電力變壓器作為輸變電過程中的重要環(huán)節(jié),其可靠運(yùn)行對保障電網(wǎng)安全至關(guān)重要。變壓器振動發(fā)出的聲信號包含了豐富的運(yùn)行狀況信息,通過對其幅值和頻譜的檢測,可有效掌握變壓器的運(yùn)行狀況。為充分挖掘變壓器振聲的應(yīng)用價值,豐富變壓器異常狀態(tài)檢測手段,提出一種基于盲源分離的變壓器振聲自適應(yīng)提取與異常狀態(tài)檢測方法。該方法具有安裝簡便、可移植性強(qiáng)、信號整體性佳等優(yōu)點(diǎn),在電氣設(shè)備狀態(tài)檢測與故障診斷領(lǐng)域前景廣闊。本文旨在發(fā)展基于電力變壓器振聲自適應(yīng)提取的異常狀態(tài)檢測技術(shù),首先基于有限元軟件建立多物理場耦合模型,揭示變壓器振聲發(fā)生機(jī)理,其次提出變壓器振聲自適應(yīng)提取方法以排除周圍干擾噪聲,最終得到基于變壓器振聲的異常狀態(tài)檢測方法,具體內(nèi)容如下:基于有限元分析軟件構(gòu)建了電磁-結(jié)構(gòu)-聲多物理場耦合的變壓器仿真模型,揭示了變壓器繞組和鐵芯的振聲發(fā)生機(jī)理。針對繞組松動、繞組變形2種典型異常狀態(tài),分析了變壓器振聲幅值、頻譜的變化情況。所做工作為變壓器振聲自適應(yīng)提取和異常狀態(tài)檢測提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。針對振聲信號在采集過程中易受干擾的問題,提出一種基于盲源分離的變壓器振聲自適應(yīng)提取方法,并改進(jìn)了基于勢函數(shù)的稀疏分量分析算法... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１變壓器振動傳遞途徑??２．１．１繞組振動發(fā)生機(jī)理??

中無磁通時其長度為只要磁通大小相同，無論磁通方向朝向哪一邊，硅鋼片??都將在磁通軸向上產(chǎn)生長度為ＡＬ的形變量。因此，可以看出硅鋼片磁致伸縮的??振動基頻是電源頻率的２倍，為１００?Ｈｚ。圖２．２所示為一個電源周期內(nèi)磁致伸縮??形變情況。??由于鐵磁材料曲線并不是線性的，并且鐵芯磁路長度也不是均勻分布??的，這些非線性條件將使磁通波形發(fā)生畸變，產(chǎn)生高次諧波分量，因此鐵芯振聲??的頻譜中除了?１００?Ｈｚ的基波分量，還存在２００?Ｈｚ、３００?Ｈｚ、４００?Ｈｚ等整數(shù)倍頻??高次諧波分量１４８］。??／ｆ＝０??卜?Ｌ＋ＡＬ?」??Ｈ?｜?＿??Ｈ＝０??＿?ｉ?／／??圖２．２?—個電源周期內(nèi)磁致伸縮形變情況??２．２變壓器振聲多物理場耦合模型??２．２．１變壓器多物理場耦合建模方法??本文采用有限元計(jì)算軟件對變壓器的振聲情況進(jìn)行電場、磁場、結(jié)構(gòu)力場和??壓力聲場的多物理場耦合求解分析。仿真及實(shí)驗(yàn)研究均采用２２０?ｋＶ電壓等級變??壓器，額定容量１５０?ＭＶＡ，空載損耗８９?ｋＷ，負(fù)載損耗４００?ｋＷ，空載電流０．４％，??１２??

（ａ）網(wǎng)格剖分結(jié)果?（ｂ）網(wǎng)格剖分質(zhì)量??圖２．４變壓器幾何模型網(wǎng)格剖分處理結(jié)果??２．２．２電－磁場耦合建模??在電－磁場耦合建模時，變壓器的電路模型和幾何模型通過場路耦合法連接??到一起，通過有限元軟件中的外電路搭建實(shí)現(xiàn)電場與磁場的耦合，仿真外電路中??在三相高壓線圈兩端施加交流電壓源，低壓線圈兩端通過外部耦合獲得交流電??源，由此實(shí)現(xiàn)了電路與磁場模型的耦合【５２】。變壓器單相電路圖如圖２．５所示。??１４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3250938