毕业设计论文_电力变压器油色谱分析软件设计(编辑修改稿)

毕业设计论文_电力变压器油色谱分析软件设计(编辑修改稿)内容摘要：

当相对产气速率 10% /m时 ,应引起注意。 三比值法 为更准确判断设备故障 ,应用三比值法进行判断 :据 C2H C2H CH H C2HC2H6 的比值进行编码 ,并根据不同的编码给出可能的诊断 结果。 ********大学 08届本科生毕业设计（论文） 9 根据 5 种特征气体 H2 、 CH4 、 C2H2 、 C2H4 、 C2H6 在变压器油中的含量 ,可计算出 φ 3 (C2H2) /φ 4 (C2H4) 、 φ 5 (CH4) /φ 2 (H2) 、 φ 4 (C2H4) /φ 6 (C2H6) 的比值 ,不同比值的 K 按表 2 规则编码 ,再据测试结果把 3 组比值组成不同的编码组合 , 然后由 DL/ T722 — 2020 的规定判断变压器故障类型和大体部位 ,如表 3 所示。 表 2 及表 3 中 , 令 K1 =φ 3 ( C2H2 ) /φ 4 ( C2H4 )。 K2 =φ 5 (CH4) /φ 2 (H2)。 K3 =φ 4 (C2H4) /φ 6 (C2H6)。 K 分别代表 K1 、 K2 、 K3。 表 2 三比值法的编码规则 特征气体 的比值 比值编码 K1 K2 K3 K 0 1 0 ≤ K1 1 0 0 1≤ K3 1 2 1 K≥ 3 2 2 2 表 3 用三比值编码对故障性质的判断 比值编码 故障性质 故障部位 K1 K2 K3 0 0 0 无故障 正常老化 0 1 0 低能量密度 , 局部放电 含气空腔中的放电 1 1 0 高能量密度 , 局 部放电 含气空腔放电已波及 固体绝缘 12 0 12 低能量放电 或固体材料间油隙击穿 1 0 2 高能量放电 有工频续流的放电 , 相间、对地或匝间击穿 0 0 1 低于 150 ℃的热故障 通常是包有绝缘层 的导线故障 0 2 0 150～ 300 ℃低温过热故障 / 0 2 1 300～ 700 ℃中等温度过热故障 铁芯部过热、铁芯和外壳环流、铁芯多点接地短路 , 裸金属过热 0 2 2 高于 700 ℃高温热故障 / 变压器故障点温度的估算 ： 通常在故障状态下绝缘油温度大于 300 ℃时 开始裂解 ,产生 CH4 、 H2。 到400 ℃时产气明显 ,且有其他烃类气体。 油温度超过 800 ℃时 ,产生 C2H2 明显。 在********大学 08届本科生毕业设计（论文） 10 超过 400 ℃温度区域 , 估算故障点温度经验公式是〔 4〕 : t = 322 lg [φ 4 ( C2H4 ) /φ 6 ( C2H6 ) ] + 525℃。 该软件基于油色谱分析中气体超过注意值判别法、相对产气速率判别法和三比值法 ,三种方法综合判断 ,程 序流程图 如 图 1所 示。 图 1 软件程序流程 完成后 软件界面如 图 2所示 ： ********大学 08届本科生毕业设计（论文） 11 图 2 软件界 面 本软件是笔者通过 VC编程实现， VC软件相对于其他软件来说，其可视化是其最显著的特点，也是倍受广大使用者青睐的原因所在。 对此，我们首先新建一个 MFC工程，输入工程名，并选择“基本对话框”编程模式。 到此第一步建立工程完成，下面开始编辑软件。 通过设置“基本对话框”的控件，添加若干“静态文本”“编辑框”“按钮” 等控件，设计版面，并排列成如图 2形式。 接下来，是我们的软件设计核心部分， 即 源代码的设计。 首先，按下“ Ctrl+W”打开 MFC ClassWizard对话框，并选择 其第二项，设置好各编辑框所对应的变量类型，为以后计算服务。 其次，我通过参考了一些 VC编程的实例，设计了“浏览”按钮，用于浏览数据文件，并通过“读取数据”按钮 ，读取数据文件中的各种特征气体值。 再通过“分析”按钮，进行分析。 下面重点介绍一下，“分析”按钮的实现过程。 VC中的按钮控件所对应的函数中，有两个非常重要的函数， UpdateData(TRUE)和 UpdateData(FALSE)， 其中前者代表输入数据至各编辑框变量，后者则代表输出个编辑框变量至个编辑框中。 通常编写按钮控件函数都会将 UpdateData(TRUE)和UpdateData(FALSE)分别放在函数的开始和结束位置，中间则会进行一些数据计********大学 08届本科生毕业设计（论文） 12 算。 而本软件中间所进行的计算， 根据 ， 最主要的是通过读取文件中的数据数值， 按照论文中所给公式 ，如速率公式 r = (φ 2 φ 1 ) /φ 2 1 100，故障点温度公式 t = 322 lg [φ 4 ( C2H4 ) /φ 6 ( C2H6 ) ] + 525℃ 进行注意值，产气速率 及故障点温度 的计算，并 根据 K1 =φ 3 ( C2H2 ) /φ 4 ( C2H4 )。 K2 =φ 5 (CH4) /φ 2 (H2)。 K3 =φ 4 (C2H4) /φ 6 (C2H6)进行 三比值法的判断，最终根据表 2显示诊断结果。 m_Vsl=(m_v2ztm_v1zt)/m_v2zt/m_Vjg*30*100。 通过此段代码计算产气速率； m_Vwd=322*log10(m_v2c2h4/m_v2c2h6)+525。 通过此段 代码计算故障点温度 ； k=m_v2c2h2/m_v2c2h4。 if(k)m_k1=0。 if(k=amp。 amp。 k3)m_k1=1。 if(k=3)m_k1=2。 k=m_v2ch4/m_v2h2。 if(k)m_k2=1。 if(k=amp。 amp。 k1)m_k2=0。 if(k=1)m_k2=2。 k=m_v2c2h4/m_v2c2h6。 if(k1)m_k3=0。 if(k=1amp。 amp。 k3)m_k3=1。 if(k=3)m_k3=2。 通过以上几段代码，计算出三比值方法中 K K K3的值； CString str,str1,str2,str3,ztstr,h2str,c2h2str,slstr。 str1=\r\n故障性质 :。 str2=\r\n故障部位 :。 str3=超过注意值 !。 if(m_v1zt150) ztstr=总烃含量 +str3。 else ztstr=总烃含量没有 +str3。 if(m_v1h2150) h2str=\r\n氢气含量 +str3。 else h2str=\r\n氢气含量没有 +str3。 ********大学 08届本科生毕业设计（论文） 13 if(m_v1c2h25) c2h2str=\r\n乙炔含 量 +str3。 else c2h2str=\r\n乙炔含量没有 +str3。 if(m_Vsl10) slstr=\r\n总烃相对产气速率含量 +str3。 else slstr=\r\n总烃相对产气速率没有 +str3。 if(m_k1==m_k2amp。 amp。 m_k1==0amp。 amp。 m_k1==m_k3) str=str1+无故障 +str2+正常老化。 else if(m_k1==m_k3amp。 amp。 m_k1==0amp。 amp。 m_k2==1) str=str1+低能量密度 , 局部放电 +str2+含气空腔中的放电。 else if(m_k1==m_k2amp。 amp。 m_k1==1amp。 amp。 m_k3==0) str=str1+高能量密度 , 局部放电 +str2+含气空腔放电已波及固体绝缘。 else if(((m_k1==m_k3amp。 amp。 m_k1==1)||(m_k1==m_k3amp。 amp。 m_k1==2))amp。 amp。 m_k2==0) str=str1+低能 量放电 +str2+或固体材料间油隙击穿。 else if(m_k1==1amp。 amp。 m_k2==0amp。 amp。 m_k3==2) str=str1+高能量放电 +str2+有工频续流的放电 , 相间、对地或匝间击穿。 else if(m_k1==m_k2amp。 amp。 m_k1==0amp。 amp。 m_k3==1) str=str1+低于 150 ℃的热故障 +str2+通常是包有绝缘层的导线故障。 else if(m_k1==m_k3amp。 amp。 m_k1==0amp。 amp。 m_k2==2) str=str1+150～ 300 ℃低温过热故障 +str2+。 else if(m_k1==0amp。 amp。 m_k3==1amp。 amp。 m_k2==2) str=str1+300～700 ℃中等温度过热故障 +str2+铁芯部过热、铁芯和外壳环流、铁芯多点接地短路 ,裸金属过热。 else if(m_k2==m_k3amp。 amp。 m_k2==2amp。 amp。 m_k1==0) str=str1+高于 700 ℃ 高温热故障 +str2+。 m_jg=ztstr+h2str+c2h2str+slstr+str。 再通过上段代码进行诊断鼓掌的判断并显示结果。 其中原理就是通过 if语句，根据表 2中三比值法的判断基准，判断已经得出的 K K K3的值，并显示其所对应的结果。 由于无法得到有有故障的变压器事物，且在公司中相应的数据库文件过于庞大并属于机密问题，所以只能在文本文档中输入小范围数据，以简化读取数据的问题。 但这样的设计使得小数的录入无法进行，并且代码过于复杂，不够简洁。 鉴于此，则若此软件用于实物判断，拥有实际数据库后，再改动一下读取数据的方式，问题即可解决。 ********大学 08届本科生毕业设计（论文） 14 第四 章 诊断分析实例 通过前一章所述的三比值方法，设计出了变压器油色谱分析软件。 但在软件的应用前，应对其的 可靠性 进行验证。 下面我们以参考文献中一表格数据为例，验证软件的可靠性。 惠州 110 kV马庄 2号主变容 量 40MVA、 油重 ,在 2020年 3月进行春季预防性试验 ,通过油样色谱分析 ,发现色谱异常 ,跟踪分析结果见表 4。 表 4 实例数据表 从上表 可看出 , 变压器油气体的总烃值  1(C1+ C2) 在大修前已超过 150 的注意值 , 且持续升高 ,可以判断变压器内部有故障。 由于 3 月 23 日～ 4 月 5 日油的总烃 分别为 413， 600均超标 ,且  5(CH4) 、  4(C2H4) 值很高 ,可初步判断变压器为内都过热故障。 且 K1。 K21。 K33 ,按表 2查得编码组合是“ 0 ,2 ,2” ,根据表 3判断为 :内部高于 700 ℃的裸金属过热故障。 由表 5 可知 , 3(C2H2)并没有明显上升 ,故判断故障点温度不超过 800 ℃ ,根据故障点温度估算公式 ,该变压器故障点局部温度在 770～ 794℃。 综合油分子裂解顺序及烃类组分含量的递减关系 ,由于绝缘油需超过 800℃才产生大量乙炔 ,可断定铁芯多点接地时 ,油中  3(C2H2)值才可能较小或  3(C2H2)值为 0。 下面让我们来验证分析软件的可靠性。 通过预先建立一记事本文件，输入以上数据，保存做为数据库文件。 然后令编制的分析软件，读取数据库文件，并 进行分析，得出 结果，如 图 3所示： 日期 主变油气体成分 /106 H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 CO CO2 2020323 36 122 42 245 2 38 76 2020405 133 210 49 338 3 150 1209 ********大学 08届本科生毕业设计（论文） 15 图 3 实例分析界面 从软件中可看出，得出两次总烃含量分别为 411 和 600，总烃相对产气速率为%/m，故障点温度为 ℃。 三比值法得出的比值分别为 0， 2， 2。 并且最终分析结果为故障性质 高于 700℃高温热故障。 可以看出，由软件分析得出的结果与前述分析得出的结果完全相同 ，所以该软件的可靠性得到了验证。 ********大学 08届本科生毕业设计（论文） 16 第五章 采用油 色谱法分析 法 的注意事项 变压器油中溶解的特征气体除与故障性质有关外，还与变压器的结构特点、气体产生的原 因、故障的部位和故障严重程度有关，因此必须进行综合的判断分析。 应注意以下几个问题： 1)首先要判定油中溶解的气体，是否来自变压器内部故障以外的原因，防止造成判断错误。 其原因一是变压器箱体带油补焊，焊接时产生的高温使。