大型電力變壓器主動(dòng)保護(hù)與安全運(yùn)行

序
前言
第 1 章 概述 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 變壓器保護(hù)與安全運(yùn)行技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.2.1 變壓器繼電保護(hù)研究現(xiàn)狀 3
1.2.2 變壓器缺陷辨識(shí)研究現(xiàn)狀 4
1.2.3 變壓器故障特征信息感知研究現(xiàn)狀 5
1.3 大型電力變壓器安全運(yùn)行三級(jí)防護(hù) 7
第 2 章 變壓器缺陷和故障演化規(guī)律及狀態(tài)參量特征 9
2.1 變壓器典型放電缺陷演化過(guò)程與參量特征 9
2.1.1 典型放電缺陷模擬試驗(yàn)平臺(tái) 9
2.1.2 油紙絕緣尖端放電演化過(guò)程 12
2.1.3 油紙絕緣沿面放電演化過(guò)程 30
2.1.4 油紙絕緣氣隙放電演化過(guò)程 47
2.1.5 純油間隙放電過(guò)程 57
2.2 多因素聯(lián)合作用的變壓器繞組溫度分布規(guī)律 66
2.2.1 繞組溫度分布仿真建模 66
2.2.2 正常工況下繞組溫度分布規(guī)律 74
2.2.3 計(jì)及諧波影響的繞組溫度分布 83
2.3 變壓器繞組動(dòng)態(tài)形變過(guò)程與致?lián)p規(guī)律 92
2.3.1 機(jī)械應(yīng)力作用下繞組材料特性研究 92
2.3.2 變壓器繞組短路動(dòng)力學(xué)模型 98
2.3.3 變壓器繞組動(dòng)態(tài)形變過(guò)程 104
2.4 油浸式變壓器電弧故障多物理場(chǎng)耦合建模與分析 119
2.4.1 變壓器內(nèi)部放電缺陷下氣體產(chǎn)生及運(yùn)動(dòng)匯集規(guī)律研究 119
2.4.2 變壓器內(nèi)部電弧故障下壓力分布及箱體形變特性研究 129
本章小結(jié) 138
第 3 章 面向變壓器主動(dòng)保護(hù)與安全運(yùn)行的感知技術(shù) 139
3.1 變壓器壓力光學(xué)感知技術(shù) 139
3.1.1 變壓器壓力傳感器的性能要求 139
3.1.2 光學(xué)壓力傳感器基本原理與結(jié)構(gòu) 139
3.1.3 光學(xué)壓力傳感器性能提升方法 141
3.2 變壓器磁場(chǎng)光學(xué)感知技術(shù) 148
3.2.1 變壓器磁場(chǎng)傳感器的性能要求 148
3.2.2 光學(xué)磁場(chǎng)傳感器基本原理與結(jié)構(gòu) 148
3.2.3 光學(xué)磁場(chǎng)傳感器性能提升方法 150
3.3 變壓器聲紋光學(xué)感知技術(shù) 155
3.3.1 變壓器聲紋傳感器的性能要求 155
3.3.2 光學(xué)聲傳感器基本原理與結(jié)構(gòu) 155
3.3.3 光學(xué)聲傳感器性能提升方法 158
3.4 變壓器油流速感知技術(shù) 161
3.4.1 變壓器油流速傳感器的性能要求 161
3.4.2 超聲流速傳感器基本原理與結(jié)構(gòu) 162
3.4.3 超聲流速傳感器性能提升方法 165
3.4.4 多普勒光學(xué)流速傳感器 169
3.5 變壓器單氫感知技術(shù) 172
3.5.1 變壓器單氫傳感器的性能要求 172
3.5.2 變壓器單氫傳感器基本原理與結(jié)構(gòu) 172
3.5.3 單氫傳感器性能提升方法 173
3.6 變壓器溫度感知技術(shù) 175
3.6.1 溫度傳感器基本原理 175
3.6.2 溫度傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 176
3.6.3 溫度傳感器性能提升方法 176
3.6.4 溫度傳感器性能標(biāo)定 177
3.7 變壓器特高頻感知技術(shù) 178
3.7.1 變壓器特高頻傳感器的性能要求 178
3.7.2 變壓器特高頻傳感器基本原理與結(jié)構(gòu) 178
3.7.3 特高頻傳感器性能提升方法 180
3.8 變壓器高頻脈沖電流感知技術(shù) 183
3.8.1 變壓器高頻脈沖電流傳感器的性能要求 183
3.8.2 變壓器高頻脈沖電流傳感器基本原理 184
3.8.3 變壓器高頻脈沖電流傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 185
3.8.4 變壓器高頻脈沖電流傳感器性能提升方法 185
3.8.5 變壓器高頻脈沖電流傳感器性能標(biāo)定 186
3.9 變壓器內(nèi)部多物理場(chǎng)下各種傳感器的性能考核 187
3.9.1 變壓器內(nèi)部多物理場(chǎng)模擬試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì) 187
3.9.2 變壓器內(nèi)部多物理場(chǎng)下傳感器抗干擾性能考核 189
3.9.3 變壓器內(nèi)部多物理場(chǎng)下傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性考核 192
3.10 面向變壓器主動(dòng)保護(hù)與安全運(yùn)行的多參量傳感器布置 197
3.10.1 空間分布對(duì)傳感器測(cè)量效率的影響 197
3.10.2 多因素約束條件下多參量傳感器優(yōu)化布置方法 200
3.10.3 多參量傳感器用于真型變壓器的實(shí)測(cè)驗(yàn)證 201
本章小結(jié) 203
第 4 章 變壓器典型缺陷在線(xiàn)辨識(shí)方法 204
4.1 變壓器油紙絕緣放電辨識(shí)方法 204
4.1.1 變壓器油紙絕緣放電發(fā)展過(guò)程氣體產(chǎn)生及變化特性 204
4.1.2 變壓器放電缺陷階段劃分與辨識(shí)方法 214
4.2 基于多點(diǎn)測(cè)溫的變壓器熱缺陷辨識(shí)方法 223
4.2.1 熱缺陷對(duì)多測(cè)點(diǎn)溫度分布規(guī)律的影響及分析 223
4.2.2 繞組熱缺陷演化過(guò)程與參量特征 226
4.2.3 多測(cè)點(diǎn)溫度比對(duì)分析的熱缺陷辨識(shí)模型 228
4.3 變壓器繞組變形監(jiān)測(cè)與缺陷辨識(shí)方法 236
4.3.1 不同繞組形變?nèi)毕莸慕Y(jié)構(gòu)形變特征 236
4.3.2 基于外部參量檢測(cè)的變壓器繞組變形辨識(shí)方法 239
4.3.3 基于內(nèi)部參量檢測(cè)的變壓器繞組變形缺陷辨識(shí)方法 250
4.4 基于多參量融合的變壓器缺陷溯源方法 258
4.4.1 變壓器多參量融合缺陷溯源的基本思路 258
4.4.2 基于決策樹(shù)模型的變壓器缺陷溯源方法 260
本章小結(jié) 263
第 5 章 大型變壓器主動(dòng)保護(hù)方法 265
5.1 基于放電特征的變壓器主動(dòng)保護(hù)方法 265
5.1.1 多參量特征變化機(jī)理分析 265
5.1.2 基于多參量關(guān)聯(lián)性的外部干擾排除方法 273
5.1.3 主動(dòng)保護(hù)方法構(gòu)建 278
5.1.4 主動(dòng)保護(hù)原理試驗(yàn)驗(yàn)證 285
5.2 基于游離氣體特征的主動(dòng)保護(hù)技術(shù) 293
5.2.1 變壓器內(nèi)部典型放電類(lèi)缺陷下游離氣體特征分析 294
5.2.2 非故障情況下游離氣體特征分析 297
5.2.3 融合游離氣體多維特征的數(shù)字式瓦斯保護(hù)技術(shù) 300
5.3 基于漏磁特征的輕微匝間故障保護(hù) 304
5.3.1 變壓器內(nèi)部漏磁場(chǎng)理論計(jì)算 304
5.3.2 變壓器內(nèi)部漏磁場(chǎng)仿真計(jì)算 306
5.3.3 基于漏磁特征的變壓器輕微匝間保護(hù)技術(shù) 315
本章小結(jié) 320
第 6 章 變壓器常規(guī)保護(hù)性能提升方法 321
6.1 基于主磁通實(shí)時(shí)估算的變壓器差動(dòng)保護(hù) 321
6.1.1 變壓器主磁鏈與端部電壓突變關(guān)聯(lián)規(guī)律 321
6.1.2 基于主磁通估算的變壓器差動(dòng)保護(hù)方法 328
6.1.3 基于主磁通實(shí)時(shí)估算的差動(dòng)保護(hù)方法性能驗(yàn)證 330
6.2 變壓器數(shù)字式壓力保護(hù) 335
6.2.1 變壓器內(nèi)外部故障下油箱內(nèi)部壓力差異性特征 335
6.2.2 基于壓力幅值特征的變壓器數(shù)字式壓力保護(hù) 337
6.2.3 基于壓力波動(dòng)特征的變壓器數(shù)字式壓力保護(hù) 340
本章小結(jié) 342
第 7 章 變壓器動(dòng)態(tài)安全裕度評(píng)估與主動(dòng)調(diào)控方法 343
7.1 變壓器狀態(tài)分級(jí)及安全裕度評(píng)估方法 343
7.2 變壓器的載流安全裕度估計(jì)方法 346
7.2.1 輸變電通道過(guò)載耐受能力分析 346
7.2.2 變壓器過(guò)載耐受能力計(jì)算方法 351
7.3 系統(tǒng)緊急狀態(tài)時(shí)的協(xié)同安全調(diào)控方法 357
7.3.1 基于設(shè)備過(guò)載狀態(tài)的自適應(yīng)主動(dòng)安全控制 357
7.3.2 基于分鐘級(jí)電網(wǎng)運(yùn)行方式調(diào)整的變壓器轉(zhuǎn)供優(yōu)化 366
7.3.3 變電站內(nèi)并聯(lián)運(yùn)行變壓器的負(fù)荷控制優(yōu)化 377
本章小結(jié) 388
參考文獻(xiàn) 389