试及品质评判数据库 |
| 4.1 多频超声检测概述 |
| 4.2 变压器油多频超声测试 |
| 4.3 变压器油品质评判数据库 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于多频超声技术和SVM的变压器油品质综合评判 |
| 5.1 基于SVM的变压器油品质综合评判 |
| 5.1.1 支持向量机SVM |
| 5.1.2 基于SVM的变压器油品质综合评判模型 |
| 5.2 基于CV-SVM的变压器油品质综合评判 |
| 5.2.1 交叉验证法CV |
| 5.2.2 基于CV-SVM的变压器油品质综合评判模型 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录一 |
| 附录二 |
| 致谢 |
| 发表论文及参加课题一览表 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本文研究背景与意义 |
| 1.2 变压器绕组热点温度研究现状 |
| 1.2.1 变压器温度直接测量法 |
| 1.2.2 变压器温度间接测量法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 变压器热生成与热传导研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 变压器绕组热生成原理 |
| 2.2.1 空载损耗 |
| 2.2.2 负载损耗 |
| 2.3 变压器散热原理 |
| 2.3.1 变压器散热过程 |
| 2.3.2 变压器散热方式 |
| 2.4 SFZ11-10000/35 热学量的计算 |
| 2.4.1 变压器内关键温度的测量 |
| 2.4.2 额定负载变压器热生成量计算 |
| 2.4.3 热传导相关参数确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于热电类比法的变压器温度场仿真模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热电类比理论 |
| 3.3 热电类比法变压器绕组温度分布式模型研究 |
| 3.4 仿真模型参数的设定 |
| 3.4.1 绕组对应油温 |
| 3.4.2 绕组热损 |
| 3.4.3 热阻 |
| 3.5 变压器模型仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 变压器绕组温度场实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 变压器实验模型装置的设计 |
| 4.3 变压器实验模型装置监控系统设计与传感器的安装 |
| 4.3.1 变压器模拟装置温度传感器的选择 |
| 4.3.2 变压器模拟装置温度传感器的安装 |
| 4.3.3 变压器温度场模拟装置可靠性验证 |
| 4.4 变压器模拟装置温升试验 |
| 4.5 实验结果分析 |
| 4.5.1 变压器温度场模拟试验结果分析 |
| 4.5.2 仿真模型数据与温度场模拟装置数据对比分析 |
| 4.6 总结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读硕士学位期间发表的学术成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 油浸纸老化原因分析 |
| 1.3 油浸纸绝缘状态评估研究现状 |
| 1.3.1 油浸纸聚合度检测 |
| 1.3.2 油中老化生成物浓度检测 |
| 1.3.3 电气特征量检测 |
| 1.3.4 基于智能算法的评估方法 |
| 1.3.5 研究现状总结 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 油浸纸电阻率的检测意义及间接检测方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 油浸纸电阻率与其老化状态的关系 |
| 2.2.1 介电响应特性随油浸纸老化状态的变化规律 |
| 2.2.2 油浸纸电阻率与聚合度的关系 |
| 2.2.3 油浸纸电阻率随老化状态变化的原因 |
| 2.3 油浸纸电阻率的对局部老化的敏感性 |
| 2.4 油浸纸电阻率的间接检测方法 |
| 2.4.1 电阻率法及电阻率的反演 |
| 2.4.2 油浸纸电阻率反演检测的基本思想 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 变压器端口绝缘电阻的检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 油-纸复合绝缘结构的极化过程及其等效电路 |
| 3.3 绝缘电阻的置信度分析 |
| 3.3.1 介质分压比随测量时间的变化情况 |
| 3.3.2 残余电荷对极化电流的影响 |
| 3.3.3 绝缘电阻作为反演输入量的优势 |
| 3.4 变压器绝缘电阻的推演 |
| 3.4.1 变压器绝缘电阻的推演思路 |
| 3.4.2 变压器绝缘电阻曲线表达式的推导 |
| 3.4.3 基于SAPSO的绝缘电阻推演 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 变压器油浸纸电阻率分区迭代反演方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 油浸纸电阻率迭代反演的基本流程 |
| 4.3 绝缘电阻的仿真计算 |
| 4.3.1 绕组结构的简化 |
| 4.3.2 薄层绝缘结构的网格控制 |
| 4.3.3 变压器绝缘结构3维模型的建模及简化 |
| 4.4 常用多元非线性方程的数值迭代方法 |
| 4.4.1 牛顿法 |
| 4.4.2 拟牛顿法和Broyden方法 |
| 4.4.3 共轭梯度法 |
| 4.4.4 电阻率迭代反演效率对比 |
| 4.5 基于牛顿下山法的改进Broyden方法 |
| 4.5.1 牛顿下山法 |
| 4.5.2 改进Broyden方法 |
| 4.6 基于超定方程组的油浸纸电阻率分区迭代反演 |
| 4.6.1 测量误差对反演结果的影响 |
| 4.6.2 超定方程组下油浸纸电阻率的迭代反演方法 |
| 4.7 油浸纸电阻率迭代初值的确定 |
| 4.7.1 基于SVR的油浸纸电阻率迭代初值计算方法 |
| 4.7.2 油浸纸电阻率SVR模型的影响因素及应用效果 |
| 4.8 反演分区与老化区域存在差异时的反演结果 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 电阻率分区反演检测方法的验证 |
| 5.1 验证方法 |
| 5.2 变压器绝缘材料电阻率的反演检测 |
| 5.2.1 反演区域划分 |
| 5.2.2 回归样本训练 |
| 5.2.3 绝缘电阻及变压器油电阻率的检测 |
| 5.2.4 变压器绝缘材料电阻率的反演检测结果 |
| 5.3 电阻率反演结果的验证 |
| 5.3.1 基于材料电阻率测量的直接验证 |
| 5.3.2 基于绝缘电阻检测的间接验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的科研成果目录 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 变压器顶层油温计算及预测方法的研究现状 |
| 1.2.2 辅助调度员决策技术的研究现状 |
| 1.3 论文主要工作 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 油浸式电力变压器热特性分析 |
| 2.1 油浸式电力变压器损耗 |
| 2.1.1 油浸式电力变压器的负载损耗 |
| 2.1.2 油浸式电力变压器的空载损耗 |
| 2.2 油浸式电力变压器温升限值 |
| 2.3 油浸式电力变压器绕组、铁芯及变压器油热行为分析 |
| 2.4 油浸式电力变压器冷却方式 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 油浸式电力变压器顶层油温改进计算方法研究 |
| 3.1 油浸式电力变压器顶层油温特点 |
| 3.2 变压器顶层油温计算模型分析 |
| 3.2.1 国标中变压器顶层油温计算模型 |
| 3.2.2 变压器顶层油温升模型 |
| 3.2.3 变压器顶层油温的线性化模型 |
| 3.2.4 变压器顶层油温的半物理模型 |
| 3.3 变压器顶层油温改进计算模型 |
| 3.4 实例分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Elman神经网络在变压器顶层油温预测中的应用 |
| 4.1 Elman神经网络基本理论 |
| 4.1.1 神经网络发展历程 |
| 4.1.2 BP神经网络算法 |
| 4.1.3 Elman神经网络介绍 |
| 4.2 变压器顶层油温特征参量选取 |
| 4.2.1 顶层油温影响因素 |
| 4.2.2 灰色关联度分析 |
| 4.3 基于Elman神经网络的顶层油温预测模型建立 |
| 4.3.1 网络结构确定及预处理 |
| 4.3.2 网络设计 |
| 4.4 实例分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 辅助调度员决策分析与研究 |
| 5.1 辅助调度员决策研究背景 |
| 5.1.1 变压器在线监测故障分析 |
| 5.1.2 辅助调度员决策研究对象 |
| 5.2 辅助调度员决策研究方法 |
| 5.2.1 辅助调度员决策具体流程 |
| 5.2.2 辅助调度员决策实现方法 |
| 5.3 辅助调度员决策建议 |
| 5.4 辅助调度员决策实施效益 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论及展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文和参与的项目 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.2.1 直接测量法 |
| 1.2.2 间接计算测量方法 |
| 1.3 本课题研究的主要内容 |
| 第二章 变压器内部热量传递过程的分析 |
| 2.1 油浸式变压器的损耗 |
| 2.1.1 空载损耗 |
| 2.1.2 负载损耗 |
| 2.2 油浸式电力变压器的冷却 |
| 2.2.1 内部热量传递过程 |
| 2.2.2 油浸式变压器的散热方式 |
| 2.2.3 油浸式变压器冷却方式 |
| 2.3 绕组涡流损耗计算方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 变压器绕组热点温升的分析与验证 |
| 3.1 绕组漏磁场分布与涡流损耗计算 |
| 3.1.1 MF2D专用软件介绍 |
| 3.1.2 模型的建立与漏磁场分析 |
| 3.1.3 绕组中涡流损耗的分布 |
| 3.2 变压器绕组热点温升工程算法研究 |
| 3.2.1 绕组热点温升计算模型的建立 |
| 3.2.2 发热因子Q |
| 3.2.3 冷却因子S |
| 3.3 参数计算与产品的验证 |
| 3.3.1 油浸风冷式电力变压器各参数的计算与分析 |
| 3.3.2 油浸自冷式电力变压器的验证分析 |
| 3.4 计算软件的开发 |
| 3.4.1 计算界面 |
| 3.4.2 计算结果验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 变压器温度场的计算与校验分析 |
| 4.1 FLUENT软件介绍 |
| 4.1.1 FLUENT基本功能 |
| 4.1.2 FLUENT求解步骤 |
| 4.1.3 流体动力学控制方程 |
| 4.2 模型建立与参数设置 |
| 4.2.1 油浸式变压器计算模型的建立 |
| 4.2.2 边界条件的设置 |
| 4.2.3 模型参数设置 |
| 4.2.3.1 损耗密度的计算 |
| 4.2.3.2 材料属性 |
| 4.3 计算结果及分析 |
| 4.3.1 计算结果 |
| 4.3.2 仿真结果验证及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
