【《变压器振动的电磁机理和变压器状态监测研究的国内外文献综述》2600字】

变压器振动的电磁机理和变压器状态监测研究的国内外文献综述 目前，国内外针对变压器振动的电磁机理和变压器状态监测分别有一定的研究，但很少有学者将这两者结合起来，建立起一个包含变压器振动信息的状态监测体系。1.1变压器振动的电磁机理分析 目前主流的研究框架下，如文献REF_Ref72086942\r\h[2]和文献REF_Ref72087015\r\h[3]都将变压器振动被分为绕组振动和铁芯振动，其中绕组的振动是主要的振动来源。绕组因为漏磁受到电动力而振动，受力和电流平方成正比，铁芯受到磁致伸缩力而振动，受力和电压平方成正比。文献REF_Ref72087075\r\h[4]还提出最终变压器的振动还受铁芯和绕组振动传播过程的影响，如果是干式变压器，铁芯和绕组的振动一般通过铁芯支架垫脚传递至变压器油箱；如果是油式变压器，振动会通过铁芯支架垫脚和变压器绝缘油传递至油箱。 文献REF_Ref70759641\r\h[5]认为要正确地分析振动，还必须正确地考虑其它因素对变压器的影响。首先是温度，因为温度会通过几个物理过程影响振动。首先，磁致伸缩是非线性的依赖于温度的现象。此外，温度的变化会引起油的粘度变化，从而影响振动向油箱的传递。最后，温度变化引起结构单元的膨胀或压缩，从而改变其固有振动频率和被强迫振动的振幅。其次是局部放电，但考虑到局部放电是非周期性的，变压器正常运行下的振动是周期性的，我们可以单独考虑它的影响；最后是制冷系统的各个部件(如油泵和风扇)在主振动的基础上也产生振动。这些元件不以连续的方式工作，因为它们过去是根据变压器的工作温度开关的，但当它们工作时，周期性的振动信号出现，会干扰变压器绕组和铁芯的振动。 图1-2变压器振动信号产生及传播途径1.2变压器状态监测体系为了提高电力设备的可靠性和电力系统综合运行效率，有必要快速、准确、实时地掌握电力设备运行状况，根据它们实时运行状况更有针对性地制定检修计划。在线监测可以在被测设备正常运行时，结合信号处理、有线通信、无线通信、数据分析、传感器测量等技术对设备的一系列状态指标进行连续或定期监测，实时反应设备当前的运行状况REF_Ref72087202\r\h[6]。目前，油中溶解气体分析（DissovledGasAnalysis，DGA）是广泛应用于油浸式变压器在线监测和诊断工作的一种技术手段，其工作原理如下图所示：图1-3变压器油中溶解气体分析（DGA） 油中溶解气体分析主要有油气分离、气体检测、数据采集和存储、超标预警等步骤，目前不管是应用还是研究都集中在多组分气体的分析，其中最为成熟的是气相色谱分析，具有很高的可靠性和可行性，在变压器状态监测量领域应用最为广泛。 除了油中溶解气体分析，还有其它补充监测技术，如局部放电监测、绝缘监测、断路器监测、绕组光纤测温、分接开关监测、铁芯接地电流监测等。通过这些监测技术，为电力设备实现状态监测提供了更多有效的分析指标数据。 获取电力设备状态监测量后，如何利用这些监测量对变压器整体的健康状况作出科学准确的评价，收到了学者们的广泛关注。电力设备的状态监测主要包括状态指标的选取和评估方法，即监测指标体系的选取和指标权重的确定。 监测指标体系的建立。建立监测指标体系需要包含能从不同侧面、不同程度上反映变压器运行工况的变压器状态监测指标。一般在实际应用中，由于成本、环境等限制，不会将所有的指标纳入监测体系，这就需要我们遵循科学性、全面性、可操作性等原则选取状态监测指标，尽可能全面、真实地反映变压器的实时运行状态。文献REF_Ref72087466\r\h[7]在建立监测指标体系时，主要考虑了可能影响变压器正常运行的应力，选取的监测数据主要包括：热、电、机械和负荷方面的数据。文献REF_Ref72087475\r\h[8]运用了分层评估的方法，将变压器整体状态分解为了8个子系统，包括磁路状态、电路状态、冷却状态、机械状态、绝缘状态、密封状态和测量状态，再为各个子系统分别选取相应的检测指标。文献REF_Ref72087486\r\h[9]认为，应尽量选择判断标准明确的常规试验项目，在电力设备状态监测体系中选择了DGA数据、运行历史和维护记录、外观检查等指标。文献REF_Ref72087497\r\h[10]在电力设备运行状态以外，还增加了三个类型的状态：技术状态、战略状态和经济状态。因此，在建立变压器状态监测体系时要具体问题具体分析，选取有效、可行度高的监测指标。 监测指标权重的确定。变压器各个状态监测量在监测过程中反映的信息不同，起到的作用也不一样，因此要根据各监测量对反映变压器运行状态的贡献度大小赋予相应的权重，如何科学地赋予检测指标权重也是学者研究的重要课题。确定变压器指标权重的方法可以分为主观法和客观法。主观法是基于决策者的经验和偏好，按重要性程度，通过不同的数学方法对各监测指标赋予权重，常见的有：层次分析法(AHP法)REF_Ref72087640\r\h[11]、专家打分法REF_Ref72087695\r\h[12]等。客观法是基于评价方案指标值的客观数据的差异确定各监测指标的权重，主要有：主成分分析法、熵权法、均方差法，多目标规划法、离差最大化法、关联规则置信法REF_Ref72087759\r\h[13]等。不难看出，对于同一套检测体系指标，才有不同的监测指标权重，最后所得到的变压器运行状态也会不同，所以确定一套科学的指标权重系数也至关重要。参考文献武中利.电力变压器故障诊断方法研究[D].华北电力大学,2013.严莉,王维建,周东华.变压器故障诊断的油色谱分析方法综述[J].控制工程,2003,(06):488–491.杨毅,刘石,张楚,等.基于振动分布特征的电力变压器绕组故障诊断[J].振动与冲击,2020,39(01):199–208.金潇.基于声信号的配电变压器故障诊断方法研究[D].武汉大学,2017.GARCIAB,BURGOSJC,ALONSOAM.Transformertankvibrationmodelingasamethodofdetectingwindingdeformations-partI:theoreticalfoundation[J].IEEETransactionsonPowerDelivery,2006,21(1):157–163.尹康涌.油浸式变压器噪声状态监测关键技术研究与应用[D].华中科技大学,2018.黄华,傅展钊.大型电力变压器状态分析综述[J].华东电力,2004,32(3):23-26.谢红玲,律方成.基于信息融合的变压器状态评估方法研究[J].华北电力大学学报,2006,33(2):8-11.廖玉祥.一种电力变压器运行状态综合评估模型的研究[D].重庆:重庆大学,2006.CliteurG,WetzerJ.Conditionassessmentofpowertransmissionanddistributioncomponents[C].16thInternationalConferenceandExhibitiononElectricityDistribution,2001.Part1:Contributions.CIRED.(IEEConf.PublNo.482),2001:5pp.vol.1.王有元,陈璧君.基于层次分析结构的变压器健康状态与综合寿命评估模型[J].电网技术,2014,38(10):2845-2850.龙鹏,盛戈皞,刘亚东,陈静,白万建,江秀臣.基于可拓理论的变压器在线监测状态综合评估[J].华东电力,2011,39(9):1390-1394.谭贵生,曹生现,赵波,魏宏建,刘丹丹.基于关联规则与变权重系数的变压器状态综合评估方法[J].电力系统保护与控制,2019(1):88-95.汲胜昌，刘味果,李彦明,等.振动法用于在线监测电力变压器绕组及铁心状况的可行性研究[J].高压电器,2001,37(005):4-7.WEISERB,PFUTZNERH,ANGERJ.Relevanceofmagnetostrictionandforcesforthegenerationofaudiblenoiseoftransformercores[J].IEEETransactionsonMagnetics,2000,36(5):3759–3777.WEINERM.Magnetostrictiveoffsetandnoiseinfluxgatemagnetometers[J].IEE