作為電力系統(tǒng)中核心設備之一的變壓器,其正常運行保障著電力系統(tǒng)的安全及經濟穩(wěn)定性。因此,及時發(fā)現變壓器故障尤為重要。現行的絕大部分變壓器中都用到絕緣油,其作用是散熱、絕緣和消弧,當變壓器內部發(fā)生故障時,油中會產生一些特征氣體。根據變壓器油中釋放出的特征氣體濃度變化可判斷出變壓器是否故障。因此,本文應用TDLAS技術檢測變壓器油中釋放出的特征氣體濃度。根據氣體濃度的變化,判別變壓器是否存在故障。首先,根據前期調研情況,總結關于變壓器油中特征氣體的檢測技術和TDLAS技術的發(fā)展現狀。深入研究了變壓器絕緣油中的特征氣體產生的原理以及其溶解機理和過程,闡明了油中特征氣體種類與變壓器故障類型之間的對應關系。其次,在TDLAS-WMS的理論基礎上,針對傳統(tǒng)鎖相放大諧波提取方法較繁瑣的問題,提出一種基于頻譜分析方法的諧波解調技術。對該方法進行了理論推導后,做了數值模擬,仿真結果與理論相符,證明了所提出方法的準確性。為進一步證明所提出方法的準確性和有效性,搭建TDLAS實驗裝置并進行了與數值仿真相對應的實驗。實驗結果證明,所提出的頻譜分析方法與傳統(tǒng)鎖相放大方法的諧波解調精度相同,并且在甲烷氣體濃度低于30ppm時,頻譜分析方法的抗噪性更好,諧波解調精度更高。再次,為消除TDLAS痕量氣體檢測系統(tǒng)中初始光強波動帶來的影響,在頻譜分析基礎上,提出與諧波比值結合的方法。首先從理論上推導該方法的可行性,理論推導結果表明一次諧波在中心頻率處與氣體濃度無關,而二次諧波在中心頻率處與氣體濃度成正比,所以二者的比值既消除了初始光強波動帶來的影響又保持了諧波比值與待測氣體濃度成正比的關系。從仿真和實驗兩方面證明了解調方法的準確性和有效性。該方法消除了光強波動的影響,可用于噪聲較大的實際應用環(huán)境中。最后,針對檢測油中釋放出的特征氣體來判別變壓器故障的問題,設計并搭建了基于TDLAS技術的變壓器油中痕量甲烷氣體檢測裝置。分別應用提出的兩種數據處理方法對探測到的正常及故障時的透射光強信號進行處理。比較實驗結果,證明兩種數據處理方法在實驗室條件下得到的測量結果之差小于2ppm,所以穩(wěn)定條件下應用頻譜分析處理方法較為簡單,實際測量環(huán)境噪聲影響較大時應用諧波比值方法使檢測結果更精確。同時證明了該技術在變壓器故障檢測中有很好的可行性,對變壓器故障特征知識庫的建立及故障檢測發(fā)展提供技術支持。
【學位單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM407
【部分圖文】：

圖 3.10 DFB 激光器圖 其次，氣體光譜吸收過程在赫利奧特（池如圖 3.11 所示。激光在 Herriott 吸收池內壓強為 20kPa，實際溫度為 22.6℃。最后，應用 PD（Thorlabs, PDA10CS）探
【參考文獻】

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本文編號：2844412