換流變壓器局部放電超高頻傳播特性及監(jiān)測(cè)傳感器研究.pdf

1、局部放電是導(dǎo)致變壓器絕緣過(guò)早失效的主要因素，也是變壓器絕緣老化及劣化的標(biāo)志，對(duì)變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)的研究具有重要的學(xué)術(shù)意義與應(yīng)用價(jià)值。換流變壓器閥側(cè)繞組主絕緣不僅要承受交流和直流電壓的作用，還要承受重復(fù)性的暫態(tài)電壓作用。一方面，這種暫態(tài)電壓會(huì)加速降低繞組絕緣強(qiáng)度，引發(fā)、甚至加劇局部放電，最終導(dǎo)致?lián)Q流變壓器的運(yùn)行出現(xiàn)故障；另一方面，這種暫態(tài)電壓會(huì)對(duì)脈沖電流傳感器造成干擾，降低脈沖電流法的監(jiān)測(cè)靈敏度。
　　超高頻監(jiān)測(cè)突出的優(yōu)點(diǎn)是抗干

2、擾能力強(qiáng)，能有效避開(kāi)暫態(tài)電壓造成的干擾。然而，將超高頻法應(yīng)用于換流變壓器局部放電監(jiān)測(cè)仍需在超高頻電磁波傳播特性、傳感器技術(shù)、超高頻信號(hào)實(shí)時(shí)采集技術(shù)和復(fù)合電壓下局部放電特性研究等方面開(kāi)展深入研究。為此，本文結(jié)合電磁場(chǎng)仿真技術(shù)、微波與天線理論和信號(hào)處理技術(shù)，開(kāi)展了換流變壓器局部放電超高頻信號(hào)傳播特性和超高頻監(jiān)測(cè)傳感器的研究。論文包括以下主要內(nèi)容：
　　①采用時(shí)域有限差分法建立了500 kV單相換流變壓器物理模型，分析了內(nèi)部組件對(duì)超高頻

3、電磁波信號(hào)幅值、傳播時(shí)間、頻譜及識(shí)別特征的影響；對(duì)比了放電發(fā)生在不同位置時(shí)兩側(cè)箱壁上電場(chǎng)分布的特點(diǎn)；研究了網(wǎng)側(cè)和閥側(cè)套管泄露超高頻電磁波信號(hào)的能力，及其對(duì)超高頻電磁波信號(hào)頻譜、識(shí)別特征的影響。
　?、谠趥鹘y(tǒng)Hilbert分形輻射臂上增加寄生臂條，設(shè)計(jì)了多臂Hilbert分形天線；然后引入層疊式貼片結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了層疊式多臂Hilbert分形天線。通過(guò)仿真分析了寄生臂寬度及其與主輻射臂的間距、基底厚度等參數(shù)對(duì)天線性能的影響，選取了合適的

4、天線幾何參數(shù)。采用層疊式多臂Hilbert分形天線作為陣元組成了2×2元陣列天線，設(shè)計(jì)了Wilkinson一分四功分器作為饋電網(wǎng)絡(luò)。設(shè)計(jì)了超高頻放電信號(hào)混頻處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能將中心頻率在300~1000 MHz頻帶內(nèi)、帶寬為20MHz、40 MHz、80 MHz或160MHz信號(hào)頻率降至DC~10 MHz、DC~20 MHz、DC~40 MHz或DC~80 MHz頻率范圍。
　　③搭建了脈動(dòng)直流電壓下局部放電試驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了四種典