电力变压器局部放电荧光光纤检测系统研制-电气工程专业论文.docxVIP

重庆大学硕士学位论文中文摘要 重庆大学硕士学位论文 中文摘要 I I 摘 要 在电力设备绝缘在线监测与故障诊断中，局部放电(Partial Discharge，简称 PD) 是反映其绝缘状况的重要参数和技术手段之一。目前检测局部放电的方法主要有 脉冲电流法、超高频法、超声波法、光测法等。光测法是以局部放电产生的光辐 射作为测量依据的。为此，本文根据荧光光纤具有传感一定微光信号的特性，研 制出可应用于电力变压器局部放电荧光光纤检测系统。由于荧光光纤传感器可方 便埋设于变压器绕组中，对复杂绝缘结构内部的局部放电进行在线监测具有广泛 的应用前景。 论文详细阐述了原子光谱和分子光谱理论以及其各自特点，深入分析了不同 绝缘介质中不同局部放电类型下的光谱特性，这些分析为后续荧光光纤物理参数 的选择提供了依据。阐述了荧光光纤检测系统的各部分组成及检测变压器局部放 电的原理。根据变压器内部复杂绝缘结构，设计并选择了合适的荧光光纤传感器 特性参数，最后研制出可应用于电力变压器局部放电荧光光纤检测系统。 在实验室建立的模拟变压器局部放电检测的试验平台上，设计了变压器油中 典型针-板缺陷模型，运用本文设计的荧光光纤传感器与课题组已经研制并现场应 用的套筒单极子天线进行了对比测量，结果表明：本文所设计的局部放电荧光光 纤检测系统的具有良好的可行性，荧光光纤传感器检测的信号长度基本反映 PD 的 持续时间；同时，无论是检测 PD 脉冲产生的个数还是 PD 发生的相位，二者都表 现出很好的一致性，但得到的脉冲信号大小不同，前者主要反映电磁信号幅值高 低，后者主要反映引起光电效应的电磁信号能量大小。通过对超高频法获取的 PD 信号波形进行能量累积计算，发现两者波形曲线极为相似，由此说明光测法获取 的信号曲线主要表征电磁信号能量大小，而并非简单的电磁信号幅值高低。另外， 随着试验电压的升高，空气和变压器油中电晕放电表现相同的特性，即：PD 光脉 冲的幅值和个数呈增加趋势。在相同试验电压下，正极性 PD 光脉冲的幅值较负极 性高，但是 PD 光脉冲的个数较负极性低。 关键词：电力变压器，局部放电，荧光光纤传感器，针-板电极，在线监测 重庆大学硕士学位论文英文摘要 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 II II ABSTRACT Partial discharge (PD) is one of the important parameters and technology methods for reflecting insulation condition of power equipment in online insulation monitoring and fault diagnosis.At present the main methods for partial discharge detection are pulse current method, ultra-high frequency (UHF) method, ultrasonic method, optical method, etc.Optical method is based on the ray radiation emitted by partial discharge.Therefore, according to the fluorescent fiber which has characteristics of sensing weak light of certain wavelength, a system of partial discharge detection in transformer using fluorescent fiber sensors is established in this paper.Since fluorescent fiber sensors can be easily buried in the transformer winding, it has broad application prospects on partial discharge online monitoring under internal complex insulation structure. The atomic spectrum theory, molecular spectrum theory and its characteristics are described in detail in this paper.The spectral characteristics of different kinds of partial discharg