一、磁暴对电力变压器的影响(论文文献综述)
李明洋[1](2021)在《特高压变压器直流偏磁下的损耗和温升特性研究》文中认为高压直流输电的单极运行或地磁暴扰动可能导致电网中变压器的直流偏磁问题。变压器遭受直流偏磁后,铁心饱和程度加深,漏磁通增大,造成变压器内部拉板和夹件等结构件的损耗增大,从而导致变压器局部过热。当局部热点温度达到变压器油的闪点温度时,可能会导致绝缘纸板局部严重老化和变压器油产气分解。特高压电网采用八分裂导线,单位长度电阻小,相同条件下更易产生较大直流扰动。特高压变压器容量高达1000MVA,而受运输、空间等限制变压器的体积又不能等比增大,导致特高压变压器结构件上的漏磁通较大,因此对直流偏磁的耐受能力较差。对直流偏磁下特高压变压器结构件热点温升的准确计算一直是学术界关心的问题,对于特高压变压器耐受直流偏磁能力的研究有着重要的意义。论文以“单相四柱式特高压主体变压器”(single phase four column ultra-high voltage main transformer,简称为“UHV变压器”)为例,在高-中侧额定运行状态,重点对UHV变压器直流偏磁情况下结构件的损耗和温升特性进行研究。研究工作主要从“损耗和温升特性测量”、“磁场和损耗的计算”、“高精度热流耦合模型的建立”3个方面展开。为了获得实际变压器产品在直流偏磁下的损耗和温升特性,与变压器生产厂家和电力公司合作,在变压器厂内进行了实验测量和分析了一台额定电压为500kV的单相自耦变压器产品(以下简称为“500kV变压器”)在直流偏磁下的空载损耗和温升特性。500kV变压器直流偏磁后吸收大量的无功功率,但是厂内发电机的容量有限,无法进行负载情况的直流偏磁实验;在变压器厂内无法对其在直流偏磁下的特性进行充分的实验和测量分析。并且由于500kV变压器的精确尺寸等结构参数属于厂家的保密资料,无法进行详细的建模和计算分析。为此,按照UHV变压器的铁心型式和绕组布局专门定制了“单相四柱式自耦变压器缩比(scaled-down)模型”,简称为“SD 变压器”。直接基于硅钢片的B-H曲线仿真获得的SD变压器的电流与实测值的误差较大。基于SD变压器,建立了 2种等效B-H曲线模型。模型1为:考虑模型等效磁路长度的影响,基于空载电压和电流数据计算获得反映变压器整体励磁特性的等效B-H曲线(直流磁化曲线)。基于模型1计算的空载电流与实测值的误差较小,验证了用直流磁化曲线来计算变压器无直流偏磁或有直流偏磁情况下的电流的有效性。模型2为:建立了基于硅钢片接缝气隙的二维有限元模型,获得了“接缝域”局部的等效B-H曲线。相比仅使用硅钢片的B-H曲线进行电流计算,结合模型2和硅钢片的B-H曲线计算得到的电流精度得到提高,且获得的磁场分布更接近实际。由于难以获得UHV变压器的空载电压、电流波形数据,本论文基于模型2的方法计算了 UHV变压器的“接缝域”的等效B-H曲线,并应用于UHV变压器磁场和损耗的仿真计算。分别建立了 SD变压器直流偏磁下损耗和温度的计算模型,并与实验测量结果的对比验证计算模型和建模方法的有效性。变压器油温会随总损耗的变化而变化,且结构件损耗和油温共同影响着结构件热点温度的大小。建立场路耦合模型,分别计算和分析了 UHV变压器直流偏磁下的绕组损耗、铁心损耗和结构件涡流损耗。直流偏磁后漏抗分压增大,导致直流偏磁后绕组总损耗略有下降。采用半波平均法计算了直流偏磁下的铁心损耗。由于变压器的夹件和油箱等钢结构件的非线性导磁特性和结构的不规则性,利用瞬态涡流场有限元软件仿真了钢结构件在直流偏磁下的涡流损耗。UHV变压器体积较大、内部结构、冷却系统较复杂,UHV变压器直流偏磁下结构件温升的计算比SD变压器温升的计算困难得多。提出了基于热路模型和冷却器特性方程计算直流偏磁下冷却器出口油温的方法;该方法避免了在热流耦合模型中对冷却器的不合理简化带来的计算误差,也降低了计算规模。建立UHV变压器的热流耦合模型,以冷却器出口油温和油流速度为边界条件之一,采用对流换热系数和热辐射系数来等效油箱壁与空气的换热,计算了直流偏磁下结构件的稳态温度分布,分析了典型位置的温度变化规律。顶层油温和绕组热点温度受直流偏磁的影响较小,结构件热点温度受直流偏磁的影响较大。当某一 GIC流过UHV变压器的高中压绕组时,采用热路模型计算了顶层油温升和高压绕组热点温升的瞬态变化曲线。本论文的研究方法和结论对UHV变压器耐受直流偏磁能力的研究具有较大的参考价值。
吴文杰[2](2021)在《基于振动噪声的干式变压器直流偏磁及短路故障识别》文中研究表明随着国家电力建设的大力发展以及经济水平的不断提高,我国发电量和用电量也与日俱增。据研究表明,发电量与所需配套的变压器容量大小的比约为1:11。干式变压器因为具有高效节能、日常维护方便、性能安全可靠等显着优点,被广泛应用在人们日常生活、工作的场所,如商场、写字楼以及住宅区等。干式变压器在日常供配电系统中有着举足轻重的作用。变压器若长期工作在异常工况下,会导致其机械结构发生损坏,产生安全生产事故。干式变压器无法设置瓦斯保护,因而通过振动信息反馈变压器的运行状态是一种可取的方法。本文以SCB10 1250/10/0.4型号的干式变压器为研究对象,主要开展了以下工作:1、阐述了对干式变压器进行电磁和谐响应分析的方法和流程,在Solid Work中建立了包含干式变压器绕组、铁芯以及支架和夹件在内的物理模型,并在ANSYS Workbench软件中进行电场、磁场以及结构场的耦合分析。2、对变压器正常工况、副边绕组发生短路和直流偏磁工况下的变压器受力进行分析研究;再将电磁场分析得到的变压器力的参数导入谐响应场进行耦合分析,研究不同工况下变压器绕组的振动特性。仿真结果表明,变压器绕组的振动主要集中在100Hz上,且变压器绕组的振动加速度幅值与负载电流跟额定电流比值的平方成正比。当变压器副边绕组出线处发生短路故障时,绕组的振动加速度会激增,可能会造成变压器的损坏。当变压器在直流偏磁故障下工作时,绕组的振动会加剧,同时出现低频分量和高频分量上的加速度振幅增加的情况,100Hz上的振动占比会降低。3、提取变压器在故障和直流偏磁状态下的振动特征模式,给出了一种基于支持向量机和电压、电流信息和温度的综合判断的故障识别方法。并在Matlab中建立了故障预警与诊断界面,为实际部署提供参考。
李文斌[3](2021)在《基于地磁数据的地磁感应电流相关性分析及其可视化研究》文中研究表明太阳活动所产生的高能粒子与地球的磁层电离层作用,导致区域地磁水平剧烈波动并出现感生电场,进而在接地系统中产生地磁感应电流(Geomagnetically Induced Currents,GIC)。本文以高纬地区为例对GIC与地磁变化率之间的关系进行了统计研究,发现了区域地磁与GIC的相关关系及变化规律,并以此为基础实现GIC区域可视化,可以为GIC的预防提供参考,减少GIC对接地设施的损害,进而保障人们的生产生活,维护社会的安全稳定。首先,本研究从电力系统角度出发提出GIC事件识别方法,从芬兰MAN台站21年(1999-2019年)10s分辨率的GIC数据中识别5500余个GIC事件,形成GIC事件列表。通过对四个典型GIC事件进行分析,发现两类GIC事件(持续时间长且GIC较小、持续时间短且GIC较大)对电力系统的影响方式不同。以GIC事件列表为基础:通过对GIC的最大值(GICmax)、持续时间Td、及其他特征进行统计分析和相关性研究,发现了一些规律。其次,找到适合与GIC进行统计分析的地磁水平分量变化率dBh/dt,以5500余个GIC事件为基础分别基于双向、单向搜索窗口对GICmax与地磁水平分量变化率最大值(dBh/dt)max进行统计研究,发现了 GIC与地磁变化率之间存在一个显着的时间差△T(20s)并确定了 40s单向搜索窗口是最适合确定(dBh/dt)max的搜索窗口,得到了 GICmax与(dBh/dt)max满足的关系式,在验证之后进行相应优化。最后对GIC事件中其他内部参数与相应的dBh/dt参数进行相关性分析,并建立了一系列预测公式。最后,对比分析了经度链各台站dBh/dt与MAN台站GIC的相关性,发现台站间数据的相关性与它们的距离呈正相关。对比分析各等级磁暴下MAN台站GIC及其所在经度链六个地磁台站的dBh/dt,确定了克里金插值方法是一个优秀的区域地磁预测方法。最后以北欧约40个台站的dBh/dt为输入,利用克里金插值法对区域dBh/dt数据进行计算,并结合预测公式间接表征了各区域的GIC水平并对其进行可视化。综上所述,从电力系统角度出发,基于GIC事件列表统计研究区域GIC与dBh/dt之间关系,可以通过地磁数据对区域GIC进行间接表征及可视化,为GIC的预防工作提供参考,保证地面基础设施的安全稳定运行。
乔珺[4](2020)在《基于云服务器的变压器偏磁电流监测系统的设计与实现》文中进行了进一步梳理地磁扰动和直流输电系统单极运行方式均是产生变压器偏磁电流的诱因。偏磁电流会使变压器发生半波饱和,产生大量谐波,这不仅会增加变压器的无功功率还可能引起继电保护装置误动作,危害电网的安全运行。对变压器中性点偏磁电流进行实时监测,不仅可以观测变压器偏磁电流的状态,还可以用于指导运维人员采取合适的措施进行偏磁电流的防御。因此,变压器偏磁电流监测理论及技术对电网与电力变压器的安全运行具有重要意义。本文主要研究内容和研究成果如下:首先,总结了不同诱因下变压器偏磁电流的产生机理及其在电网中的流经路径。进而,通过实际案例计算以及对相关测试结果的深入分析,得到不同诱因下变压器偏磁电流的频率和幅值特性,为偏磁电流实时监测终端的设计提供了依据。其次,基于远程通讯理论和技术,提出一种基于云服务器的变压器偏磁电流的实时监测系统方案。基于数据采集系统的功能需求,进行了数据采集终端的硬件及软件设计。重点依据偏磁电流特性对关键器件进行了分析和选型,对信号调理电路进行了分析、设计、计算和先验仿真。以高性能嵌入式微处理器STM32F103为核心,完成了监测系统数据采集终端的硬件电路设计及软件程序设计。设计过程结合工程现场应用需求,对布局、布线、电磁兼容进行优化设计。再次,基于云服务器进行了监测平台的设计。监测平台主体采用B/S架构,利用分离前端与后端的模式完成了系统开发平台环境的配置与框架的搭建,并实现了接收远程采集终端数据、监测数据实时显示共享与发布、数据存储与调用、历史数据查询等功能。最后,搭建了变压器偏磁电流监测系统测试平台,分别对数据采集终端和基于云服务器的监测平台进行了功能、性能测试,并对数据采集终端和监测平台的进行了联合调试。进而,在某330kV变电站进行了相关现场测试,验证了监测系统的功能及性能,为进一步的工程应用奠定了基础。
宋凡[5](2020)在《电网地磁感应电流及其影响研究》文中研究说明太阳活动会引起地磁暴和地球空间电流体系的扰动,进而在地球表面诱发出感应电场,从而产生地磁感应电流(Geomagnetically Induced Current,GIC)。GIC会导致变压器半波饱和、谐波和无功损耗增加,继而造成整个系统的无功不足与电压波动,甚至导致电压崩溃,危及电网的安全稳定运行。本文主要研究不同电压等级电网的GIC及其对电力系统的影响。首先,依据GIC的准直流特性,对电网进行直流建模,并且介绍PowerWorld Simulation(PWS)软件对GIC的仿真方法和利用节点电压法求解GIC的过程。在此基础上,以落点山东的五个特高压变电站为研究对象,利用PWS进行仿真。此外,以1000 kV网络和山东500kV网络为研究对象,在均匀地电场的情景下,对GIC进行计算分析,识别出GIC较大的节点和线路,明确直流较大甚至越限的变电站。其次,考虑不同电压等级的变压器类型,对超高压和特高压变电站在不同地电场情景下的无功损耗进行定量分析。基于GIC的计算结果,根据GIC与无功损耗增量近似呈线性的特点,利用K值法计算山东500 kV超高压变压器的无功损耗增量,利用U-I曲线法计算1000 kV特高压变压器的无功损耗增量。拟合出特高压变压器GIC与无功损耗的关系式,识别出无功需求较大的变电站和较为敏感的地电场方向。最后,考虑无功功率变化对系统电压的影响,建立地磁暴下潮流分析方法和长距离输电线路电压波动模型,对GIC引起的节点电压波动进行分析。另外,定义电压越限指标以评估系统节点电压越限状态。以双机六节点系统和IEEE标准39节点测试系统为例,分别在不同地电场情景下分析其节点电压波动情况与越限指标,根据电压越限指标识别出较为敏感的地电场方向。本文针对GIC及其对电网的影响研究提供了理论基础,上述方法可以扩展到不同网络结构的系统,对评估地磁暴对大型系统的影响具有重要意义。
刘一潼[6](2020)在《直流偏磁条件下电力变压器振动特性研究及仿真分析》文中指出目前,我国能源现状呈现出用量大、地区分布不均衡等特点,因此提出了“西电东送,南北互供”的目标策略,使得大容量,远距离直流输电线路的投运成为了必然。在单相接地运行方式下,易引发电力变压器偏磁现象的发生,如铁心正负半周磁通密度发生变化,高次谐波含量的增加等,都会在一定程度上影响电力变压器的稳定性和可靠性,以及最终导致电力变压器铁心振动剧烈,局部过热等,同时会出现电网的电力电压不稳定,继电器产生错误保护等一系列问题。本文将在直流偏磁条件下,对电力变压器铁心造成的振动问题展开分析,研究工作主要如下:首先本文提出了产生直流偏磁的两种主要原因,以及阐述了电力变压器振动的传播途径,根据理论分析推导出直流偏磁作用机理和铁心振动加速度公式,为直流偏磁下后期仿真分析电力变压器电磁和振动特性奠定了理论基础。然后本文以一台S11-M-180/220三相五柱式电力变压器为例,应用COMSOL有限元仿真软件研究直流偏磁条件下电力变压器的振动问题。以电磁场理论分析为基础,对电力变压器电场,磁场以及结构力场进行多个物理场耦合研究,计算得出正常运行和不同直流电流流入时铁心的磁通密度、励磁电流、谐波分布以及振动位移和应力的分布结果。仿真结果表明:当发生直流偏磁现象时,导致电力变压器铁心磁通密度正负半周数值发生变化;励磁电流波形发生畸变;奇次和偶次谐波同时出现且高次谐波含量增加;并且铁心振动会加剧。最后应用ANSYS仿真软件对电力变压器的铁心结构进行分析,计算出铁心的模态分析结果。通过对三种模型的分析与比较,确定了铁心叠片结构的材料属性。在发生直流偏磁现象时,电力变压器铁心的第3阶、第6阶等共九阶固有频率易引发共振。之后分析结构件对振动模态的影响,求解出电力变压器模态分析结果。得出考虑结构件影响时,模型的固有频率下降29%。因此在铁心模态分析时,应该考虑结构件带来的改变,并且有利于指导电力变压器的结构设计。
李思能[7](2020)在《电力变压器直流偏磁影响分析与抑制技术应用研究》文中研究说明高压直流输电(HVDC)具有远距离或超远距离输电且经济性好的优点,我国能源分布不均衡同时能源使用分布不均衡,能源供给在西部是主要的能源供给地,而东部却是主要的能源使用地。东西部跨度大,基于直流输电的优点,为了能缓解我国电能供给与电能使用不均衡的矛盾,国内西电东送采用多条特高压直流输电,成为了全国特高压输电的主要途径。直流输电极存在检修或者故障的可能,直流输电会有单极接地运行的方式,在单极接地运行时,直流电流流进大地,在附近的交流变电站的变压器中性点会产生不同的电位,产生电位差会有直流电流经变压器中性点流入主变压器(变压器中性点接地情况下),从而导致了导致变压器发生直流偏磁,如果变压器直流偏磁严重,会导致变压器铁心高度磁饱和,变压器的漏磁增加,变压器出现异常声响、同时出现异常振动、还有可能出现局部过热现象,这些异常会影响主变压器的正常运行,降低变压器的运行寿命。因此,直流输电所引起的交流变电站主变压器直流偏磁问题是不容忽视。论文以滇西北到广东的特高压直流输电为背景,首先,根据选用的曲江变电站主变压器构建一个仿真的模型。对电力变压器直流偏磁现象使用PSCAD软件来进行仿真,控制变压器不同的直流偏磁电流输入,分析变压器的励磁电流波形与其谐波电流变化特性。分析了不同直流输入情况下,变压器铁心磁滞回线与其磁化曲线变化的关系。本文对直流偏磁电流的产生进行分析、对各种抑制措施进行分析对比,结合工程的实际提出变压器中性点接小电阻抑制的实际应用。结合韶关地区电网的实际,以整个韶关地区的目标电网的主变的直流量都超标为目标值,同时令接入的小电阻尽可能的小,建立双目标的优化,建立小电阻的网络模型,利用粒子群算法对小电阻进行优化。采用该算法优化了接入主变压器中性点的小电阻阻值,避免部分站直流电流偏大,部分站小电阻偏大,到达全局的最优化。本文结合曲江站隔直装置运行情况,结合实际分析隔直装置动作情况,验证了隔直措施对抑制直流偏磁的有效性。
李新洁[8](2020)在《磁暴对电力系统静态电压安全影响研究》文中进行了进一步梳理磁暴是全球范围内地球磁场的剧烈扰动现象,在电网中产生地磁感应电流(GIC)。GIC使得电力变压器进入半波饱和状态,导致无功损耗增加,从而影响电网电压稳定。随着电网电压等级的提高和电网规模的扩大,磁暴对电网安全运行的影响日益显着。本论文从系统电压稳定的角度,研究了磁暴对电力系统的影响,提出了基于静态电压安全域的电网磁暴灾害评估方法,主要研究内容和成果如下:(1)分析了磁暴对变压器等电气设备及系统运行的影响,构建了磁暴影响电力系统安全的灾害传播因果链。基于电网GIC模型和变压器GIC-Q损耗模型,建立了考虑GIC-Q扰动的电力系统潮流模型。为研究GIC-Q扰动下电网电压稳定提供了基础数据和理论支持。(2)提出了利用静态电压安全域的研究方法描述磁暴对系统产生的影响,给出了系统静态电压安全域的边界表达式,分析了在GIC-Q扰动前后安全域中状态变量的改变,构建了包含运行点到安全域各个约束边界的裕度信息模型。结果表明:该模型将电网的安全裕度细化到了系统中的每各节点,提供了运行点安全裕度的全景视图,直观地展现了系统的可调节裕度。(3)提出了基于超长方体安全域的磁暴灾害评价指标,利用方向距离和最小距离评价了 GIC-Q扰动的严重程度。分析了在GIC-Q扰动下UIUC 150系统的节点电压水平和线路功率变化,并验证了本文提出的磁暴灾害评价指标。结果表明:利用方向距离和最小距离可以有效地评价GIC-Q对系统的影响程度,为GIC风险评估与防治奠定基础。本文首次提出了利用电力系统静态电压安全域的研究方法进行磁暴灾害评估,刻画了各个节点对GIC-Q扰动的防御能力,在此基础上,提出了基于超长方体安全域的磁暴灾害评价指标,该指标可以有效地反映GIC-Q扰动对系统的影响,量化分析GIC-Q对系统的影响程度,为电网GIC灾害防治提供理论指导意义。
陶勇[9](2020)在《地磁暴对蒙东电网安全影响评估及应对措施研究》文中认为随着电网技术发展,电网导线的截面越来越大,相同强度地磁暴产生的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC)也越来越大,导致变压器发生严重的偏磁饱和,产生温升、谐波和无功损耗增大等干扰,从而威胁电网的安全、稳定运行。蒙东近年建设的交直流特高压输电工程较多,与交直流特高压配套的新建的500kV输电线路多数采用630mm2四分裂导线,由地磁暴引发的GIC量值更大,影响范围更广。因此,研究地磁暴扰动下厂站的风险评估及对应的治理措施,对于蒙东电网地磁暴灾害防治具有重要的现实意义和实用价值。本文的主要工作及研究成果如下:1)通过对蒙东7条大地电磁测深数据、资料进行分析,建立了蒙东地区地磁暴扰动(Geomagnetic Disturbance,GMD)下的三维大地电导率模型,并根据1989年3月13日和2004年11月9日的地磁暴GMD数据,计算了两次地磁暴扰动下蒙东地区的地电场幅值,其最大值分别为1.7和0.9V/km。2)在地电场计算的基础上,以变压器GIC偏磁、变压器GIC-Q扰动和厂站电压波动值δ U作为地磁暴高风险厂站的评价指标,建立了基于组合优化赋权的模糊综合评价模型,完成了蒙东500/220kV电网地磁暴事故高风险厂站的评估计算,得到了各厂站的风险等级(安全、较安全、较危险、危险)。3)针对上述风险评估结果,为降低厂站GIC幅值及保证系统的安全稳定运行,提出了变压器中性点串接电阻的治理方式,建立了基于电阻治理的双层规划模型,上层采用改进非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解电阻规划方案,下层通过潮流计算对上层方案进行安全约束校验,上下层迭代求解得到最优治理方案。结果表明各厂站电压均稳定在安全范围内,且实现了均摊电网GIC的治理效果。本文利用地磁暴高风险厂站评估模型,全面、准确的评估了地磁暴扰动对于蒙东电网安全运行的影响;在此基础上,通过电阻双层规划模型,提出了蒙东电网地磁暴事故高风险厂站的GIC治理方案,提高了蒙东电网地磁暴灾害的防御能力,对于保证蒙东电网的安全运行具有重要意义。
李新洁,王冬辉,刘春明[10](2019)在《地磁暴对电力系统的影响及防治策略》文中研究表明地磁暴是全球范围内地球磁场的剧烈扰动现象,在电网中产生地磁感应电流(GIC)。电力变压器在GIC的作用下进入半波饱和状态,其产生的谐波和增加的无功损耗影响电网电压稳定,造成系统中继电保护装置误动,随着电网电压等级的提高和电网规模的扩大,地磁暴可能严重威胁电网安全运行。分析了变压器对GIC入侵后的响应,以及次生灾害在电力系统中的传播过程,阐明了磁暴对电力系统的影响机理,分析了GIC对变压器、无功补偿设备和继电保护装置等设备的影响,建立了GIC对系统电压稳定性影响的分析框架及基本方法,最后提出了一种GIC优化治理策略,与传统治理方法相比具有明显的优越性。
二、磁暴对电力变压器的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、磁暴对电力变压器的影响(论文提纲范文)
(1)特高压变压器直流偏磁下的损耗和温升特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1. 课题研究背景和意义 |
1.2. 国内外研究现状 |
1.2.1. 变压器直流偏磁下磁场特性的研究现状 |
1.2.2. 变压器直流偏磁下损耗特性的研究现状 |
1.2.3. 变压器直流偏磁下温升特性的研究现状 |
1.3. 本论文的主要研究内容 |
第2章 500kV单相自耦变压器的空载直流偏磁实验 |
2.1. 实验平台及实验方法 |
2.2. 电气量实验结果及分析 |
2.3. 温度量实验结果及分析 |
2.4. 空载电流及铁心磁场的仿真分析 |
2.4.1. 场路耦合模型 |
2.4.2. 电流对比及分析 |
2.4.3. 铁心磁场分析 |
2.5. 本章小结 |
第3章 考虑硅钢片接缝气隙影响的磁化曲线等效模型及算法 |
3.1. 基于空载实验数据的铁心整体B-H曲线的等效 |
3.2. 基于气隙有限元模型的接缝域局部B-H曲线的等效 |
3.3. 等效B-H曲线对空载电流计算的影响分析 |
3.4. 特高压变压器铁心接缝等效B-H曲线的计算 |
3.5. 本章小结 |
第4章 特高压变压器直流偏磁下损耗的分析计算 |
4.1. 铁磁材料的损耗机理分析 |
4.2. 场路耦合模型 |
4.3. 有限元模型的网格剖分 |
4.4. 绕组电流、谐波及无功功率的计算 |
4.5. 各结构损耗的计算 |
4.5.1. 绕组损耗 |
4.5.2. 铁心损耗 |
4.5.3. 钢结构件损耗 |
4.6. SD变压器直流偏磁下损耗的计算 |
4.6.1. 绕组损耗 |
4.6.2. 结构件损耗 |
4.7. 本章小结 |
第5章 特高压变压器直流偏磁下温度的分析计算 |
5.1. 无限大导磁薄板磁热耦合的解析计算 |
5.2. 油浸式变压器的换热特性与热路模型 |
5.3. SD变压器直流偏磁下的温升计算及实验验证 |
5.3.1. 温升实验 |
5.3.2. 对流换热系数 |
5.3.3. 热流耦合模型 |
5.3.4. 温度计算及对比分析 |
5.4. 顶层油温度和冷却器出口油温度的计算 |
5.5. 结构件温度的计算 |
5.5.1. 计算模型及计算条件 |
5.5.2. 结果及分析 |
5.6. GIC作用下顶层油和高压绕组热点温升的计算 |
5.7. 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1. 结论 |
6.2. 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(2)基于振动噪声的干式变压器直流偏磁及短路故障识别(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文的主要研究内容 |
2 变压器振动原理分析 |
2.1 引言 |
2.2 变压器铁芯振动机理 |
2.2.1 硅钢片叠片间电磁力引起的振动 |
2.2.2 磁滞伸缩引起的振动 |
2.3 电变压器绕组的振动 |
2.4 变压器振动传播的途径 |
2.5 直流偏磁和绕组短路对变压器振动的影响 |
2.5.1 直流偏磁现象产生的原因 |
2.5.2 直流偏磁现象对变压器振动的影响 |
2.5.3 干式变压器的短路故障 |
2.6 小结 |
3 干式变压器有限元分析基本原理及仿真建模 |
3.1 引言 |
3.2 电磁场仿真分析基本理论 |
3.2.1 电磁场基本理论 |
3.2.2 电磁场中常见边界条件 |
3.3 谐响应分析基本理论 |
3.4 有限元方法介绍 |
3.4.1 有限元分析基本思想 |
3.4.2 有限元分析工具 |
3.5 干式变压器的有限元模型 |
3.5.1 几何模型的建立 |
3.5.2 电磁场仿真建模 |
3.5.3 谐响应仿真建模 |
3.6 小结 |
4 干式变压器在短路及直流偏磁故障下的振动特性分析 |
4.1 引言 |
4.2 电磁场仿真 |
4.2.1 电磁仿真分析条件 |
4.2.2 电磁场仿真结果分析 |
4.3 谐响应分析 |
4.3.1 谐响应仿真分析条件 |
4.3.2 谐响应仿真结果分析 |
4.4 小结 |
5 变压器故障诊断方法 |
5.1 引言 |
5.2 基于支持向量机的故障判断方法 |
5.2.1 支持向量机原理介绍 |
5.2.2 支持向量机在变压器故障诊断上的应用 |
5.3 干式变压器的运行状态识别及故障诊断方法 |
5.3.1 傅立叶变换 |
5.3.2 故障诊断流程 |
5.4 变压器绕组温度监测预警 |
5.5 故障预警与诊断平台 |
5.6 小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间已发表或录用的成果 |
攻读硕士学位期间参与的项目 |
致谢 |
(3)基于地磁数据的地磁感应电流相关性分析及其可视化研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.3 论文主要工作和创新点 |
1.3.1 论文主要工作 |
1.3.2 创新点 |
第2章 观测数据和研究方法 |
2.1 观测数据 |
2.1.1 地磁感应电流 |
2.1.2 地磁数据和地磁指数 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 地磁水平分量变化率的计算 |
2.2.2 相关系数与显着性检验 |
2.2.3 克里金插值法 |
第3章 GIC事件的识别及其特征分析 |
3.1 引言 |
3.2 GIC事件识别方法及典型GIC事件分析 |
3.2.1 GIC事件的识别方法 |
3.2.2 典型GIC事件分析 |
3.3 GIC事件特征的统计研究 |
3.3.1 基于GICmax统计的GIC事件的时间分布特征 |
3.3.2 基于GICmax统计的GIC事件的强度分布特征 |
3.3.3 持续时间Td的统计分析 |
3.4 GIC事件特征之间的相关性研究 |
3.4.1 GICmax与半振幅持续时间Th的相关性研究 |
3.4.2 其他特征的相关性研究 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于搜索窗口的GIC与地磁变化率相关性分析 |
4.1 引言 |
4.2 基于双向搜索窗口的GIC与dBh/dt的最大值相关性分析 |
4.2.1 双向搜索窗口方法的建立 |
4.2.2 基于双向搜索窗口的时间差统计 |
4.2.3 双向搜索窗口方法的合理性分析 |
4.3 基于单向搜索窗口的GIC及dBh/dt的最大值相关性分析 |
4.3.1 单向搜索窗口方法的建立及时差统计 |
4.3.2 基于单向搜索窗口的时间差与GICmax的关系分析 |
4.3.3 基于单向搜索窗口的GICmax与(dB/dt)max相关性分析 |
4.3.4 基于单向搜索窗口的GIC预测公式有效性验证 |
4.4 GIC事件中GIC及地磁变化率其他特征的相关性分析 |
4.4.1 GIC事件中GIC与dBx/dt的拟合情况 |
4.4.2 GIC事件中GICmax与(dBh/dt)_(20s)的拟合分析 |
4.4.3 GIC事件中GIC与dBh/dt的均值及和的拟合分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于地磁变化率的GIC区域可视化研究 |
5.1 引言 |
5.2 GIC与dBh/dt相关系数的区域变化规律研究 |
5.3 不同等级磁暴的区域地磁变化规律研究 |
5.3.1 中等磁暴区域地磁变化规律研究 |
5.3.2 大磁暴区域地磁变化规律研究 |
5.3.3 超大磁暴及特大磁暴区域地磁变化规律研究 |
5.4 基于地磁数据的GIC区域可视化 |
5.4.1 中等磁暴GIC区域可视化 |
5.4.2 大磁暴GIC区域可视化 |
5.4.3 特大及超大等磁暴GIC区域可视化 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 研究总结与贡献 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术成果和参加的科研项目 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(4)基于云服务器的变压器偏磁电流监测系统的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 变压器直流偏磁的研究现状 |
1.2.2 云服务器监测系统的研究现状 |
1.3 论文主要内容 |
2 变压器偏磁电流产生机理及特性分析 |
2.1 变压器偏磁电流的产生机理 |
2.1.1 地磁扰动引起的地磁感应电流 |
2.1.2 直流接地极入地电流引起的偏磁电流 |
2.2 变压器偏磁电流的计算方法 |
2.3 变压器偏磁电流的特性分析 |
2.4 本章小结 |
3 变压器偏磁电流监测系统的数据采集终端设计 |
3.1 数据采集终端设计需求分析 |
3.2 数据采集终端关键器件选型 |
3.2.1 电流传感器的选型 |
3.2.2 核心板芯片的选型 |
3.3 数据采集终端的硬件电路设计 |
3.3.1 信号调理板电路设计 |
3.3.2 核心板电路设计 |
3.3.3 PCB电磁兼容设计 |
3.4 数据采集终端的软件设计 |
3.4.1 主程序软件设计 |
3.4.2 AD采样程序软件设计 |
3.4.3 串口通信程序软件设计 |
3.4.4 GPRS通信程序软件设计 |
3.5 本章小结 |
4 基于云服务器的监测平台设计与实现 |
4.1 基于云服务器的监测平台设计需求分析 |
4.1.1 设计需求分析 |
4.1.2 设计架构分析 |
4.2 基于云服务器的监测平台设计 |
4.2.1 监测平台架构设计 |
4.2.2 系统开发环境配置 |
4.2.3 数据库的配置 |
4.3 基于云服务器的监测平台功能实现 |
4.3.1 各模块功能实现 |
4.3.2 数据库的构建 |
4.4 本章小结 |
5 变压器偏磁电流监测系统的测试 |
5.1 变压器偏磁电流监测系统实验室测试 |
5.1.1 数据采集终端性能测试 |
5.1.2 基于云服务器的软件平台功能测试 |
5.2 变压器偏磁电流监测系统变电站监测测试 |
5.3 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士学位期间研究成果 |
攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
(5)电网地磁感应电流及其影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景与研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文主要工作与组织结构 |
1.3.1 主要工作 |
1.3.2 组织结构 |
第2章 电网GIC的计算模型 |
2.1 电网的等效直流模型 |
2.1.1 电网的直流通路 |
2.1.2 电网的直流等效模型 |
2.2 电网GIC的等效模型 |
2.2.1 等效电压源的计算 |
2.2.2 基于节点电压法的GIC建模 |
2.3 算例分析 |
2.3.1 基于PWS和MATLAB的GIC分析 |
2.3.2 基于不同电压等级电网GIC的仿真分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于GIC的变压器无功损耗的研究 |
3.1 基于GIC的变压器无功损耗增加机理 |
3.2 基于GIC的K值法普通变压器无功损耗计算 |
3.3 基于GIC的U-I曲线法特高压变压器无功损耗计算 |
3.3.1 U-I曲线向φ-i曲线的转化 |
3.3.2 励磁电流求解 |
3.3.3 GIC-Q无功损耗算法 |
3.4 基于1000 kV和500 kV网络的GIC-Q分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 计及GIC的电压波动分析 |
4.1 计及GIC的电网潮流分析 |
4.1.1 电压波动模型 |
4.1.2 电网潮流分析 |
4.2 计及GIC的长距离输电线路电压波动分析 |
4.2.1 长距离输电线路模型 |
4.2.2 电压越限分析 |
4.3 算例分析 |
4.3.1 计及GIC的系统潮流分析 |
4.3.2 计及GIC的系统电压波动分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术成果和参加的科研项目 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(6)直流偏磁条件下电力变压器振动特性研究及仿真分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 课题的国内外研究现状 |
1.2.1 直流偏磁国内外现状 |
1.2.2 电力变压器振动国内外现状 |
1.3 课题的主要研究内容 |
第2章 电力变压器直流偏磁及振动原理 |
2.1 直流偏磁 |
2.1.1 直流偏磁机理 |
2.1.2 产生原因 |
2.2 电力变压器振动机理及传播途径 |
2.2.1 电力变压器振动机理 |
2.2.2 电力变压器传递途径 |
2.3 直流偏磁对电力变压器产生影响 |
2.4 本章小结 |
第3章 电力变压器振动特性仿真分析 |
3.1 电力变压器几何模型 |
3.1.1 几何模型的建立 |
3.1.2 几何模型剖分与求解 |
3.2 电磁场仿真分析 |
3.2.1 电场模块计算 |
3.2.2 磁场模块计算 |
3.2.3 仿真计算结果与分析 |
3.3 磁致伸缩数学表达式 |
3.4 结构力场仿真分析 |
3.4.1 求解域的设置 |
3.4.2 仿真计算结果与分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 电力变压器振动模态分析 |
4.1 模态分析的基本理论 |
4.2 电力变压器铁心模态分析 |
4.2.1 模型建立及网格剖分 |
4.2.2 材料参数的确定 |
4.2.3 边界条件及载荷 |
4.2.4 计算结果与分析 |
4.3 结构件的影响 |
4.3.1 模型建立及网格剖分 |
4.3.2 材料参数及边界属性 |
4.3.3 计算结果与分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(7)电力变压器直流偏磁影响分析与抑制技术应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.2 直流偏磁的国内外研究动态 |
1.2.1 直流偏磁的国外研究现状 |
1.2.2 直流偏磁的国内研究现状 |
1.3 本文研究的主要内容 |
第二章 变压器直流偏磁现象 |
2.1 高压直流输电的发展 |
2.2 电力变压器直流偏磁产生的原因 |
2.3 直流偏磁对变压器运行的影响 |
2.4 直流偏磁的抑制措施 |
第三章 基于PSCAD软件的直流偏磁仿真 |
3.1 软件介绍与变压器的相关主要技术参数 |
3.2 建立PSCAD仿真模型 |
3.3 基于PSCAD软件中模型变压器偏磁特性的仿真分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 变压器接小电阻抑制直流偏磁的网络优化配置 |
4.1 变压器中性点串接电阻的数学优化模型 |
4.1.1 目标数学表达式 |
4.1.2 中性点小电阻约束方程 |
4.2 粒子群算法原理 |
4.2.1 双目标优化问题 |
4.2.2 标准POS算法 |
4.2.3 双目标PSO算法 |
4.3 接地小电阻的仿真计算 |
4.4 本章小结 |
第五章 变压器串接电容隔直装置抑制直流偏磁的应用 |
5.1 装置原理 |
5.2 装置技术参数与使用条件 |
5.3 装置现场应用情况 |
5.3.1 装置测试 |
5.3.2 装置日常维护管理 |
5.4 装置在韶关电网实际现场应用分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的论文 |
致谢 |
(8)磁暴对电力系统静态电压安全影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 GIC与GIC-Q损耗计算问题 |
1.2.2 GIC-Q作用下电网电压稳定问题 |
1.3 本论文所做的主要工作 |
第2章 基于GIC-Q扰动下的电网潮流模型 |
2.1 GIC对电网的影响机理 |
2.1.1 GIC对变压器的影响 |
2.1.2 GIC对其他设备的影响 |
2.1.3 GIC对电网安全运行的影响 |
2.2 GIC-Q扰动下电网潮流模型 |
2.2.1 电网GIC的计算方法 |
2.2.2 变压器GIC-Q损耗的计算方法 |
2.2.3 考虑磁暴特性的电网潮流模型 |
2.3 算例分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 磁暴特性下的电网静态电压安全域 |
3.1 静态安全域定义 |
3.2 电力系统有功及无功静态安全域 |
3.2.1 安全域空间变量选择 |
3.2.2 安全域定义及边界几何描述 |
3.3 静态电压安全域边界的数学表达 |
3.4 算例分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于静态电压安全域的磁暴灾害评估 |
4.1 方向距离和最小距离 |
4.1.1 方向距离的定义 |
4.1.2 最小距离的定义 |
4.2 安全裕度指标的分析方法 |
4.2.1 基于方向距离的磁暴安全裕度分析 |
4.2.2 基于方向距离的磁暴安全裕度分析 |
4.3 算例分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
(9)地磁暴对蒙东电网安全影响评估及应对措施研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 本文的主要工作 |
第2章 基于大地电磁测深资料的地电场建模 |
2.1 地磁台测量数据 |
2.2 蒙东地区三维大地电导率模型 |
2.3 三维地电场有限元法建模分析 |
2.3.1 有限元法简介 |
2.3.2 有限元模型及边界条件确定 |
2.3.3 边界条件确定及离散化处理 |
2.4 蒙东地区地电场计算 |
2.5 本章小结 |
第3章 蒙东220-1000kV电网的GIC及效应 |
3.1 多电压等级电网GIC标准模型 |
3.2 电网GIC偏磁建模计算 |
3.2.1 电网GIC直流模型 |
3.2.2 电网GIC模型求解方法 |
3.2.3 蒙东电网GIC偏磁计算 |
3.3 变压器的GIC-Q无功损耗计算 |
3.3.1 变压器GIC-Q损耗原理 |
3.3.2 变压器GIC-Q损耗算法 |
3.3.3 蒙东电网GIC-Q损耗计算 |
3.4 多电压等级电网的电压波动计算 |
3.4.1 电网电压波动计算原理 |
3.4.2 电网电压波动计算模型 |
3.4.3 蒙东电网电压波动计算 |
3.5 本章小结 |
第4章 地磁暴事故高风险厂站的评估方法 |
4.1 模糊综合评价方法 |
4.1.1 评估概述及步骤 |
4.1.2 高风险厂站评价指标 |
4.2 模糊隶属度函数的选取 |
4.3 事故评价指标权重确定方法 |
4.3.1 主观赋权法 |
4.3.2 客观赋权法 |
4.3.3 组合优化赋权 |
4.4 蒙东地磁暴事故高风险厂站评估 |
4.5 本章小结 |
第5章 蒙东电网应对地磁暴侵害的措施 |
5.1 基于电阻的电网GIC治理 |
5.2 电阻治理的双层规划模型 |
5.2.1 电阻规划层模型 |
5.2.2 安全校验层模型 |
5.3 改进NSGA-Ⅱ优化算法 |
5.3.1 约束竞标赛选择 |
5.3.2 改进的精英策略 |
5.3.3 模糊隶属度评价 |
5.4 蒙东电网的治理方案及其效果 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读硕士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
(10)地磁暴对电力系统的影响及防治策略(论文提纲范文)
1 电网磁暴灾害事件产生的作用机理 |
2 GIC对电气设备的影响 |
2.1 GIC对变压器的影响 |
2.2 GIC对无功补偿设备的影响 |
2.3 GIC对继电保护装置的影响 |
3 GIC对电力系统安全运行的影响 |
3.1 基本问题与总体思路 |
3.2 复杂电网的GIC计算方法 |
3.3 变压器GIC-Q计算工程方法 |
3.4 电网电压稳定性评估方法 |
4 GIC防治策略 |
4.1 基于电容装置的优化治理策略 |
4.2 基于电容电阻装置的综合优化策略 |
5 结论 |
四、磁暴对电力变压器的影响(论文参考文献)
- [1]特高压变压器直流偏磁下的损耗和温升特性研究[D]. 李明洋. 华北电力大学(北京), 2021
- [2]基于振动噪声的干式变压器直流偏磁及短路故障识别[D]. 吴文杰. 东华大学, 2021(01)
- [3]基于地磁数据的地磁感应电流相关性分析及其可视化研究[D]. 李文斌. 山东大学, 2021
- [4]基于云服务器的变压器偏磁电流监测系统的设计与实现[D]. 乔珺. 西安科技大学, 2020(01)
- [5]电网地磁感应电流及其影响研究[D]. 宋凡. 山东大学, 2020(11)
- [6]直流偏磁条件下电力变压器振动特性研究及仿真分析[D]. 刘一潼. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [7]电力变压器直流偏磁影响分析与抑制技术应用研究[D]. 李思能. 广东工业大学, 2020(06)
- [8]磁暴对电力系统静态电压安全影响研究[D]. 李新洁. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [9]地磁暴对蒙东电网安全影响评估及应对措施研究[D]. 陶勇. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [10]地磁暴对电力系统的影响及防治策略[J]. 李新洁,王冬辉,刘春明. 强激光与粒子束, 2019(07)