毕业论文--关于变压器局部放电的研究.doc

哈尔滨理工大学学士学位论文关于变压器局部放电的研究摘要电力变压器是电力系统的重要设备之一，它的可靠运行对电力系统的安全、经济运行有重大意义电力变压器运行的可靠性主要取决于其绝缘状况，而造成变压器绝缘老化和破坏的主要原因之一是局部放电，所以变压器局部放电的检测对电力系统的可靠性和经济性具有很高的理论和实用价值本文在研究变压器局部放电的基础上，重点研究了基础的超声波法测量变压器局部放电的问题从放电的等值电路入手建立了纳秒级的局部放电测量等值电路，实验结果验证了等值电路的合理性，进一步得到了真实放电量的估计方法对可测量真实放电量的局部放电实验电路以及实际局部放电模型进行了实验，验证了真实放电量估计方法的有效性利用局部放电模型电路在实验室内研究了超声波的传播规律，指出变压器内部介质对超声波传播影响较小，而变压器外壳对超声波信号传播影响很大为超声波法研究局部放电提供了理论分析基础和分析方法关键词　变压器；局部放电；超声波； Transformer partial dischargeAbstractThe power transformer is one of the important equipment of the power system and its reliable operation of safe and economic operation of the power system. The reliability of power transformers to run depends mainly on the insulation condition caused by one of the main transformer insulation aging and destruction of the partial discharge transformer partial discharge detection of power system reliability and economy with high levels of theory and practical value.Of transformer partial discharge on the basis of focus based on ultrasonic measurement of transformer partial discharge. Start from the equivalent circuit of the discharge to establish the equivalent circuit of the nanosecond partial discharge measurements, and experimental results verify the equivalent circuit, and further the methods of estimation of the true discharge. Conducted experiments to measure the true discharge amount of the partial discharge test circuit and the actual partial discharge model, verify the validity of the real discharge magnitude estimation method. The use of partial discharge model circuit studied in the laboratory propagation of ultrasound, that the transformer internal medium of the ultrasonic propagation, while the transformer shell a great influence on the ultrasonic signal propagation. Ultrasonic partial discharge provides a theoretical analysis and analytical methods.Keywords　Power transformer ;Partial Discharge ;Ultrasonic wave不要删除行尾的分节符，此行不会被打印I- -目录摘要 IAbstract II第1章 绪论 11.1 课题背景 11.2 选题的目的和意义 1第2章 局部放电的减小措施 22.1 产生局部放电的原因 22.2 影响局部放电特性的诸因素 22.3 减小局部放电的措施 32.3.1 局部放电产生的关键因素 32.3.2 局部放电的危害 3第3章 局部放电的检测方法 43.1 脉冲电流法 43.2 超声波检测法 43.3 气相色谱检测法 43.4 超高频检测法 53.5 光检测法 5第4章 超声波法检测局部放电的基础研究 64.1 局部放电的等效电路 64.1.1 放电的等效回路 64.1.2 局部放电的等效电路 94.2 真实放电量的估计 194.2.1 理论分析 194.3 局部放电产生超声波的机理 204.3.1 电－力－声类比 204.3.2 局部放电产生超声波机理 214.3.3 局部放电产生超声波的实验研究 254.4 局部放电与超声波特征量的关系 274.4.1 放电量与超声波特征量的定量关系 274.4.2 局部放电模式与超声波的定性关系 294.4.3 超声波法检测局部放电的现象解释 334.5 超声波在变压器内部的传播途径分析 334.5.1 超声波在变压器内部传播的数字仿真 344.5.2 理论基础 344.5.3 时域有限差分方法 354.5.4 参数设置与边界条件 354.5.5 超声波在变压器内部的传播实验研究 374.5.6 实验步骤 37结论 45致谢 46参考文献 47附录 49附录A英文文献 50附录B英文文献翻译 55第1章 绪论 11.1 课题背景 11.2 选题的目的和意义 1第2章 局部放电的减小措施 22.1 产生局部放电的原因 22.2 影响局部放电特性的诸因素 22.3 减小局部放电的措施 32.3.1 局部放电产生的关键因素 32.3.2 局部放电的危害 3第3章 局部放电的检测方法 43.1 脉冲电流法 43.2 超声波检测法 43.3 气相色谱检测法 43.4 超高频检测法 53.5 光检测法 5第4章 超声波法检测局部放电的基础研究 64.1 局部放电的等效电路 64.1.1 放电的等效回路 64.1.2 局部放电的等效电路 94.2 真实放电量的估计 194.2.1 理论分析 194.3 局部放电产生超声波的机理 204.3.1 电－力－声类比 204.3.2 局部放电产生超声波机理 214.3.3 局部放电产生超声波的实验研究 254.4 局部放电与超声波特征量的关系 274.4.1 放电量与超声波特征量的定量关系 274.4.2 局部放电模式与超声波的定性关系 294.4.3 超声波法检测局部放电的现象解释 334.5 超声波在变压器内部的传播途径分析 334.5.1 超声波在变压器内部传播的数字仿真 344.5.2 理论基础 344.5.3 时域有限差分方法 354.5.4 参数设置与边界条件 354.5.5 超声波在变压器内部的传播实验研究 374.5.6 实验步骤 37结论 45致谢 46参考文献 47附录 48附录A英文文献 49附录B英文文献翻译 54千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。

在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- III -哈尔滨理工大学学士学位论文第1章 绪论1.1 课题背景所谓的局部放电，主要就是指互感器、变压器以及其它一些高压电气设备在高电压的作用下，它的内部绝缘发生的放电它只发生在绝缘的局部位置，不会马上形成整个绝缘贯通性击穿或闪络，因此称作局部放电1.2 选题的目的和意义在电力系统中，电气设备的状态直接关系到电力系统的安全电气设备的故障将会造成安全事故、生产损失以及产生过高的维修费用电气设备主要由导体、导磁材料、绝缘材料和操作机构构成因此电气设备故障可以分为三类：机械故障、导体故障和绝缘故障从统计数据来看，在以上的三类故障中，绝缘引起的故障所占的比重最大例如对110KV以上变压器93次事故原因分析的结果表明，80%左右的事故是由绝缘材（绝缘纸、塑料、矿物油等）长期工作在高电压、高温及自然环境之下，引起物理、化学变化，造成机电性能下降，发展到一定程度或在外部条件（雷电、短路等）激发下，绝缘损坏，造成事故因此对电气设备绝缘进行检测可以在一定程度上保证电气设备在整个运行期间具备必要的可靠性。

电力变压器是电力系统中的重要电气设备，在电力系统中处于枢纽地位，一旦发生故障，有可能发生大面积停电事故，给电力系统和国民经济带来重大损失，因此电力系统非常重视电力变压器的状态，尤其是其绝缘介质的健康状况由于电力变压器的绝缘结构通常采用绝缘性能良好的油浸式复合绝缘，随着电力系统的发展和电压等级的提高，局部放电已经成为电力变压器绝缘劣化的重要原因，因而局部放电的检测和评价也就成为其绝缘状况监测的重要手段无论是研究机构、制造厂商，还是电力系统运行部门，都愈来愈关心局放电检测技术的发展，并广泛地把局部放电检测作为变压器质量监控的重要指标，国际电工委员会(IEC)和我国都在局部放电的测量理、方法及各类设备允许放电量等方面作了具体规定，制定了一系列标准，国内外变压器制造厂商均将局部放电测量作为出厂试验项目，以控制产品的质量实践经验表明：无论是作为产品质量的控制，还是对电网运行中的变压器进行绝缘诊断，局部放电测量都是一项十分有效的手段， 因此本文将变压器局部放电作为本文的研究内容具有重要的理论意义和实用价值第2章 局部放电的减小措施2.1 产生局部放电的原因1.造成电场不均匀的因素很多，主要包括：电气设备的电极系统不对称，如针对板、圆柱体等。

在电机线棒离开铁心的部位、变压器的高压出线端，电缆的末端等部位电场比较集中，不采取特殊的措施就容易在这些部位首先产生放电2.介质不均匀，如果各种复合介质：气体—固体组合、液体—固体组合、不同固体组合等在交变电场下，介质中的电场强度是反比于介电常数的，因此介电常数小的介质中的电场强度就高于介电常数大的3.绝缘体中含有气泡或其他杂质气体的相对介电常数接近于1，各种固体、液体介质的相对介电常数都要比它大1倍以上，而固体、液体介质的击穿场强一般要比气体介质的大几倍到几十倍，因此绝缘体中有气泡存在是产生局部放电的最普遍原因绝缘体内的气泡可能是产品制造过程残留下的，也可能是在产品运行中由于热胀冷缩在不同材料的界面上出现了裂缝，或者因绝缘材料老化而分解出气体此外，在高场强中若有点为悬浮的金属体存在，也会在其边缘感应出很强的场强；在电气设备的各连接处，如果接触不好，也会在距离很微小的两个接点间产生高场强；。