变压器论文基于电—声综合分析的变压器局部放电模式识别研究.doc

变压器论文：基于电声综合分析的变压器局部放电模式识别研究【中文摘要】变压器局部放电模式识别的研究对于及时发现潜在故障,防止电力系统重大事故发生具有重要意义。目前变压器局部放电模式识别主要有电脉冲法和气相色谱法。由于现场强烈的电磁干扰和复杂的变压器内部结构,电脉冲法的识别效果并不理想。气相色谱法虽然不受电磁干扰影响,可帮助分析大致放电类型,但不能说明放电形态和位置,且存在严重的滞后现象,不利于及时发现潜在的故障。变压器局部放电产生的超声波信号受电磁干扰小,但频带较窄、波形复杂且易受变压器内部结构影响。在深入分析电脉冲信号和超声信号各自特点基础上,本文提出基于电声综合分析的局部放电模式识别方法,并建立了软硬件实验分析系统。首先,根据局部放电产生原理与特点,建立了变压器五种放电模型,搭建了局部放电实验系统。主要包括测量子系统、耦合子系统、传输子系统以及实验系统的原理图和接线图。其次,针对实验系统常见空间干扰、电源干扰和地干扰以及接地电阻影响,分别给出对应的硬件抑制措施以及软件消干扰方法。软件方法采用基于小波变换的消除干扰算法,并与傅里叶消干扰方法进行了对比分析。然后,分析了变压器局部放电电气定位法的特点与不足,研究了各种电声定位法和声声定位法;提取电脉冲信号时域特征和超声波信号统计特征,构建特征向量,实现了典型的放电模式识别。最后,开发了变压器局部放电分析系统,包括数据采集与显示、小波变换与傅里叶变换消干扰、超声定位和放电模式识别等软件模块。【英文摘要】Partial Discharge Pattern Recognition for the timely detection of potential failures, to prevent the occurrence of major accidents power system is important. PD pattern recognition in the current transformers are electrical pulse method and gas chromatography. Because the field a strong electromagnetic interference and the complex internal structure of the transformer, electric pulse method of identifying the effect is not ideal. Gas chromatography from electromagnetic interference, high recognition accuracy, but there is a serious lag is not conducive to timely detection of potential failures.Transformer partial discharge by the ultrasonic signal generated by electromagnetic interference is small, but the band is narrow, the waveform is complex and susceptible to influence the internal structure of the transformer. In-depth analysis of electrical pulse signals and ultrasound signals based on their own characteristics, this paper presents a comprehensive analysis based on electro-acoustic partial discharge pattern recognition method, and the establishment of the Experimental Analysis of hardware and software systems.First, according to the principle and characteristics of partial discharges, the establishment of five discharge of transformer model, set up a partial discharge test system. Including measurement subsystem, coupled subsystem, transport subsystem and the experimental system schematic and wiring diagram.Second, common space for the experimental system interference, power disturbances and interfere with and affect the grounding resistance, the corresponding hardware are given disincentives and software destructive interference method. Software method using wavelet-based algorithm to eliminate interference and destructive interference with the Fourier method were compared.Then, the analysis of transformer partial discharge location method of electrical characteristics and disadvantages of various positioning methods and the sound of acoustic location method; extract the electrical pulse signal characteristics and the ultrasonic signal in time domain statistical features, build feature vectors, to achieve a typical Discharge pattern recognition.Finally, the development of the transformer partial discharge analysis system, including data acquisition and display, wavelet transform and Fourier transform destructive interference, ultrasound and discharge pattern recognition and other software modules.【关键词】变压器 局部放电 电-声综合分析 小波变换 模式识别【英文关键词】transformer partial discharge electric signal and ultrasonics comprehensive analysis wavelet transform pattern recognition【目录】基于电声综合分析的变压器局部放电模式识别研究摘要5-6Abstract6第1章 绪论9-131.1 课题研究背景及意义91.2 课题相关的国内外研究动态9-121.2.1 变压器局部放电检测研究现状9-101.2.2 变压器局部放电定位研究现状101.2.3 变压器局部放电模式识别研究现状10-111.2.4 需要进一步研究的内容11-121.3 论文研究的主要内容12-13第2章 放电模型与实验分析系统的建立13-182.1 局部放电机理与放电模型的建立13-142.1.1 局部放电的产生及特点132.1.2 油中放电机理132.1.3 放电模型的建立13-142.2 硬件试验系统的建立14-172.2.1 测量仪器子系统142.2.2 耦合子系统14-152.2.3 传输子系统152.2.4 测量回路原理图和接线图15-172.3 软件分析系统的构成172.3.1 数据显示与分析模块172.3.2 小波消干扰模块172.3.3 定位模块172.3.4 模式识别模块172.4 小结17-18第3章 变压器局部放电测试系统的干扰与抑制18-363.1 干扰的主要类型与硬件抑制方法18-193.1.1 空间干扰及其抑制方法183.1.2 电源干扰及其抑制方法18-193.1.3 地电流干扰及其抑制方法193.1.4 接地电阻影响193.2 傅里叶变换与小波变换消干扰原理与应用19-243.2.1 傅里叶变换19-203.2.2 短时傅里叶变换203.2.3 小波变换20-233.2.4 傅里叶变换消干扰与小波变换消干扰的对比23-243.3 小波消干扰软件模块24-353.3.1 小波消干扰软件模块的构成24-253.3.2 常用小波消干扰方法介绍25-263.3.3 小波消干扰最优分解层数的研究26-293.3.4 小波消干扰新算法的研究29-353.4 小结35-36第4章 变压器局部放电定位36-444.1 变压器局部放电定位常用方法36-374.1.1 电气定位法36-374.1.2 超声波定位法374.2 变压器中超声波传播特性与定位方法37-414.2.1 变压器中超声波传播特性37-384.2.2 定位方法38-414.3 超声定位软件模块41-434.3.1 定位算法软件模块414.3.2 声声定位参数设置模块414.3.3 电声定位参数设置模块41-424.3.4 定位显示模块42-434.4 小结43-44第5章 变压器局部放电模式识别与软件综合分析系统44-625.1 变压器局部放电模式识别44-585.1.1 模式