基于光纖法珀傳感器的變壓器鐵心振動信號測試研究.pdf

1、變壓器故障對于保障電力系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運行是一個極大的威脅，變壓器的嚴(yán)重故障甚至?xí)?dǎo)致整個電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰瓦解，危害極大。隨著我國電網(wǎng)的迅速發(fā)展，提高電力設(shè)備尤其是大型變壓器的運行可靠性，監(jiān)控其運行狀態(tài)就顯得十分必要。變壓器本體是變壓器的重要組成部分，變壓器鐵心是其本體的核心元件，因此，變壓器鐵心的運行狀態(tài)是判斷變壓器安全運行狀態(tài)的重要標(biāo)準(zhǔn)，為了保證電網(wǎng)的安全運行我們需要在線監(jiān)測變壓器鐵心的運行狀態(tài)。結(jié)合國內(nèi)外變壓器振動在線監(jiān)測的

2、研究現(xiàn)狀，論文提出了基于光纖法珀傳感器的變壓器鐵心振動在線監(jiān)測系統(tǒng)，完成了基于光纖法珀傳感器在線監(jiān)測變壓器鐵心的測試系統(tǒng)的整體設(shè)計，完成了系統(tǒng)搭建并且應(yīng)用該測試系統(tǒng)，對變壓器鐵心振動信號進(jìn)行了在線監(jiān)測及分析。
　　 本論文通過變壓器振動傳播途徑分析變壓器振動原因，從而得到硅鋼片的磁致伸縮是引起鐵心振動的主要原因。詳述了鐵心硅鋼片的磁致伸縮效應(yīng)及原理，理論推導(dǎo)建模得出鐵磁材料的振動模型，鐵心磁致伸縮與勵磁電壓、電流，鐵心振動加速度

3、與鐵心磁致伸縮的關(guān)系。通過對可用于鐵心振動測量的幾種傳感器及其測量方法進(jìn)行比較，得出光纖法珀傳感器用于變壓器鐵心應(yīng)變測量的優(yōu)越性。
　　 根據(jù)變壓器基本原理，把變壓器等效為理想的電路模型，搭建Multism電路仿真電路，將仿真得到的電流時域波形導(dǎo)入matlab中fft分析得到頻譜圖，從而分析與之相關(guān)的變壓器鐵心振動頻譜與負(fù)載變化的關(guān)系。針對實驗用被測變壓器，建立了一種簡單有效的變壓器1/2模型，利用Ansys軟件做電磁耦合分析，

4、模擬計算了變壓器在負(fù)載情況下的輸出參數(shù)，如次級電壓、磁場分布情況。并且用Ansys軟件做結(jié)構(gòu)分析，估算了變壓器鐵心的固有頻率，為后續(xù)測量振動實驗提供了有效的仿真數(shù)據(jù)作參考比較。
　　 本論文完成了基于光纖法珀傳感器的鐵心振動信號測試系統(tǒng)的整體設(shè)計，在系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上完成了系統(tǒng)搭建并且應(yīng)用該系統(tǒng)對變壓器鐵心振動信號進(jìn)行了測量與分析，驗證了鐵心振動信號基頻應(yīng)該為交流勵磁電壓(或電流)基頻的兩倍；鐵心振動信號中的高次諧波成分主要分布于