論文寫作指導(dǎo)、各類文案代寫QQ625880526摘要油浸式變壓器由于具有較高的絕緣強(qiáng)度、較長的使用壽命，廣泛用于高壓、超高壓輸電系統(tǒng)以及電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)中。絕緣油和絕緣紙組成的復(fù)合絕緣構(gòu)成了油浸式變壓器的絕緣系統(tǒng)，變壓器的使用壽命是主要由絕緣材料的絕緣強(qiáng)度決定。目前，國內(nèi)許多大型變壓器已經(jīng)運(yùn)行了數(shù)十年，進(jìn)入了壽命的中后期，如果一次性全部將其更換，將需要大量資金，而且其中有許多變壓器仍可以安全運(yùn)行若干年，盲目更換會造成巨大的浪費(fèi)，這對電力企業(yè)及鐵路部分來說是不可接受的。因此，對變壓器的絕緣狀況進(jìn)行診斷，掌握變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，制定科學(xué)、合理的變壓器運(yùn)行、維護(hù)以及更新計(jì)劃，對提高變壓器的可用率和整個電網(wǎng)及鐵路運(yùn)行可靠性都具有重要意義。本論文首先介紹油浸式變壓器的油紙絕緣系統(tǒng)，分析變壓器油紙絕緣的老化機(jī)理，總結(jié)目前一些主要的變壓器油紙絕緣狀態(tài)的診斷技術(shù)，了解油紙絕緣電介質(zhì)基于頻率響應(yīng)測試的頻域譜法(FDS)的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展。其次介紹變壓器油紙絕緣介電響應(yīng)的相關(guān)理論，研究油紙絕緣電介質(zhì)基于頻率響應(yīng)測試的頻域譜法（FDS），重點(diǎn)研究FDS測試電路的微電流測量。基于油紙絕緣電介質(zhì)頻率響應(yīng)FDS測試電路的微電流測量，設(shè)計(jì)出電流電壓轉(zhuǎn)換電路，并運(yùn)用Pspice仿真軟件對電路進(jìn)行仿真，分析了不同溫度變化對電路的影響。在實(shí)驗(yàn)室條件下，搭建微電流測量電路，對模擬的變壓器油紙絕緣系統(tǒng)進(jìn)行頻率響應(yīng)測試實(shí)驗(yàn)，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出改進(jìn)方法。關(guān)鍵詞：油紙絕緣電介質(zhì)頻率響應(yīng)微電流測量西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第II頁論文寫作指導(dǎo)、各類文案代寫QQ625880526AbstractOil-immersedtransformersbecauseofitshighdielectricstrength,longservicelife,widelyusedinhighvoltage,ultrahighvoltagetransmissionsystemandelectrifiedrailwaytractionpowersupplysystem.ThecompositeinsulationofInsulatingoilandinsulatingpaperconstitutestheinsulationsystemofoil-immersedtransformers.Transformersservicelifeismainlydeterminedbytheinsulationstrengthofinsulationmaterial.Atpresent,manydomesticlargetransformershavebeenrunningfordecades,whichrunningintothelifeofmidandlate.Ifallatoncebereplaced,youwillneedalotofmoney.Andmanyoftransformerarestillsafeinoperationforseveralyears,blindlyreplacingwillcauseahugewaste,itisnotacceptableforthepowerutilitiesandtherailway.Therefore,diagnosingtheconditionoftransformerinsulation,controllingtheoperationalstatusofthetransformer,formulatingscientificandrationaltransformeroperation,maintenanceandreplacementprogram,willhaveimportantmeaningtoimprovetheavailabilityofthetransformerandreliabilityofthepowerandrailwayoperations.Thispaperfirstdescribestheoil-paperinsulationsystemofoil-immersedtransformers,analysestheagingmechanismoftransformersoil-paperinsulation,summarizessomeofthemaintransformerstateofoil-paperinsulationdiagnostictechniques,understandstheresearchandprogressofoil-paperinsulationdielectricbasedfrequencyresponsetestonthefrequencydomainspectroscopy(FDS).Second,introducethetheoryoftransformersoil-paperinsulationofdielectricresponse,studiestheOil-paperinsulationdielectricbasedfrequencyresponsetestonfrequencydomainspectroscopy(FDS),focusonstudyingthemicro-currentmeasurementcircuitofFDStest.BaseFDStestofoil-paperinsulationdielectricfrequencyresponseonthemicro-currentmeasurementcircuit,designacurrent-voltageconversioncircuit,andusePspicesimulationsoftwaresimulatethecircuit,analysetheeffectsofdifferenttemperaturechangesonthecircuit.Underlaboratoryconditions,tobuildmicro-currentmeasurementcircuit,experimentwiththesimulatetransformeroil-paperinsulationsystemforfrequencyresponsetest,proposetheimprovedmethodsbasedonexperimentalresults.keywords：TheoiledpaperinsulateddielectricmediumfrequencyresponseMicro-currentmeasurement西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第III頁論文寫作指導(dǎo)、各類文案代寫QQ625880526目錄第1章緒論.111油紙絕緣電介質(zhì)頻率響應(yīng)的研究意義.112變壓器油紙絕緣系統(tǒng).2121變壓器油.4122變壓器固體絕緣材料.713變壓器油紙絕緣狀態(tài)的診斷方法.1014油紙絕緣電介質(zhì)頻域譜法（FDS）診斷的研究現(xiàn)狀.1215本文研究的主要內(nèi)容.13第2章變壓器油紙絕緣電介質(zhì)響應(yīng)的相關(guān)理論.1521引言.1522介質(zhì)響應(yīng)的基本概念.15221復(fù)介電常數(shù).15222電介質(zhì)的極化.17223電介質(zhì)的損耗.1923頻域介質(zhì)響應(yīng)法在變壓器油紙絕緣診斷上的應(yīng)用.20第3章油紙絕緣電介質(zhì)頻率響應(yīng)測試技術(shù)的研究.2131引言.2132FDS測試電路示意圖.2133FDS測試原理.2234FDS測試電路的微電流研究.22341微電流測量方法概述.23342微電流測量電路設(shè)計(jì)的原理.23343運(yùn)算放大器的選擇.2635對設(shè)計(jì)電路應(yīng)用Pspice仿真.26351繪制原理圖.26352對電路仿真分析.27353溫度變化對電路性能的影響.29西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第IV頁論文寫作指導(dǎo)、各類文案代寫QQ62588052636高頻下微電流測量電路的研究.30361高頻的電路原理圖.31362仿真分析.31第4章實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理.3441實(shí)驗(yàn)材料.3442實(shí)驗(yàn)設(shè)備.3443實(shí)驗(yàn)步驟.3644實(shí)驗(yàn)的第一次調(diào)試及整改.3645實(shí)驗(yàn)的第二次調(diào)試及數(shù)據(jù)處理.3646實(shí)驗(yàn)電路的改進(jìn)方案.38總結(jié)與展望.40致謝.41參考文獻(xiàn).42附錄.44附錄1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場圖片.44附錄2實(shí)驗(yàn)搭建的電路模板.45西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第1頁第1章緒論11油紙絕緣電介質(zhì)頻率響應(yīng)的研究意義隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展，人們對電能需求的迅速增長，我國電網(wǎng)的規(guī)模日益擴(kuò)大。在電力系統(tǒng)向超高壓、大容量、大電網(wǎng)、自動化方向發(fā)展的同時，提高電力設(shè)備的運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性更為重要。而在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，油浸式變壓器由于具有較高的絕緣強(qiáng)度、較長的使用壽命，廣泛用于高壓、超高壓輸電系統(tǒng)以及電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)，承擔(dān)著電壓變換、電能分配和傳輸?shù)娜蝿?wù)，并提供各種電力服務(wù)。它的運(yùn)行狀況直接關(guān)系到系統(tǒng)的安全運(yùn)行。由文獻(xiàn)1，2，3可知，一臺運(yùn)行中的大型變壓器若發(fā)生絕緣故障，則可能中斷電力供應(yīng)，導(dǎo)致大面積停電，其檢修期一般要半年以上，不僅給用戶帶來巨大不便，同時也給社會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。以一套三相500kV，360MVA的大型變壓器為例，一旦發(fā)生事故，其維修費(fèi)用應(yīng)當(dāng)在數(shù)百萬元，停電一天的直接電量損失（按1KWh電0.4元計(jì)）達(dá)280萬元，而因停電引起的間接損失（按1KWh電產(chǎn)值4元計(jì)）可高達(dá)2800萬元。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2005年度國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)的110kV及以上電壓等級變壓器共發(fā)生損壞事故18臺次、事故容量為1884.2MVA。以110kV及以上電壓等級變壓器的在運(yùn)總臺數(shù)(15230臺)和總?cè)萘?1033590MVA)為基數(shù)，計(jì)算變壓器的年臺次損壞事故率和年容量損壞事故率分別為0.12%和0.18%。因此，對變壓器的絕緣狀況進(jìn)行診斷，掌握變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，制定科學(xué)、合理的變壓器運(yùn)行、維護(hù)以及更新計(jì)劃，對提高變壓器的可用率和整個電網(wǎng)運(yùn)行可靠性都具有重要意義。絕緣油和絕緣紙組成的復(fù)合絕緣構(gòu)成了油浸式變壓器的絕緣系統(tǒng)，變壓器的使用壽命是主要由絕緣材料的絕緣強(qiáng)度決定。大量資料表明絕緣性能的劣化是導(dǎo)致電氣設(shè)備失效的主要原因，電氣設(shè)備的多數(shù)故障是絕緣性故障。其原因不僅是電力作用引起絕緣劣化，機(jī)械力或熱應(yīng)力作用或者和電場的相互作用最終也會發(fā)展為絕緣性故障。目前，國內(nèi)外電力系統(tǒng)中，已有相當(dāng)數(shù)量的電力變壓器達(dá)到甚至已經(jīng)超過了其設(shè)計(jì)年限，由于運(yùn)行成本、經(jīng)濟(jì)效益等相關(guān)因素所制約，這些設(shè)備仍在電力系統(tǒng)運(yùn)行中擔(dān)任著重要的角色，但其絕緣程度已相當(dāng)老化甚至達(dá)到其壽命終點(diǎn)。因此，為了保證電網(wǎng)的安全及變壓器的可靠運(yùn)行，迫切需要對變壓器油紙絕緣老化的狀態(tài)信息進(jìn)行準(zhǔn)確評估，一些可修復(fù)的缺陷進(jìn)行及時處理，避免發(fā)生絕緣早期失效。而對于一些運(yùn)行年久的變壓器，則要求能對其絕緣系統(tǒng)的老化程度進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確地評估，從而充分挖掘變壓器的使用潛力。對電力變壓器油紙絕緣系統(tǒng)老化的研究已經(jīng)過了40余年的歷程，國內(nèi)外學(xué)者已探索、總結(jié)出一些變壓器故障診斷的方法和規(guī)律，它們?yōu)楸ＷC電力系統(tǒng)安全運(yùn)行、減少電網(wǎng)事故發(fā)揮了積極有效的作用，但是各種方法都存在著一些缺點(diǎn)與不足。已用于診斷變壓器絕緣老西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第2頁化狀態(tài)的糠醛、聚合度、油中溶解氣體等方法4要么需要取油樣進(jìn)行測量，要么需要取固體絕緣紙樣進(jìn)行測量，需要變壓器停運(yùn)、吊罩、取芯，在實(shí)際工作中帶來很大的不便，而且還會給電力企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前，研究獲取表征油紙絕緣老化的新特征量，并進(jìn)而為評估變壓器油紙絕緣老化狀態(tài)提供準(zhǔn)確且有價值的參考，仍然屬于油紙絕緣領(lǐng)域研究的前沿?zé)狳c(diǎn)問題。介電響應(yīng)始于20世紀(jì)90年代，是一種通過外加電壓獲得電力變壓器固體絕緣狀態(tài)的無損測試方法。它具有抗干擾能力強(qiáng)、攜帶信息豐富等特點(diǎn)，同時可以方便地用于變壓器的現(xiàn)場檢測。因此，國外的許多研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者都認(rèn)為對于油浸式變壓器等電力設(shè)備，介電響應(yīng)法是一種很好的診斷工具。它包括基于時域介電響應(yīng)技術(shù)的回復(fù)電壓法（RecoveryVoltageMethodRVM）、極化去極化電流法（PolarisationandDepolarisationCurrentPDC）和基于頻域介電響應(yīng)的頻域譜法（FrequencyDomainSpectroscopyFDS）。與RVM和PDC相比，F(xiàn)DS測量交流電場刺激下的極化響應(yīng)，可以對不同的刺激頻率進(jìn)行逐點(diǎn)或掃頻測量，其測量頻帶窄，受噪音干擾程度小，所需實(shí)驗(yàn)電源電壓低，攜帶信息豐富5。頻域介電譜法（FDS）作為一種新興的無損診斷技術(shù)，目前一些國外學(xué)者應(yīng)用FDS法研究油紙絕緣系統(tǒng)，也僅局限于老化、水分、溫度等對絕緣油或絕緣紙頻域譜曲線變化趨勢的描述，沒有從電介質(zhì)極化理論的本質(zhì)上對影響絕緣油或絕緣紙F(tuán)DS曲線的原因進(jìn)行深入分析。國內(nèi)對于FDS的研究起步較晚，并且受測量等諸多因素的影響，有關(guān)頻域譜的研究還少見報(bào)道。綜上所述，研究變壓器油紙絕緣的頻域介電響應(yīng)特性，對掌握變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，制定科學(xué)、合理的電力變壓器運(yùn)行、維護(hù)以及更新計(jì)劃，提高變壓器的可用率和整個電網(wǎng)運(yùn)行可靠性而言，無疑是一項(xiàng)具有重要現(xiàn)實(shí)意義和學(xué)術(shù)價值的研究課題。12變壓器油紙絕緣系統(tǒng)電力變壓器是電力系統(tǒng)中輸變電和供配電系統(tǒng)的重要設(shè)備，關(guān)系到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。變壓器種類很多，用途也很廣泛。在電力變壓器中，目前以油浸式變壓器的產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣。以油浸式電力變壓器為例，其主要結(jié)構(gòu)部件有：鐵心和繞組兩個基本部分組成的器身，以及放置器身且盛有變壓器油的油箱，為把繞組端子從郵箱內(nèi)引出而在油箱蓋上安裝的絕緣套管，為在一定范圍內(nèi)調(diào)整電壓而附的分接開關(guān)，此外，還包括保護(hù)裝置，冷卻裝置和出線裝置等。油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)可分為：(1)器身包括鐵心、繞組、絕緣結(jié)構(gòu)、引線分接開關(guān)等；(2)油箱包括油箱本體（油蓋、箱壁和箱底）和一些附件（放油閥門、小車、接地螺栓、銘牌等）；西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)第3頁(3)保護(hù)裝置包括儲油柜、油位計(jì)、安全氣道、吸濕器、測溫元件和氣體繼電器等；(4)冷卻裝置包括散熱器等；(5)出線裝置包括高壓套管、低壓套管等。油浸式變壓器的絕緣主要分為外絕緣和內(nèi)絕緣兩大類。外絕緣就是變壓器油箱外部的套管和空氣的絕緣。它包括套管本身的外絕緣和套管間及套管對地部分（如儲油柜）的空氣間隙距離的絕緣。內(nèi)絕緣是指變壓器箱內(nèi)的絕緣，主要部件是