电 信 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告姓 名 专 业 电 气 工 程 及 其自 动 化 班 级学 号 指 导 教 师 题 目 类 型 工 程 设 计题 目 大 型 电 力 变 压 器 故 障 诊 断 与 状 态 评 估一 、 选 题 背 景 及 依 据 （ 简 述 题 目 的 技 术 背 景 和 设 计 依 据 ， 说 明 选 题 目 的 、 意 义 ， 列 出 主要 参 考 文 献 ）电 力 系 统 正 逐 渐 朝 着 高 电 压 、 高 容 量 的 趋 势 发 展 ， 保 证 电 力 设 备 的 安 全 运 行 越 来 越重 要 ， 变 压 器 作 为 电 力 系 统 的 枢 纽 设 备 ， 其 运 行 可 靠 性 直 接 影 响 电 力 系 统 的 安 全 运 行 。为 保 证 电 力 系 统 的 稳 定 ， 必 须 加 强 对 电 力 变 压 器 绝 缘 的 监 测 和 诊 断 ， 在 线 监 测 技 术 的 应用 也 越 来 越 受 到 相 关 技 术 工 作 者 的 关 注 ， 以 计 算 机 技 术 为 基 础 ， 以 信 息 技 术 、 模 式 识 别技 术 、 神 经 网 络 技 术 、 多 媒 体 技 术 、 新 材 料 技 术 的 发 展 为 依 托 ， 为 电 力 变 压 器 绝 缘 的 监测 和 诊 断 开 拓 了 新 的 领 域 。 本 论 文 要 求 学 生 熟 悉 电 力 变 压 器 常 用 的 离 线 、 在 线 监 测 手 段和 方 法 ， 并 在 此 基 础 上 独 立 设 计 一 套 电 力 变 压 器 的 在 线 监 测 及 故 障 诊 断 系 统 。 本 毕 业 论文 能 够 让 学 生 深 入 理 解 电 力 变 压 器 功 能 及 常 用 的 监 测 方 法 及 实 现 方 法 ， 有 助 于 提 高 学 生动 手 实 践 能 力 ， 并 对 今 后 从 事 的 工 作 有 一 定 的 指 导 意 义 。二 、 主 要 设 计 （ 研 究 ） 内 容 、 设 计 （ 研 究 ） 思 想 、 解 决 的 关 键 问 题 、 拟 采 用 的 技 术 方 案及 工 作 流 程主 要 内 容 ：1、 熟 悉 电 力 变 压 器 的 结 构 、 特 点 及 常 见 故 障 ： （ 1） 变 压 器 故 障 类 型 及 原 因 ； （ 2）防 范 措 施 。2、 分 析 变 压 器 故 障 时 变 压 器 油 中 的 特 征 气 体 ， 及 变 压 器 故 障 与 气 体 组 分 的 关 系3、 学 习 并 掌 握 变 压 器 故 障 诊 断 方 法 及 原 理 ： 以 油 中 特 征 气 体 组 分 含 量 为 特 征 的 故障 诊 断 。4、 掌 握 故 障 诊 断 的 方 法 ： 三 比 值 法 ， 四 比 值 法 ， 无 编 码 比 值 法 ， 比 较 这 几 种 方 法的 优 劣 。5、 建 立 变 压 器 的 数 学 模 型 并 根 据 数 学 模 型 进 行 程 序 设 计 分 析 ： (1)放 电 ， 过 热 故 障模 糊 诊 断 ； (2)变 压 器 铁 芯 多 点 接 地 故 障 模 糊 诊 断 。6、 掌 握 基 于 模 糊 数 学 模 型 的 诊 断 并 实 例 分 析 。7、 完 成 变 压 器 运 行 状 态 评 估 计 算 方 法 及 程 序 设 计 ： (1)要 求 有 无 编 码 比 值 法 的 程 序流 程 图 ； (2)程 序 代 码 及 界 面 设 计 。8、 应 用 对 实 例 变 压 器 进 行 状 态 评 估 。设 计 思 想 ：通 过 熟 悉 变 压 器 故 障 类 型 及 原 因 ， 分 析 变 压 器 故 障 时 变 压 器 油 中 的 特 征 气 体 ， 及 变压 器 故 障 与 气 体 组 分 的 关 系 ； 学 习 并 掌 握 变 压 器 故 障 诊 断 方 法 及 原 理 ： 以 油 中 特 征 气 体组 分 含 量 为 特 征 的 故 障 诊 断 ； 比 较 三 比 值 法 ， 四 比 值 法 ， 无 编 码 比 值 法 等 几 种 故 障 诊 断方 法 的 优 劣 ； 建 立 变 压 器 的 数 学 模 型 并 根 据 数 学 模 型 进 行 程 序 设 计 分 析 ： (1)放 电 ， 过热 故 障 模 糊 诊 断 ， (2)变 压 器 铁 芯 多 点 接 地 故 障 模 糊 诊 断 ； 最 终 完 成 变 压 器 运 行 状 态 评估 计 算 方 法 及 程 序 设 计 ， 应 用 对 实 例 变 压 器 进 行 状 态 评 估 。解 决 的 关 键 问 题 ：建 立 变 压 器 的 数 学 模 型 并 根 据 数 学 模 型 进 行 程 序 设 计 分 析 ， 完 成 变 压 器 运 行 状 态 评估 计 算 方 法 及 程 序 设 计 ， 应 用 对 实 例 变 压 器 进 行 状 态 评 估 。拟 采 用 的 技 术 方 案 ：根 据 变 压 器 故 障 诊 断 方 法 及 原 理 ： 以 油 中 特 征 气 体 组 分 含 量 为 特 征 的 故 障 诊 断 ； 比较 三 比 值 法 ， 四 比 值 法 ， 无 编 码 比 值 法 等 几 种 故 障 诊 断 方 法 的 优 劣 ：（ 1） 三 比 值 法 是 利 用 气 相 色 谱 分 析 结 果 中 五 种 特 征 气 体 含 量 的 三 个 比 值 （ 来 判 断 变 压 器 内 部 故 障 性 质 。 实 践 表 明 ， 这 一 方 法 判 断故 障 性 质 的 准 确 率 相 当 高 。 由 于 当 采 用 不 完 全 脱 气 方 法 脱 气 时 ， 各 组 分 的 脱 气 速 率 可 能相 差 很 大 ； 但 三 比 值 法 中 ， 每 一 对 比 值 之 两 种 气 体 脱 气 速 率 之 比 都 接 近 于 1。 所 以 采 用三 比 值 法 克 服 了 因 脱 气 速 率 的 差 异 所 带 来 的 不 利 影 响 。 三 比 值 法 按 照 比 值 范 围 ， 把 三 个比 值 以 不 同 的 编 码 来 表 示 ；（ 2） 用 四 比 值 法 判 断 故 障 类 型 ， 根 据 7252L/T 722 都 采用 三 比 值 法 。 对 一 些 疑 问 的 故 障 ， 还 可 以 采 用 四 比 值 法 来 判 断 。 此 法 是 根 据 2、 22 比 值 的 不 同 关 系 来 进 行 判 断 的 。 四 比 值 法 的 计 算 方 法 是 ：两 组 分 气 体 含 量 的 比 值 如 果 大 于 1表 示 ； 如 小 于 1则 用 0表 示 ； 比 值 在 1左 右 则表 示 故 障 类 型 的 变 化 过 程 ， 比 值 越 大 则 故 障 类 型 越 明 显 。 如 同 时 存 在 两 种 类 型 的 故 障 ，则 要 从 四 个 比 值 的 总 体 情 况 判 断 。 四 比 值 判 断 法 见 下 表 1222 断 结 果011000100 001100010 000010101 000001011 如 2 局 部 放 电 ， 其 他 示 正 常 老 化 ；轻 微 过 热 ， 热 度 小 于 150 ；轻 微 过 热 ， 热 度 为 150 200 ；过 热 ， 热 度 为 200 300 ；一 般 导 体 过 热 ；低 能 火 花 放 电 ；循 环 电 流 或 接 点 过 热 ；分 接 开 关 电 弧 烧 损 ；火 花 放 电 或 电 弧 放 电 。表 1 值 判 断 法（ 3） 无 编 码 比 值 法 分 析 和 诊 断 变 压 器 故 障 性 质 的 方 法 ， 可 以 从 一 个 层 面 解 决 三 比值 法 故 障 编 码 少 ， 有 的 故 障 用 三 比 值 法 难 于 诊 断 的 问 题 。 诊 断 故 障 性 质 的 方 法 （ 以 计 算比 值 诊 断 ） ： 以 计 算 的 乙 炔 比 乙 烯 值 诊 断 过 热 或 放 电 性 故 障 。 当 计 算 的 比 值 小 于 过 热性 故 障 ， 大 于 放 电 性 故 障 。 计 算 乙 烯 比 乙 烷 的 值 并 以 过 热 温 度 诊 断 故 障 程 度 。 当 乙 烯 比 乙 烷 的 计 算 比 值 小 于1 时 为 低 温 过 热 （ 小 于 300 ） ； 大 于 1 小 于 3为 中 温 过 热 （ 300 700 ） ； 大 于 3 时为 高 温 过 热 （ 大 于 700 ） 。 以 计 算 的 甲 烷 比 氢 气 值 诊 断 是 否 放 电 或 过 热 性 故 障 并 存 。 当 甲 烷 比 氢 气 的 计 算 比值 大 于 1时 ， 为 放 电 兼 过 热 性 故 障 ， 反 之 为 纯 放 电 性 故 障 。以 计 算 的 乙 炔 比 乙 烯 的 值 判 断 故 障 区 域 。 当 计 算 比 值 小 于 为 过 热 性 故 障 ，大 于 放 电 性 故 障 。 以 计 算 的 乙 烯 比 乙 烷 值 过 热 故 障 区 域 。 以 左 纵 坐 标 为 准 ， 查出 过 热 温 度 ， 诊 断 过 热 故 障 类 型 。 以 计 算 的 甲 烷 比 氢 气 值 判 断 故 障 程 度 。 以 故 障 分 区 图的 右 纵 坐 标 为 准 ， 查 处 该 值 所 对 应 的 故 障 。求 出 两 对 比 值 后 ， 即 可 在 故 障 分 区 图 中 查 到 故 障 性 质 ， 因 此 该 图 示 法 具 有 直 观 、 明了 、 简 单 、 准 确 等 优 点 ； 对 于 过 热 故 障 ， 还 可 以 看 出 它 的 温 度 变 化 情 况 ， 可 用 于 运 行 中变 压 器 的 色 谱 追 踪 分 析 。建 立 变 压 器 的 数 学 模 型 并 根 据 数 学 模 型 进 行 程 序 设 计 分 析 ： (1)放 电 ， 过 热 故 障 模糊 诊 断 ， (2)变 压 器 铁 芯 多 点 接 地 故 障 模 糊 诊 断 ； 最 终 完 成 变 压 器 运 行 状 态 评 估 计 算 方法 及 程 序 设 计 ， 应 用 对 实 例 变 压 器 进 行 状 态 评 估 。工 作 流 程 ：1、 熟 悉 电 力 变 压 器 的 结 构 、 特 点 及 常 见 故 障 ： （ 1） 变 压 器 故 障 类 型 及 原 因 ； （ 2） 防范 措 施 。2、 分 析 变 压 器 故 障 时 变 压 器 油 中 的 特 征 气 体 ， 及 变 压 器 故 障 与 气 体 组 分 的 关 系 。3、 学 习 并 掌 握 变 压 器 故 障 诊 断 方 法 及 原 理 ： 以 油 中 特 征 气 体 组 分 含 量 为 特 征 的 故 障诊 断 。4、 掌 握 故 障 诊 断 的 方 法 ： 三 比 值 法 ， 四 比 值 法 ， 无 编 码 比 值 法 ， 比 较 这 几 种 方 法 的优 劣 。5、 建 立 变 压 器 的 数 学 模 型 并 根 据 数 学 模 型 进 行 程 序 设 计 分 析 ： (1)放 电 ， 过 热 故 障模 糊 诊 断 ； (2)变