文档介绍：上海交通大学
博士学位论文
振动分析法在电力变压器绕组状态监测中的应用研究
姓名:谢坡岸
申请学位级别:博士
专业:电气工程
指导教师:朱子述;饶柱石
20080301
振动分析法在电力变压器绕组状态监测中的应用研究摘要从理论上说变压器绕组和铁芯的振动引起了整机箱体的振动。当绕组的压紧力下降时,变压器整体的振动特性也将发生变化。因此可以从箱体的振动中分析得出绕组的预紧情况。本文以一个机械动力学特性与大型电力变压器相似,容量为,原副边电压比为/的模拟三相变压器作为研究对象,研究内容包括:对于单个绕组振动和轴向预紧力问的关系,器身振动和预紧力的关系,变压器副边短路和突发短路时的振动特性和绕组预紧力之间的关系,进行了有限元计算和试验研究,另外研究了利用空载和负载时的振动特性进行针对于上述研究内容,本文的研究工作和结论如下所述:本文从一个简单的弹簧质量系统模型模型开始从理论上探讨其预紧力和绕组振动的关系,接着建立绕组和铁芯的有限元模型并结合频响试验和模态分析理论对有限元参数进行识别。由于器身的结构相对于单个绕组和铁芯的结构要复杂,因此本文研究了绕组和铁芯组合到一起以后整体的动力学特性。器身的单元数目较大,因此采用了子结构方法进行建模分析。论文的重点是研究通过箱壁的振动监测绕组上的预紧力,首先采用有限元方法对不同预紧力下变压器短路时的振动进行了计算,通过副边短路试验对计算结果进行了验证,并利用计算结论在突发短路时根据箱壁上的振动响应对绕组的预紧力进行了估算。本文同时阐述了负载振动灵敏度法用于在线监测绕组的预紧力。试验选择了路传感器包括酚脱勾ǜ衅骱路加速度传感器分别位于变压器内壁和箱壁上用来测量油压信号和加速度信号。研究表明,在短路情况下,变压器的振动主要是由于绕组的电动力引起的,在预紧力减小时,器身上的振动有一个先减小,然后随预紧力进一步减小而增大的过程。在空载和负载情况下,变压器的振动同时来源于铁芯磁致伸缩力和绕组电动力。在预紧力改变时,绕组对振动的传播能力也发生了变化,且振动响应在不同频率处绕组状况的在线监测。—十一
关键词:变压器,绕组,预紧力,振动,有限元建模,参数识别,弹性模量,监测的变化不相同,本文利用负载时电动力对器身振动的扰动对预紧力状况进行了—.估测。海交通人学博学位论史
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矍羞上海交通大学学位论文原创性声明日期:占年鲁本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:
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第一章绪论变压器概述电力变压器是一种常见的电气设备,无论是在发电厂、变电站或配电所,都可以看到各种形式和大小不同容量的电力变压器在运行着。电力变压器能够把一种等级的电压转变成另外一种等级的电压,因此可以利用它把不同电压的电网联结在一起,组成复杂的电网或大的电力系统,所以电力变压器是电力系变换电压或电流的一种静态的电气设备。本文所研究的就是最常见的三相双绕组油浸式电力变压器,由三相一、二次绕组、铁芯、油箱、底座、高低压套管、引线等组件和附件所构成。其各部分结构特点分述如下:炯捌浼屑电力变压器铁芯是通过硅钢片经剪切成为一定尺寸的铁芯片,按照一定的叠压系数叠压而成的,此试验变压器铁芯就是采用低损耗全斜接不断轭铁芯片叠积而成,如图尽谱三相电力变压器绕组是由一次绕组、二次绕组、对地绝缘层、一次和二次统里的重要设备。电力变压器是借助于电磁感应,以相同的频率,在两个或更多的绕组之间图竟韪制第一市绪论
/溲蛊髌骄万美刃台,国产同规格的也达到万刃开展变压器绕组故障机理与理论研究的意义绕组之间的绝缘搀块、撑条构成的油道与高压和低压引线构成。油箱和底座是油浸变压器的支持部件,它们支持着器身和所有的附件。油箱里装有为绝缘和冷却用的变压器油。油箱是用钢板加工制成的容器,油箱底自年第