中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 张晓虹西安交通大学 2001年博士导师: 谢恒堃共169页

摘要 : 该文研究的内容是国家自然科学基金重点项目"大电机主绝缘长期绝缘强度和剩余寿命评估的研究"(59837260)中的一个重要部分.该文设计并建立了国内第一台电机线棒电、热和机械应力三因子联合老化的试验系统;提出了单因子、双因子和三因子有机组合的老化... 展开

关键词 : 非破坏性大电机多因子老化规律绕组绝缘

2. 电动汽车驱动电机寿命和可靠性研究

[学位论文] 朱显辉哈尔滨工业大学 2013年博士导师: 崔淑梅共120页

摘要 : 多年来,传统内燃机汽车为人类提供了方便、快捷的交通工具。传统内燃机汽车以石化产品作为能量的来源,存在着环境恶化、资源短缺和效率低下等弊端。随着人类对环境污染和可持续发展的逐渐重视,电动汽车以其绿色、节能等优点成为世界各国的重点研究对象... 展开多年来,传统内燃机汽车为人类提供了方便、快捷的交通工具。传统内燃机汽车以石化产品作为能量的来源,存在着环境恶化、资源短缺和效率低下等弊端。随着人类对环境污染和可持续发展的逐渐重视,电动汽车以其绿色、节能等优点成为世界各国的重点研究对象。相比于传统内燃机汽车而言,电动汽车增加了电源和电机等驱动装置。电机作为电动汽车驱动的核心部分,其可靠性不仅会影响电动汽车的稳定运行,严重时甚至会危及到司乘人员的生命安全。本文主要就电动汽车驱动电机各组成部件故障模式分析、绕组绝缘的老化建模、轴承电气寿命估算以及电机整体可靠性预测等方面进行研究。为确定电动汽车驱动电机可靠性研究中应优先关注的重点问题,依据相关标准对电动汽车驱动电机故障等级进行了划分,综合考虑电动汽车复杂的运行环境和实际运行工况,对驱动电机各部件的故障模式和原因进行了详细的归纳和总结。针对电动汽车驱动电机各部件的失效模式和失效后果尚无完整的记录的情况,提出一种基于类比和评估的方法,对电动汽车驱动电机各部件的失效后果进行量化分析,给出驱动电机各部件发生不同故障时对电机整体性能产生的影响。所得到的部件失效致命性程度值,可为电机可靠性设计捉供初步参考;也可为相关人员对电机进行检测和维修时提供依据。针对电动汽车驱动电机绕组绝缘的寿命计算问题,首先,通过对电动汽车驱动电机端过电压产生机理的分析,得到PWM脉冲及相关参数对电机端过电压应力的影响规律,并考虑了不同的逆变策略的电压利用率和电动汽车标准中的电压等级,对绕组绝缘电老化寿命进行估算;其次,对Advisor软件中电动汽车工况的电机实际电流进行提取,以Ansys仿真软件对电动汽车驱动电机温升进行仿真分析。综合考虑电压幅值、PWM脉冲频率和温度对绕组绝缘寿命的影响,给出了绕组绝缘的电一热联合老化模型。在两种应力同时作用的情况下,提出了一种更接近于实际工况的绝缘寿命的简单计算方法。为揭示放电加工电流对电动汽车驱动电机轴承寿命的影响,建立了电动汽车电机驱动系统的轴电压简化分析模型。利用其对轴电压的影响因素进行分析,研究轴承各钢球的载荷分布,分析了载荷和行驶速度对轴承钢球和滚道之间的接触面积和油膜厚度的影响。在最大载荷时,分析了放电加工电流对轴承寿命的影响,得到了由放电加工电流密度确定的轴承寿命解析式,对轴承的电气寿命预测计算进行了有益的尝试。为探讨小样本数据下电动汽车驱动电机的可靠性分析问题,研究了灰色算法在电机可靠性预测中的适用性。将灰色模型引入到电动汽车驱动电机的可靠性分析中,建立了电动汽车驱动电机的灰色可靠性预测模型,对电机失效度进行预测分析。基于预测数据,给出了电动汽车驱动电机的可靠性特征值,最后通过实测数据进行验证,证明了所提灰色预测模型的有效性,为简化电机寿命试验和可靠性分析提供了一种值得探讨的方法。收起

关键词 : 电动汽车驱动电机绕组绝缘寿命预测可靠性分析

3. 基于智能信息处理的发电机绕组绝缘故障在线监测与诊断技术研究

[学位论文] 周政新东华大学 2011年博士导师: 耿兆丰共129页

摘要 : 大型发电机是电站的主要设备之一，其系统运行的稳定性和安全性将直接影响电网的运行质量，而发电机绝缘故障在发电机故障中占有较高的比例，在大电机维护方式由定时离线检修向在线状态维修发展的过程中，采用在线监测和故障诊断技术实现大电机绕组的... 展开大型发电机是电站的主要设备之一，其系统运行的稳定性和安全性将直接影响电网的运行质量，而发电机绝缘故障在发电机故障中占有较高的比例，在大电机维护方式由定时离线检修向在线状态维修发展的过程中，采用在线监测和故障诊断技术实现大电机绕组的绝缘性能检测具有十分重要的现实意义。发电机绕组在运行过程中受到电、热、机械、化学等多种因素的联合作用下，其绝缘性能会发生变化，在绝缘性能逐渐老化的同时，电气性能也会发生一系列相应的改变，最终导致发生绝缘事故。因此采用在线监测的方式实现对发电机绝缘状况的长期监测，分析发电机绕组的绝缘性能参数在运行过程中的变化情况，是评估发电机特别是大型发电机系统绝缘性能非常有效的检测方法。在大型发电机绕组绝缘结构和绝缘老化机理的研究方面，分析了大型发电机绕组在运行过程的热老化、机械老化和电老化的发生过程;通过对大型发电机绕组绝缘材料性能数学模型的分析，讨论了单因子电老化、热老化、机械老化和多因子老化的特点;重点分析了老化参数对绝缘性能的影响。在此基础上又对绕组绝缘性能的测试方法进行了比较、分析和研究。在总结国内外大型发电机绝缘性能在线测试方法的基础上，探讨了测量线棒放电量(pC)来检测局部放电性能方法存在的不足和局限性，提出了通过测量中心点电流来检测大型发电机局部放电性能的方案，并讨论了使用不同检测方案的具体要求。在大型发电机局部放电在线远程监测系统的研究方面，在分析原射频监测系统(RFM)的基础上，研究设计了基于智能信息处理的发电机绝缘在线监测与故障诊断系统。完成了系统方案设计、功能设置、性能指标确定、系统预报警和故障报警整定值设定，以及包括高频宽带电流传感器、小信号大动态高频宽带对数放大器和准峰值检波器等关键部件的研制。研制的远程在线监测系统具有大动态范围、高精度、远程通信与监控等功能，该系统经检测，其中放大器滤波矩形系数、系统抗干扰能力等部分性能指标处于先进水平。在模糊故障诊断理论的应用方面，研究基于模糊信息处理的大型发电机绕组绝缘状态判决准则和故障树分析理论，在分析故障特征模糊性的基础上，讨论了故障特征与模糊状态的对应关系，设计了模糊推理机制、模糊知识库以及模糊推理表达式和发电机绕组绝缘故障树结构等，完成的基于模糊理论的绝缘状况专家诊断系统经检验，能有效判断绕组绝缘故障。在神经网络故障诊断理论的应用方面，分析了采集发电机定子绕组中心点信号用于检测转子回路故障的原理。在讨论RBF神经网络故障诊断理论以及权值系数迭代关系的基础上，提出了基于RBF神经网络的发电机转子故障诊断技术和方案，并用实例证实了该方案的有效性。在远程移动智能诊断技术研究方面，讨论了基于Mobile-Agent在发电机绝缘状态智能诊断专家系统方案的构建，在分析Mobile-Agent系统的安全性和稳定性的基础上，提出了MA系统保护方案和安全性措施的设计过程。论文讨论了基于Bayes网络的故障诊断理论用于发电机绝缘故障诊断的方案，在基于信息融合的故障诊断技术研究上做了有益的探索。总结全文，主要的创新点如下: 1.研制的大型发电机绕组绝缘状况远程监测系统，具有大动态范围，高精度和远程通信和监控等功能;设计完成了系统关键部件:高频宽带电流传感器、小信号大动态高频宽带对数放大器和准峰值检波器等的研制，系统已经在大型发电机上得到应用。 2.提出了基于模糊诊断技术的大型发电机绕组绝缘状态判别方法与准则，结合自主研制的绝缘故障专家诊断系统，实现了对不同容量、不同结构和工况的大型发电机绕组绝缘状况的在线监测与故障诊断。 3.提出了基于RBF神经网络诊断技术的大型发电机绝缘监测和故障诊断方案，在分析了发电机定子绕组中心点信号用于检测转子回路故障的原理基础上，用实例证实了该方案的有效性。为基于状态分析的发电机系统剩余寿命预测智能专家系统提供了理论依据。本论文对大型发电机绕组绝缘在线监测与诊断领域的发展，有较大的理论意义和工程应用价值，论文成果创造了较好的经济效益和社会效益。收起

关键词 : 发电机绕组绝缘故障在线监测诊断技术信息处理

4. 油浸式变压器绕组过热预警及其绝缘热老化测评研究

[学位论文] 王安西南交通大学 2020年硕士导师: 周利军共74页

摘要 : 油浸式变压器是供电系统的核心设备，承担着电压转换和能量输送的任务，其运行可靠性关系着整个供电系统的稳定性。绕组绝缘是变压器的关键部位，绕组一旦发生故障过热，会造成局部温度过高，严重加速绕组绝缘热老化速率，进而导致绝缘性能破坏甚至变... 展开

关键词 : 油浸式变压器绕组过热绕组绝缘热老化频域介电谱

5. 温度对变压器绕组频率响应的影响

[学位论文] MURAT NURKANAT 华北电力大学（北京） 2022年硕士导师: 程养春共65页

摘要 : 电力变压器是电力系统中的主要设备。需要监控的变压器最关键的方面是绕组的机械状况。实现这一目标的最佳方法之一是执行频率响应分析（FRA）。如果发生任何物理变化，都会影响原来的反应，可以用来检测任何异常。FRA信号还包含有关绝缘状况的信息。... 展开

关键词 : 变压器绕组绝缘频率响应径向变形多导体传输线

6. 基于振动能量法的电力变压器故障诊断与初步定位研究

[学位论文] 隋卓华北电力大学 2015年硕士导师: 张卫东;张喜群共51页

摘要 : 分析目前变压器的常见故障类型，研究变压器绕组和铁芯故障诊断常用的诊断方法及其优缺点。近年来国内、外的相关资料显示，变压器故障的诊断方法存在着部分不足，因此提出了变压器故障在线诊断的必要性。首先以油浸式变压器为研究对象，在简要... 展开

关键词 : 电力变压器故障诊断绕组绝缘弱化铁芯松动小波阈值消噪

7. 基于连续高压方波脉冲绝缘老化试验系统

[学位论文] 林同光西南交通大学 2006年硕士导师: 吴广宁共74页

摘要 : 随着高速铁路的快速发展，交流传动牵引机车的性能正面临着越来越高的要求。作为交流传动牵引机车的关键部件之一，变频牵引电机的性能将直接影响机车运行的稳定性和可靠性。变频调速驱动系统输出的脉冲电压波具有陡上升沿，其作用于牵引电机，将导致... 展开随着高速铁路的快速发展，交流传动牵引机车的性能正面临着越来越高的要求。作为交流传动牵引机车的关键部件之一，变频牵引电机的性能将直接影响机车运行的稳定性和可靠性。变频调速驱动系统输出的脉冲电压波具有陡上升沿，其作用于牵引电机，将导致绕组绝缘的加速老化。为了保证牵引机车运行的安全可靠性，牵引电机绕组绝缘的诊断技术和剩余寿命评估技术显得日益迫切。为了研究方波脉冲对牵引电机绕组绝缘的作用机理，本文研制了一套模拟实际运行情况的绝缘老化试验系统。根据牵引逆变系统电压波形和加速老化试验原则，采用变压式试验电源(高频脉冲电源+高频脉冲变压器)的方案设计试验系统。其中，高频脉冲电源采用现代电力电子技术和新型开关器件相结合，利用三相不控整流电路得到直流电压，通过直流降压斩波电路完成输出电压的控制，再通过全桥逆变电路产生频率可调的连续脉冲方波，并采用过电压保护和三级过电流保护技术确保高频脉冲电源的可靠性。在对原有高频脉冲变压器的输出特性分析基础之上，提出一种新型高频脉冲变压器设计方案，采用小变比的高频脉冲变压器原边并联、副边串联的方式研制成了具有变比高、输出频带宽、波形失真小等特点的高频脉冲变压器。为了验证系统的可靠性，对牵引电机绕组对地绝缘材料聚酰亚胺薄膜进行寿命曲线测试，提出了其随脉冲幅值、脉冲频率和环境温度变化的寿命模型。试验表明，该系统具有高可靠性和实用性，完全满足了变频牵引电机绝缘老化试验的需要，系统参数达到了国际同类试验系统的指标，试验得到的绝缘寿命模型为研究变频牵引电机的绕组绝缘的破坏机理创造了条件。收起

关键词 : 牵引电机脉冲变压器交流传动牵引机车绕组绝缘老化试验

8. 基于脉冲频率响应法的变压器套管与绕组故障离线检测研究

[学位论文] 胡煜曳重庆大学 2021年硕士导师: 姚陈果共94页

摘要 : 随着我国经济的飞速发展，电力供应需求量日益增大，这对电力系统的稳定性和可靠性提出了越来越高的要求。而电力变压器是电力系统中能源输送的核心，其安全运行的重要性不言而喻。受绝缘老化、短路冲击电流等内外因素，使得变压器套管和绕组的绝缘易... 展开随着我国经济的飞速发展，电力供应需求量日益增大，这对电力系统的稳定性和可靠性提出了越来越高的要求。而电力变压器是电力系统中能源输送的核心，其安全运行的重要性不言而喻。受绝缘老化、短路冲击电流等内外因素，使得变压器套管和绕组的绝缘易受到破坏，进而威胁电力系统的稳定运行。频率响应法是目前国内外研究学者广泛采用的方法，在变压器不用返厂吊罩检修的情况下就可对变压器绕组状态进行故障检测。但是此方式目前在全面推广的过程中受制于便携式装置的开发，此外，通过频响曲线识别绕组故障仍有误判的情况出现。因此，完善基于频率响应法检测变压器故障的研究，对于建设坚强稳定的电力系统具有重要的经济意义和学术意义。基于脉冲频率响应法，脉冲耦合注入回路包括了套管电路和绕组电路，目前尚未考虑套管电路故障对于频谱曲线的影响。为此，本文研制了一套可应用于变压器绕组故障检测的便携式脉冲发生器；设计了内置传感器的套管，基于此套管，可正向耦合注入脉冲激励信号进行变压器故障检测，反向监测过电压信号，在离线状态模拟了套管的几类故障，提出了基于频率响应法的套管故障检测；模拟了绕组故障和套管故障叠加出现的试验，验证了设计的便携式装置的实用性。本文取得的成果有： ①设计了一台便携式的变压器绕组检测的脉冲发生装置。基于FPGA的控制系统能输出纳秒脉冲控制信号以及高压直流电源程控信号，调节精度高，同时配套的上位机程序，人机交互界面友好，实现了脉冲参数灵活可调。通过相应的性能试验，验证了脉冲发生装置的工作性能满足后续试验需求。 ②设计了一台内置传感器的套管，根据电容耦合原理，可正向注入脉冲信号，反向监测导杆的过电压信号，离线实测验证了设计的正确性。有限元软件Comsol的仿真分析与耐压试验均证明内置传感器的加装不会影响套管正常运行。对比Marx和Blumlein传输线两种脉冲形成方式，不同的波形对频率响应测试的影响。模拟了套管的受潮故障、阻/容性故障、短路故障试验，从频率响应法的角度分析了不同故障对频率响应特性的影响。 ③在模型变压器上开展了套管故障和绕组故障叠加出现的试验，两类影响因素占主导的地位是绕组部分，套管故障在绕组故障的基础上体现自己对频响曲线的影响规律；非测试相发生故障时会对测试相频响曲线有一定影响；提出了两种数学指标RMSE和SSMMRE，在保证了和相关系数一样的正确性前提下，RMSE放大了整体的误差，SSMRE则对不同频段的故障进行针对性的放大。收起

关键词 : 电力变压器脉冲频率响应法固态脉冲发生器绕组绝缘套管故障离线检测

9. 大型发电机雷电过电压的在线分析研究

[学位论文] 马月姣四川大学 2004年硕士导师: 刘念共86页

摘要 : 针对雷电过电压对大型发电机的冲击问题,重点开展大型发电机绕组电压在线分析计算的研究,对电力系统的安全运行具有重要的现实意义.该文在分析和总结国内外旋转电机的雷电过电压分析方法及其研究现状的基础上,对发电机雷电过电压进行了理论分析,研究了... 展开针对雷电过电压对大型发电机的冲击问题,重点开展大型发电机绕组电压在线分析计算的研究,对电力系统的安全运行具有重要的现实意义.该文在分析和总结国内外旋转电机的雷电过电压分析方法及其研究现状的基础上,对发电机雷电过电压进行了理论分析,研究了大型发电机雷电过电压的在线监测方法,提出了用快速傅立叶变换FFT与多导体传输线理论相结合,计算大型发电机绕组电压分布的方法.针对该研究课题,该文的主要研究内容如下:1、对雷电过电压进行了详细的理论分析和计算.阐述了雷电过电压的产生、形成及雷电参数的计算;分别对输电线路、变电站和发电厂的雷电过电压进行了讨论,针对可能造成发电机雷害的过电压进行了分析计算,并根据具体情况对发电机绝缘损伤进行了分析.2、研究了一种发电机雷电过电压的在线测量方法,此方法选用了LiNbO3无源光纤电压传感器作为测量的传感元件,具有暂态性能好、响应速度快、不受外界电磁场干扰、频带宽、结构简单、造价低、绝缘性能优良、有电隔离的作用等优点.用这种方法可以准确的取得ns级的雷电过电压信号,确保了用计算机模型计算绕组电压分布的准确性.3、建立了发电机绕组的多导体传输线模型,对发电机进行了线圈分析,给出了发电机单线圈、单相绕组、三相绕组以及大型发电机的多导体传输线模型.提出采用按时间抽取的快速傅立叶变换处理复杂激励源的方法,将在发电机出线端测得的雷电过电压信号分解为若干谐波信号,分别作为上述多导体传输线模型的激励源来计算发电机绕组匝电压,再通过时域上的叠加,得到发电机定子绕组实际的匝电压.4、用MATLAB仿真软件对雷电冲击全波、波尾截断雷电冲击波和波前截断雷电冲击波进行了仿真,用快速傅立叶变换FFT将其分解为多次谐波,并采用幅值阀值法提取出幅值较大的谐波.以540槽三峡发电机为例,运用多导体传输线模型计算出其定子绕组的雷电冲击全波过电压,给出了仿真结果,验证了这个理论的正确性、可行性和优越性.该文提出的大型发电机雷电过电压在线监测分析方法,采用实时性较好的信号测量方法,将多导体传输线理论与快速傅立叶变换相结合进行信号处理和计算,具有一定的现实意义. 收起

关键词 : 大型发电机雷电过电压实时监测快速傅立叶变换多导体传输线理论绕组绝缘