变压器长圆形绕组振动仿真与机械故障诊断研究

针对目前配电变压器长圆形绕组的故障诊断研究较少的问题,本文提出一种基于灰狼优化(GWO)算法的变压器长圆形绕组机械故障诊断的方法。首先,建立长圆形绕组的辐向和轴向振动数学模型;其次,建立变压器电磁—机械耦合有限元模型,计算长圆形绕组在正常、松动以及翘曲状态下的振动分布,选取R点作为特征值提取点;最后,对变压器样机进行正常、松动以及翘曲3种状态试验,获取R点的小波包能量特征,采用GWO算法优化支持向量机(SVM)参数对变压器长圆形绕组机械故障诊断,最终优化后的诊断综合准确率达到90%。

核电站用1E级干式变压器应用与鉴定研究

探索核电站安全系统中所用1E级干式变压器的标准体系、质量鉴定程序以及鉴定工作的关键技术,从而提高核电项目的设备国产化水平。1E级干式变压器作为核电站安全系统中的重要设备,在核电站的正常运行和安全性方面扮演着重要角色。然而,目前我国多种核电技术路线并存,因此需要针对不同核电堆型中的1E级干式变压器多次进行相应的研究和鉴定。为了减少供货周期和鉴定成本,分析了各核电技术路线中1E级干式变压器主要的技术参数和特点,包括额定容量、额定电压、抗震要求等,并结合各技术路线的标准体系,提出了1E级干式变压器的一般鉴定程序,给出了鉴定样机参数选择的包络性建议。在鉴定过程中,老化试验是非常重要且耗时最长的环节之一。提供了从原材料、绝缘结构模型到整机的整体验证思路,并提供了测试验证的实例作为参考。同时,针对鉴定中最关键的抗震试验,从楼层反应谱包络性、联合抗震接口等方面进行了论述,并给出了降低抗震风险的建议。通过以上关键技术的研究,提高了1E级干式变压器鉴定试验的严谨性和通过率,降低了鉴定过程中的风险。并通过采用先进的标准体系和质量鉴定程序,可以确保1E级干式变压器在核电站安全系统中的可靠性和稳定性,进而促进核电项目的国产化进程。

基于音频动态特征重组和TCN-Attention的电力变压器故障诊断方法

电力变压器是电力系统的重要电气设备之一,对变压器进行在线故障诊断是降低电力系统运维成本、提高电力系统稳定性的关键措施.基于电力变压器运行时的音频信息,提出音频信号动态特征重组和TCN-Attention模型实现变压器典型故障的精准识别.首先,分析变压器音频信号的SRA、RMS、峭度和裕度特征;然后,根据特征与变压器故障之间的相关性、鲁棒性和时序单调性实现不同特征的加权融合,得到变压器音频信号的综合特征;最后,设计TCN-Attention模型分析变压器音频特征从而实现故障诊断,并基于注意力机制增强音频特征中的重要信息,以提升变压器故障的识别准确率.本文采集了变压器在正常运行、绕组故障和铁芯故障3种状态下的音频信号构成数据集,对所提方法进行验证.实验结果表明,本文方法根据变压器音频信号进行故障诊断的准确率可达90%以上,实现了变压器故障的智能诊断,对保障电力系统稳定运行具有重要意义.

风冷干式变压器的热仿真分析及优化

对绕组温升和热点温度的有效预测与分析,是确保干式变压器安全、稳定运行的重要前提。模拟了一台8000 kVA干式变压器在强迫风冷条件下的温度场分布情况,并通过风冷温升试验验证了仿真结果的准确性及可靠性。在此基础上,讨论了模型简化方法和结构优化设计对温升模拟结果的影响规律并进行了误差分析。结果表明,所采用的数值仿真方法能够有效地预测变压器的温度分布规律,可为此类变压器的设计、优化和评估提供参考依据。

6 kV干式变压器接地短路故障原因分析

根据干式变压器接地短路故障现场勘查情况、故障波形特征、试验结果及其他相关资料,分析干式变压器A相连杆对进线电缆屏蔽层放电引发接地短路的故障原因。针对故障原因,从干式变压器设计、制造、运维等方面给出了改进建议。

高海拔下干式整流变压器绕组温度场仿真分析

高海拔是电力设备长期安全稳定运行所面临的一项挑战。对干式电力变压器而言,气压和空气密度的降低使散热条件变差,绕组平均温升、热点温升成为关键考核指标之一。基于有限元软件开展仿真计算,在产品设计阶段对数字样机在高海拔下的绕组温升分布进行全面模拟,直观展示不同组部件的温度差异,提取平均温升和热点温升数值,预估产品运行性能,为产品结构优化提供数据参考。

基于色度图与卷积神经网络的开关柜运行状态监测方法

为更有效地监测开关柜设备的工作状态,以开关柜为研究对象,根据非接触式的声纹信号对设备工况进行评估,提出了一种基于色度图与卷积神经网络的开关柜运行状态监测方法。首先将采集得到的声纹信号变换为色度图谱,进而构造开关柜正常、异常状态的特征图谱集,再利用卷积神经网络进行特征的深度挖掘,最终实现开关柜不同状态的辨识。实验结果表明,所提方法能够有效表征开关柜不同的工作状态,辨识准确率可达99.2%。

基于机器视觉与听觉响应的干式变压器状态智能诊断方法

为提升干式变压器的状态监测与故障诊断能力,提出了一种新的整合机器视觉与听觉响应的变压器状态诊断方法。首先,通过目标检测算法对干式变压器的潜在故障位置进行识别监控,获取其位置信息;其次,整合延迟求和波束成形算法计算其潜在故障位置的声学信息,利用该声学信息实时监控变压器是否出现放电缺陷;最后,对于无法快速诊断的机械故障,利用听觉外周模型获取听觉谱,依据其声音信号的特征频段,设置各特征频率获得多特征频率听觉谱,通过卷积神经网络进行变压器故障类型识别。实验结果显示,所提的方法在噪声情况下的变压器状态识别准确率仍高达87.51%,优于其他对比的时频域特征提取方法。故所提方法能较准确地诊断干式变压器状态,并且具备良好的抗噪性能,有效补充了当前变压器的监测手段。

基于广义逆波束形成谱与压缩感知的干式变压器低频缺陷定位方法

基于广义逆波束形成理论,提出一种压缩感知框架求解的低频声源识别方法,所提方法可在不增大阵列尺寸的情况下提升定位精度。在传统广义逆波束形成理论的基础上,将源强系数展开为傅里叶级数,再基于压缩感知求解框架进行优化求解。利用单极子和相干声源两个数值仿真对比常规方法与所提方法的声源识别效果,仿真结果表明:在整个分析频率下,所提方法均具有更高的识别精度,且有效抑制了噪声的干扰。模拟干式变压器铁芯松动缺陷实验进一步验证所提方法的有效性与实用性。

一起外线路故障引起发电机跳闸事件原因分析

以一起某电厂110kV外线路接地故障引起的全厂发电机跳闸事件为例,分别从保护装置动作记录、波形回放、理论分析等方面深入分析该次跳闸事件的原因以及暴露出来的问题,并根据某电厂系统运行实际情况制定相应的防范措施,为分析、防范此类跳闸事件提供参考。

基于ADE-PML方法的快速计算目标电磁场分布研究

在电磁场分布计算领域,目标的电磁分布计算是一个重要且复杂的问题。目前,常用的计算方法有有限元法、有限差分法、时域积分方程法等。这些方法都有各自的优缺点,但是无论哪种方法都需要进行离散化、求解和后处理等,存在计算量大、计算时间长、计算精度低等问题。为了解决这些问题,一些新的计算方法被提出,如自适应离散化误差修正技术,自适应边界条件技术等。这些技术能够有效地提高计算精度和计算效率,但是在具体工程应用中,仍然存在一些问题,例如处理复杂目标的电磁场分布计算难度仍然较大、计算时间较长等。通过基于ADE-PML方法研究快速计算复杂目标的电磁场分布,进一步提高电磁场分布计算效率,有助于复杂目标电磁分布工程应用分析。

树脂浇注干式变压器温升分析与计算

为更准确地反映树脂浇注干式变压器的内部温度情况,根据变压器的损耗,对干式变压器的整体温升进行了计算。同时结合ANSYS软件,对干式变压器进行了温度场仿真计算,分析了干式变压器的铁芯和绕组的温度分布情况。对某供电局开闭所内站用的干式变压器建立了温度监测系统,获得其三相温度分别为62.19、63.92、62.57°C。通过比对实际数据、理论计算和仿真分析的结果,指出干式变压器运行中的最热点位置位于低压绕组距底部70%高度的位置,该处即为干变的薄弱环节,可作为对干式变压器进行定点监测的参考依据。

考虑磁致伸缩效应电力变压器振动噪声的研究

硅钢片磁致伸缩是电力变压器产生振动噪声的主要原因,本文利用能量变分原理,建立了考虑电力变压器铁心磁致伸缩效应的三维磁-机械强耦合数值模型,应用有限元计算了三相三柱干式变压器空载条件下的磁场分布和铁心振动位移;在此基础上分析了铁心周围的声场分布。为了验证模型,对变压器铁心的振动和噪声分别进行了实验研究。理论计算与测量结果的比较证实了该强耦合模型的正确性,为在设计阶段计算变压器振动噪声大小、分布和寻求新的降噪措施,提供了理论依据和计算方法。

数字孪生技术在干式变压器监测运维管理应用

随着电力系统的快速发展,干式变压器作为电力传输与分配的关键设备,其运行安全性和稳定性直接影响到整个电网的稳定运行。因此,对干式变压器进行定期的巡检和维护已经成为保障电网安全运行的必要措施。然而,传统的巡检方法依赖人工完成,不仅耗时耗力,而且效率低下,准确性也难以保证。因此,寻求一种更有效、更可靠的巡检方法成为一个迫切的需求。随着数字孪生技术的兴起,其在电力设备监控与维护领域的应用展现出巨大潜力。数字孪生技术通过创建物理设备的虚拟副本,能够实现对设备状态的实时监测与分析,为设备维护和故障诊断提供强有力的技术支持。

基于局部放电统计特征参量分析的矿用干式变压器绝缘状态评估

为了研究矿用干式变压器绝缘状态的评估方法,在恒温下对一台已经在煤矿井下无故障连续运行13 a、额定电压Un为10 kV、额定容量为500 kVA的矿用干式变压器进行了恒温电应力加速老化试验,老化期间以1 d为周期在屏蔽室环境下测量了干式变压器的局部放电(PD)信号,以2 d为周期进行了工频耐压试验;提取了局部放电信号的统计参量作为基础特征量,得出了各统计参量对应的价量趋势(PVT)图。研究结果表明各统计特征量在老化前期数据比较平稳,老化中期斜率绝对值明显增大,而老化末期均有明显的转折点,并且其变化趋势有明显改变。最后,依此提出了利用局部放电统计特征量及其变化规律诊断矿用干式变压器绝缘老化状态的新方法。

基于流固耦合分析的矿用干式变压器温度场仿真

壁面对流换热系数是影响干式变压器换热分析和温度场计算结果准确与否的关键因素,但其值很难精确测量。为了更准确地计算壁面对流换热系数,提出了一种基于FEM的干式变压器流固耦合数学分析模型,同时采用Fluent对干变的3D温度场和流体场进行了仿真计算,分析了干变内部温度场的分布情况,并与解析结果进行了比较。在此基础上,分析了谐波、负载系数对干变谐波损耗及温升的影响,得到谐波损耗及温升与谐波次数、负载系数的关系。结果表明,考虑空气流场的流固耦合模型能准确分析变压器运行中的温升问题,同时指出干变谐波损耗和温升随谐波次数的增加而增大,并逐渐趋于平缓,且随负载系数的增大而急剧增大。这为变压器的定点监测提供了参考依据,有助于减少变压器的损耗,延长使用寿命,保证变压器的安全稳定运行。

BP网络在电力变压器故障诊断中的应用

以单隐层的BP组合神经网络在基于DGA的电力变压器故障诊断中的应用为例,在BP网络训练流程图的基础上,分别举例阐述了隐层节点个数、初始权值、训练误差、最大训练次数以及训练样本次序对网络训练效果和泛化能力的影响。指出这些因素的影响程度各不相同,具体应用时,可按照更改训练样本次序、调节隐层节点个数、初始权值、训练误差、训练次数的顺序依次更改网络的结构和相应的参数,以达到最佳的训练效果。

干式变压器用Nomex绝缘纸老化规律及其可靠性分析

Nomex绝缘纸的可靠性是保证干式变压器安全运行的主要因素,为此设计了干式变压器匝绝缘模型,并模拟绝缘运行环境,对Nomex绝缘纸进行电–热联合老化试验,试验期间定期测试Nomex/浓硫酸溶液的粘度特性,并分析其特性粘度与Nomex聚合度的关系。建立了基于聚合度的退化可靠性评估模型,通过热重分析试验(TGA)确定Nomex热动力学参数,进而确定退化模型参数。最后对10组不同老化程度的试样进行了可靠性分析。研究结果表明:Nomex/浓硫酸特性粘度随着Nomex绝缘纸试样老化时间呈下降趋势;Nomex/浓硫酸的特性粘度与Nomex绝缘纸聚合度两者的对数具有线性关系,因此特性粘度可以用来反映Nomex绝缘纸的老化状态;10组试样剩余寿命与可靠性分析结果一致,因而退化模型可以用来评估Nomex绝缘纸的可靠性。

干式变压器铁芯振动特性的研究分析

干式变压器是电力系统中常用的重要电气设备,对电力系统的稳定运行具有重要的影响作用。干式变压器中的主要组成部分包括铁芯及绕组,由于磁致伸缩效应及电磁力的作用,使得变压器在工作过程中存在一定的振动,不利于变压器的稳定使用。针对干式变压器铁芯的振动特性采用有限元仿真计算的形式进行分析,建立变压器多物理场耦合分析模型,在不同的电压下对变压器的磁场分布及振动位移进行分析。结果表明,变压器空载状态下随着电压的增加,其内部的磁场密度及振动位移随之增加,且呈现一定的周期性,容易引发变压器的故障。

电缆绕组变压器短路时线圈轴向稳定性的研究

建立了电缆绕组变压器轴向振动的集中参数模型,采用广义坐标形式下的Langrage方程,得到多自由度的微振动方程。以各线匝的瞬态短路力为激励,利用4阶Runge—Kutta法求取了各线匝的响应——位移、加速度和振动力。计算得到了该类变压器的一些振动规律一短路历程中线圈表现出振动性和波动性,最大加速度出现的时刻滞后于最大短路电流出现的时刻,线圈在轴向振动时存在“波腹”和“波节”两种不同性质的区域。同时,也讨论了预紧压强、撑条根数对轴向振动规律的影响。最后,对振动加速度频谱进行了分析,该频谱的特性有别于短路电流的频谱。