基于等值老化的变压器绝缘寿命损失研究

电力变压器在长期运行过程中,其内部绝缘会逐渐老化直至寿命终止,在此期间,热点温度是影响变压器绝缘寿命的最关键因素。为此,笔者统计并建立了影响变压器热点温度的两个最重要因素:负载系数及环境温度的变化模型,通过Ornstein-Uhlenbeck过程对这两个因素在变化过程中存在的随机性进行了模拟。最后,基于IEEE负载导则提供的等值老化模型,利用蒙特卡洛法分析讨论了理想与实际情况下变压器绝缘的年寿命损失,由此实现对变压器使用年限的预测。     

以箱壁温度为判据的油浸式变压器绕组热点温度计算模型及试验分析

电力变压器的热点温度是影响其绝缘寿命非常重要的因素,准确估计电力变压器热点温度,有助于提高电力变压器的经济与安全运行水平。为此,提出了一种估计变压器绕组热点温度的改进方法。该方法依据变压器热路模型,采用变压器油箱壁温度来估计绕组热点温度。为了验证该方法的准确性,在实验室的试验变压器上进行了负载试验,得到不同负载下的变压...     

考虑绝缘剩余寿命的变压器健康状态评估方法

在现有的健康指数理论和绝缘寿命计算方法的基础上进行延伸和拓展,建立变压器运行状态评估结果与其剩余寿命的映射关系,提出了一种考虑绝缘剩余寿命的油浸式变压器健康状态评估方法。利用变压器负荷记录和环境温度数据计算设备热点温度,继而计算设备的绝缘剩余寿命;再根据分级评估的思想对变压器运行状态进行分级评估,考虑不同因素的影响,形成不同层级的健康指数修正因子,最终得到反映变压器的综合运行状态的设备剩余寿命及健康指数评分。通过实际变电站算例分析证明了该方法的有效性和优越性。该方法并不局限于油浸式变压器,对于其他油绝缘设备(如电抗器)同样适用。     

谐波电流作用下变压器损耗及绝缘寿命的计算

谐波电流通常会对变压器造成损耗增加、温度升高、绝缘寿命缩短等不良影响。在分析谐波电流作用下集肤效应对变压器绕组电阻影响的基础上,定义了绕组电阻谐波损耗因子,利用谐波损耗因子计算变压器损耗。修正了热点温度计算公式,基于绝缘等值老化模型计算谐波电流导致的变压器绝缘寿命损失。最后,建立了六脉波整流仿真模型,验证了谐波损耗计算方法的准确性和谐波电流导致绝缘寿命损失计算的重要性。     

谐波电流扰动下配电变压器损耗计算与绝缘寿命损失评估

针对谐波电流引起配电变压器损耗增加、热老化加速、绝缘寿命下降的问题,提出了一种计算谐波电流扰动下变压器空载损耗的方法。通过对Yyn0和Dyn11联结的配电变压器在谐波电流扰动下的杂散损耗分析,改进了基于谐波损耗因子的变压器负载损耗计算方法,修正了热点温度计算模型。以98℃为变压器热点温度基准值,利用6℃准则修正了IEEE C57.91中的绝缘纸相对老化因子计算方法。计算及试验结果表明:变压器损耗随谐波电流畸变率增大有较大增加,造成变压器绝缘系统寿命损失,缩短变压器运行寿命。     

油浸式电力变压器绝缘寿命在线评估技术研究

针对ANSI/IEEEC57.91和IEC 354.9导则中推荐的绕组热点温度预测方法存在物理上难以解释和预测的绕组热点温度低于实测值的问题,研究了基于热平衡及热吸收原理的温升计算方法,建立了基于底层油温的热点温度预测模型。利用在绕组电磁线安装光纤光栅传感器的ONAN,10±5%/0.4 kV的配电变压器进行热点温度试验。试验结果表明,该方法在线预测变压器热点温度有效可行。最后在绕组热点温度计算的基础上,建立了绝缘寿命损失模型,实现变压器绝缘寿命在线预测,为油浸式变压器运维决策提供参考。     

光纤在线监测变压器热点温升技术及其应用前景

变压器线圈热点温度是变压器安全、经济运行和使用寿命的主要决定因素。所谓变压器线圈热点是出现在线圈绝缘系统某部位的最高温度。变压器运行温度过高, 短期会使其绝缘下降、机械特性出现暂时性的变劣, 使其短路强度降低; 长期变压器寿命将缩短, 绝缘材料加速老化, 密封材料变脆。变压器运行中线圈温度过高将影响变压器的安全运行和寿命。因此监测运行中的变压器线圈热点温度是非常必要的。光纤技术应用于变压器热点温升的监测, 是一种优越的在线实时监测技术, 可以提高设备的可用率。     

太阳辐射对变压器热点温度计算影响的分析

当油浸式变压器处在较高的环境温度以及受到强太阳副射时,其绕组的热点温度很有可能会超过允许的最高温度,这在威胁变压器安全运行的同时,将很大程度上削减变压器的绝缘寿命。因此,有必要研究太阳辐射对变压器热行为的影响。本文提出了一种计算作用于变压器上的太阳辐射功率的模型,并且将其折算成变压器热点温度计算的一个热源功率。通过对导则模型的简单修改和对比后发现,在变压器热点计算以及日常运行时,太阳辐射的影响不可忽略。     

三相不平衡对配电变压器带负载能力的影响研究

配电网中三相不平衡问题普遍存在,三相不平衡会使配电变压器单相过载导致损耗增加、热点温度升高,进而加快绝缘老化速度、降低变压器带负载能力及运行寿命。文章推导了配电变压器在三相不平衡运行时的绕组热点温度的计算模型,并基于绕组热点温度限制和容许过载倍数限制对三相不平衡时配电变压器的过载能力进行评估,最终给出了各负载类型运行区域的约束条件,为油浸式配电变压器的安全、经济运行提供了参考。     

基于卡尔曼滤波算法的油浸式变压器绕组热点温度预测研究

本文作者研究基于卡尔曼滤波算法的油浸式变压器绕组热点温度预测模型,为有效分析此类变压器绝缘寿命提供依据。采集影响绕组热点温度的相关数据并构成基础数据库,构建变压器绕组线性离散热点温度模型,通过向该模型内叠加基础数据库内的噪声数据,获得热点温度的状态与测量方程,经由两种方程运算得出绕组的历史热点温度值,以此温度值作为输入参量,结合卡尔曼滤波算法构建变压器绕组热点温度预测模型,通过该模型中预测与校正两阶段的迭代运算,得到绕组热点温度的最佳实时预测结果输出。结果显示,该模型可预测出不同运行负载下的油浸式变压器绕组热点温度,得到平滑消噪且与实测数据相吻合的预测值;依据预测结果得知,变压器的绕组热点温度与季节、环境温度、负载均存在一定的相关性。     

温度对步进电压下油纸绝缘电老化的影响

为了研究温度对变压器匝间油纸绝缘电老化过程的影响,文中设计了变压器匝间油纸绝缘模型线圈及试验系统,用步进升压法进行了模型线圈在常温22℃及运行温度80℃下的电老化试验。采用一种基于极大似然思想的数据处理方法,求取了油纸绝缘反幂模型中的常数A及电压寿命指数N,并用恒定电压法验证了所得反幂模型的正确性。结果表明:步进电压法可以用于变压器匝间油纸绝缘的电老化研究;与常温下相比,在电压低于某一阈值时运行温度下变压器匝间油纸绝缘模型线圈的电老化速度较慢,寿命较长,在电压高于该阈值时恰好相反;电老化不是变压器绝缘材料老化的最主要因素。     

基于LSTSVR模型的边缘计算预测变压器平均油温及绕组热点温度

变压器绕组的热点温度过高,会导致变压器绝缘脆解、裂化甚至击穿短路。因此及时、准确地预测出变压器绕组的热点温度,对提高变压器运行的安全可靠性至关重要。利用最小二乘双支持向量回归机(LSTSVR)作为边缘计算模型,将变压器油中气体色谱分析数据信息与变压器负载电流、环境温度、顶层油温、上死角温度等变压器运行信息结合,构建监测系统架构,预测变压器的平均油温,并计算出绕组热点温度。将所提方法得到的数据与实测数据进行对比,结果利用LSTSVR模型实现了变压器平均油温及绕组热点温度的准确预测,且该模型的预测精度优于最小二乘支持向量回归机模型,有效地提高了绕组热点温度测量的精度。现场实例也证明了所提方法的有效性和可靠性。     

基于遗传优化支持向量机的变压器绕组热点温度预测模型

油浸式电力变压器的运行寿命及负载能力与绕组热点温度密切相关。精确预测变压器绕组的热点温度,是有效预防变压器热故障、准确预测变压器运行寿命和优化变压器设计的关键技术之一。论文研究了绕组热点温度支持向量机建模。为提高模型预测的精确度,选用径向基核函数优化模型结构;利用遗传算法对参数进行寻优。结合实验室模拟温升变压器绕组温度实测数据,提取输入和输出的特征量,并划分训练集和预测集,建立了基于遗传优化支持向量机的变压器绕组热点温度预测模型。实验表明:应用本文模型预测结果与实测值基本一致,优于BP神经网络以及Elman神经网络的预测结果。     

考虑负荷特性的牵引变压器短期风险评估

对牵引变压器进行短期风险评估,可及时识别可能存在的风险及其影响,从而为采取必要措施手段降低风险,保证牵引变压器可靠运行提供有力支持。提出了一种基于负荷特性的牵引变压器短期风险评估方法。利用热路模型计算得到牵引变压器绕组热点温度,并以此为基础,从温升对牵引变压器的寿命损失和绝缘故障两方面的影响出发,采用牵引变压器寿命损失风险和绝缘故障风险2个指标来表征牵引负荷引起的风险。通过经济成本损失来衡量风险事件严重度并量化最终的风险值。算例分析验证了文中方法的有效性,结果表明牵引负荷特性对变压器实时运行风险的影响不容忽视,该评估方法可用于牵引变压器的实时风险评估以及风险预测,为现场人员及时掌握风险水平、对高风险运行状态预警提供支持。     

油浸式电力变压器动态热路改进模型

油浸式电力变压器绕组的热点温度是指导变压器负载运行方式和影响变压器绝缘寿命的重要参数,准确计算绕组热点温度具有重要意义。在分析运行变压器散热过程的基础上,考虑油箱外壁与周围环境的热量传递,利用传热学原理和热电类比方法,定义非线性热阻和集总热容,并考虑油粘度随温度的变化,建立电力变压器动态等效热路的改进计算模型。将模型的计算结果与实验室自然油循环自然空气(oilnatural-air natural,ONAN)冷却方式下100 kVA/5 kV油浸式温升试验变压器实测数据和IEEE Std C57.91推荐方法计算值进行对比,比较结果表明:通过改进模型计算的变压器顶层油温和绕组热点温度具有较高的精度。     

变压器智能温度监控仪

1引言国际电工技术界越来越重视大型电力变压器绕组热点温度的精确测量问题。这是由于绕组热点温度与变压器寿命,也就是绝缘寿命有关。绝缘的工作温度越高,其机械强度和电气强度丧失的越快,绝缘老化速度也就越快,绝缘寿命也就相应缩短。有效控     

基于绕组热分布的改进油浸式变压器绕组热点温度计算模型

为准确计算变压器的绕组热点温度,给变压器的过载能力及绝缘寿命评估提供依据,在分析变压器绕组热分布热性及导热途径的基础上,提出了一种改进的基于底层油温的变压器热点温度等效计算模型。该模型通过明确定义热点温度的等效热源并考虑变压器油粘度及铜损的温度特性,得到了变压器热点温度等效计算模型的解。通过搭建变压器温升试验平台,采用光纤测温系统对变压器绕组的热点温度进行了测试分析。将实测数据与热路模型的计算结果及其它现有热路模型计算得到的温度曲线的对比分析结果表明,依据所提出的改进热点温度模型计算得到的变压器绕组热点温度曲线所对应的误差系数明显小于其它方法的计算结果,至少减小了40%,具有更高的预测精度。     

考虑绝缘老化和油色谱监测数据的变压器动态故障率模型

为深入研究变压器内部潜伏性故障率与绝缘老化的定量关系,提出考虑绝缘老化和油色谱监测数据的变压器动态故障率模型。文中首先分析绕组热点温度和绝缘纸含水量对绝缘老化的综合加速作用,并根据变压器绝缘寿命和状态转移速率的负相关关系,求出能够综合反映变压器健康状况和运行工况的时变状态转移速率。然后考虑变压器修复的影响,并基于马尔科夫状态转移过程,求出变压器运行在各状态下故障率的时域公式。最后与传统马尔科夫模型作比较,结果表明该文模型不但能够反映内部潜伏性故障的发展过程,而且可以量化维修对变压器故障率的影响,以此给变压器维修策略的选择与制定奠定科学的理论基础。     

应用蒙特卡罗模拟法的电力变压器热特性绝缘寿命评估

传统以聚合度、糠醛等对变压器绝缘寿命评估方法现场采样困难,而变压器热特性含有丰富的绝缘寿命状态信息。为此,提出了应用蒙特卡罗模拟法的变压器绝缘寿命评估模型。通过对变压器绝缘寿命的重要性影响因素的历史监测数据的统计分析,模拟了其变化过程。模型考虑了负载系数和环境温度的相关性及变压器含水量变化对绝缘寿命损失的影响,其寿命评估值更符合实际情况。最后,通过对某台实际运行变压器在有无负载增长情况下的绝缘寿命评估,验证了模型的有效性。     

基于低频频温平移的变压器油纸绝缘换油老化寿命预测

油纸绝缘作为变压器内绝缘的主要组成部分,其绝缘状态对变压器的运行寿命起决定作用,现场变压器通过滤油环节过滤出油中的水分、小分子酸、糠醛等杂质,使其绝缘性能提高.为了研究换油周期和温度对油纸绝缘寿命的影响,首先对3组初始条件相同的油纸绝缘XY模型分别进行5天换油、15天换油、30天换油不同换油周期的130°C加速热老化试验,并间隔15天进行模型变温介电谱测试及绝缘纸板聚合度、含水率测试;其次研究发现,绝缘纸板的老化会影响油纸绝缘模型低频段的介质损耗因数,其数值与纤维素活化能有关,提出一种基于变压器结构模型的低频频温平移归算方法,由此构建低频平移因子表达式,得到了变压器油纸绝缘温度-换油周期-寿命关系式,可用于预测不同温度、不同换油周期下变压器油纸绝缘寿命.