油纸绝缘非标准极化谱的中心时间常数提取

针对实际测量中变压器油纸绝缘非标准极化谱中心时间常数不够精确并且耗时较长的问题,文中提出了一种新的中心时间常数提取方法。变压器油纸绝缘非标准极化谱曲线的产生与回复电压测试参数设置、油纸绝缘状态有关,将扩展德拜等值电路模型用于研究非标准极化谱的中心时间常数特性,基于粒子群算法求解由等值电路参数,建立回复电压求解公式,并采用分段3次hermit对回复电压峰值时间进行插值计算,进而计算出连续的标准回复电压极化谱,确定中心时间常数的位置,最后结合了两台实际投入电网运行的变压器测量回复电压极化谱数据,从而得到准确的中心时间常数值,验证了该方法的有效性,提高利用中心时间常数诊断绝缘系统水分含量的准确性。     

油纸绝缘变压器非标准极化谱的仿真研究

针对含有局部峰值的非标准回复电压极化谱的还未能明确的诊断变压器绝缘状态,依据时域介质响应理论,结合现场回复电压测量数据,将扩展德拜模型引入介质响应等值电路,建立变压器油纸绝缘系统等值电路模型.对非标准极化谱进行仿真分析,建立非标准极化谱与等值模型参数之间的关系.仿真结果表明,各时间常数支路的变化可使极化谱产生局部峰值,而且极化谱前端的局部峰值能反映变压器绝缘油的状态情况,同时试验研究结果证明仿真结论是有效的,弥补依据非标准极化谱进行绝缘诊断的空缺.     

油纸绝缘变压器介质响应极化谱的探索与研究

基于扩展德拜模型,建立油纸绝缘变压器绝缘状态与介质响应等值电路之间的关系,并仿真分析模型(时间常数、支路数)改变引起回复电压特征参数和极化谱的变化规律。仿真分析结果表明,极化谱回复电压峰值与主时间常数可作为变压器绝缘诊断的判据,且时间常数不同的RC支路在回复电压极化谱的对应区段才有所影响。通过研究多台不同绝缘状态的变压器,总结出绝缘老化程度与支路数取值的内在联系,由此获取的等值参数最优,所建立模型与变压器实际状况相吻合,可作为油纸绝缘系统状态准确诊断和研究的基础。     

变压器油纸绝缘极化谱的仿真研究

回复电压测量方法能有效检测变压器固体绝缘的含水量,然而对于含有局部峰值点的回复电压极化谱,难以给出明确的诊断结论.在引入扩展德拜模型基础上,建立了绝缘极化、老化过程和等值电路参数三者之间的关系,并仿真分析了电路参数的改变引起特征量和极化谱的变化规律.仿真分析结果表明,回复电压特征量的主时间常数能诊断不同几何电容的变压器...     

变压器油纸绝缘状况的等效仿真分析

通过建立变压器油纸绝缘系统的均一绝缘介质电路模型,仿真分析了模型参数变化引起的回复电压及极化谱特征参量的变化。仿真结果表明,极化谱的回复电压最大值Urmax与主时间常数tpeak可用来诊断变压器油纸绝缘系统的绝缘状况。通过改变几何等值电路和极化等值电路参数值仿真变压器油纸绝缘系统不同的绝缘状况,并使用Urmax与tpeak进行诊断,为油纸绝缘系统状态的评估提供了新的思路。     

变压器等效电路参数变化对极化谱的影响分析

基于介质响应理论的回复电压测量方法能够有效地无损诊断变压器的绝缘状态。应用回复电压测量仪RVM5461在2 000 V极化电压,0.5~1 000 s一系列充电时间,充放电时间比为2的实验条件下对1台110 kV容量31.5 MVA的变压器进行回复电压测试。利用测试得到的初试斜率、回复电压最大值、主时间常数3个特征量应用改进粒子群算法计算得到变压器油纸绝缘扩展德拜模型等效电路,并通过仿真分析了各极化支路参数的改变对回复电压极化谱的变化规律。分析结果表明,小时间常数支路、中时间常数支路和大时间常数支路分别主要影响回复电压极化谱初始、中端、末端部分。     

变压器油纸绝缘回复电压数学解析与仿真分析

利用回复电压法获得极化谱可用于诊断变压器的绝缘状态。而等效电路可以分析其弛豫过程的极化特性。通过研究徳拜模型等效电路,提出了一种辨识单一徳拜模型等效电路参数的数学解析方法,可以快速得到等值电路参数并研究其对绝缘系统的影响。对回复电压计算通式的推导与仿真,验证了利用极化谱判断油纸绝缘老化特性的正确性,为评估变压器绝缘状态提供了新方向。     

基于回复电压极化谱小波包变换的变压器绝缘老化诊断方法

回复电压法是一种有效的无损时域诊断法。针对回复电压法测量获得的回复电压极化谱隐含了丰富的变压器油纸绝缘老化信息,提出一种基于小波包变换的回复电压极化谱分析方法。该方法通过小波包3层分解获得回复电压极化谱各个频段的信号分量,并构建回复电压极化谱的能量特征矢量来分析变压器油纸绝缘老化状态。为验证该方法的可靠性,通过对2台不同老化状态变压器的回复电压极化谱进行小波包3层分解得到各自的能量特征矢量来分析其绝缘介质老化情况。分析结果表明:基于小波包分解得到的回复电压极化谱能量特征矢量,可以有效地诊断变压器油纸绝缘老化状况,为变压器油纸绝缘老化诊断提供新方法。     

油纸绝缘系统回复电压函数建模及拓扑结构辨识

基于扩展德拜等效电路模型与时域介电响应原理,提出一种能够真实反映绝缘介质响应过程的回复电压函数模型,并利用该函数模型辨识油纸绝缘系统拓扑结构。实验结果验证了所提回复电压函数模型以及油纸绝缘系统拓扑结构辨识方法的可行性与准确性,并且通过等效电路的极化支路条数可初步诊断变压器油纸绝缘老化状态。     

应用极化电流辨识油纸绝缘系统等值电路参数

变压器油纸绝缘系统的介质响应特性可以用扩展德拜模型等值电路来描述,研究变压器油纸绝缘系统等值电路参数的辨识方法具有十分重要的意义。文中提出一种应用极化电流辨识变压器油纸绝缘系统扩展德拜等值电路参数的方法,利用极化电流曲线末端主要取决于大时间常数指数项的特点,先在曲线末端不为零处选取初始点计算得到大时间常数支路参数的估计值,再以估计值为基础进行多次修正计算,待参数计算值稳定后再进行检验计算,从而求得各个参数较为准确的数值解;逐条计算,可以求出所有极化支路的参数。文中应用该方法对多台变压器进行等值电路参数辨识,计算得到的等值电路参数与实际值误差较小,拟合极化电流曲线和测量极化电流曲线基本重合。     

油纸绝缘变压器老化特征分析

目前,国内外学者对回复电压法做了大量的研究,但是还没有一个明确评估变压器油纸绝缘老化状态的方法。在理解介质极化特性的前提下,以变压器油纸绝缘极化等效电路模型为基础,仿真分析了回复电压特征量随极化等效电路参数(极化电阻、极化电容以及支路数)变化的规律。仿真结果表明,回复电压峰值的最大值、回复电压初始斜率最大值及主时间常数等可用来评估变压器绝缘状况。同时,等效电路模型的支路数也可辅助评估变压器的绝缘状况。最后对多台实际变压器进行测试分析,验证了上述特征量用于评估变压器绝缘状态是可行的。     

油纸绝缘老化评估的Davidson-Cole模型参数提取方法

针对目前变压器油纸绝缘老化状态评估中的纸板聚合度测定破坏性取样、介电响应法测量没有定量判据等问题,提出一种基于Davidson-Cole模型的现场绝缘老化状态定量评估方法。首先仿真研究Davidson-Cole模型参数提取方法,借助现场测量的去极化电流数据,计算出油纸绝缘等值电路参数与频域复介电常数,并利用所得数据绘制Davidson-Cole图,采用多变量最小二乘拟合方法得出松弛时间、介电常数变化量等Davidson-Cole模型参量。实验研究了油纸绝缘不同老化程度的Davidson-Cole模型,采用非线性拟合方法对其老化状态进行Davidson-Cole模型参量提取并分析参数变化,研究结果表明,模型参数与老化程度有直接关系,仿真结果与实验结果一致,对变压器油纸绝缘老化状态评估有参考价值。     

油纸绝缘结构介质响应电路模型的参数辨识方法研究

介质响应法能够有效地无损诊断油纸绝缘结构的老化状态。油纸绝缘结构的介质响应电路模型的参数辨识是介质响应法评估老化状态的关键。笔者根据介质响应的极化过程的特点,提出利用去极化电流辨识油纸绝缘结构的扩展徳拜模型,并通过分析去极化电流的形成和扩展徳拜模型的特点,将多指数拟合问题转化成单指数拟合问题,同时将模型中RC支路的时间常数转换成直线的斜率来求解。最后,笔者基于1台110 kV变压器的实测去极化电流曲线,用文中的方法辨识出其扩展徳拜模型,并在MATLAB中仿真了所得扩展徳拜模型的去极化电流曲线,仿真曲线与原曲线重合度为95.8%,从而验证了该方法的正确性。     

基于界面电荷极化特性的变压器油纸绝缘寿命预测方法研究

准确预测变压器油纸绝缘寿命对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。根据微观介电响应机制剖析界面极化与油纸绝缘老化的内在机理联系,并基于混合极化模型——一种在扩展德拜模型基础上引入界面极化支路的等效电路拓扑,探究界面电荷极化特性在油纸绝缘寿命预测中的应用。首先,分析温升过程中频谱特性变化背后蕴含的普适弛豫极化规律,基于混合极化模型重构回复电压极化谱。结合温度对主时间常数和模型参数的影响规律,提出一种单一温度测试下的油纸绝缘活化能计算方法,通过界面极化电容构建出频温平移因子。其次,剖析介质损耗因数随老化加深的变化规律,探究损耗峰偏移现象与界面极化弛豫时间的内在联系,凝练全新表征油纸绝缘聚合度含量的频域特征参量——界面极化支路极点Ph2。最后,联合界面极化支路极点Ph2、频温平移因子和损失累积动力学方程构建油纸绝缘寿命预测模型,并将不同运行年限变压器现场实测数据代入模型验证实效性,为油纸绝缘寿命预测提供了一种新思路。     

Condition Evaluation for Aging State of Transformer Oil-paper Insulation Based on Time-frequency Domain Dielectric Characteristics

For the oil-impregnated power transformers in service, the condition of the main insulation system is very important. This article reports a non-destructive evaluation technique based on time-frequency domain dielectric characteristics. First, the polarization/depolarization current and frequency-domain spectroscopy were well measured under controlled laboratory conditions. Then, the recovery voltage curves and recovery voltage polarization spectroscopy were also obtained by using the conversion method between polarization/depolarization current and recovery voltage based on the extended Debye model. After that, the time-domain dielectric characteristics, which can represent oil-paper insulation aging, were extracted from the polarization/depolarization current curves, recovery voltage curves and recovery voltage polarization spectroscopy. In addition, the frequency-domain dielectric characteristics, which can represent the oil-paper insulation aging, were also proposed in terms of frequency domain spectroscopy. Finally, the change rules of time-frequency domain dielectric characteristics under different aging times were investigated in depth. Results show that the time-frequency domain dielectric characteristics are sensitive to the aging states of power transformers, which could be utilized to diagnose the aging state of oil-paper insulation in field power transformers.     

油纸绝缘变压器介质响应模型参数辨识研究

以扩展徳拜介质响应等值模型为出发点,获得可辨识等值电路的数学模型,对如何准确辨识模型参数展开研究,首次在变压器介质响应模型参数辨识中引入分层思路,并提出分层-压缩因子法,实现基于回复电压现场测试数据的等值模型参数辨识。通过对结果对比分析得出,该算法具有使用灵活、精确高效等特点;本文分别对两台实际变压器进行建模研究,结果表明,该优化算法所辨识的等值模型能有效反映两变压器实际情况,为进一步分析变压器绝缘状态与回复电压特征量之间的关系打下基础。     

110 kV变压器油纸绝缘套管不均匀绝缘受潮劣化分析

利用频域介电谱方法对油纸绝缘变压器套管的受潮特性进行了系统研究。从频域介电谱基础理论,对均匀与不均匀受潮的油纸绝缘模型的介电响应特性进行了分析。同时对现场油纸绝缘套管的频域介电谱测试诊断与应用进行了相关研究。提出了一种油纸绝缘设备内受潮均匀度评估方法。综合考虑均匀受潮与不均匀受潮时的介电响应特征,即油纸绝缘不均匀受潮时,曲线有明显损耗峰、波动等特征。并针对现场变压器套管展开频域介电谱测试与解体理化分析,进一步验证了理论模型,为现场变压器套管受潮评估提供了一种可靠的方法。     

电压响应方法在电力变压器状态评估中的应用(英文)

Power transformer is one of the most important equipment in the power system.Its operating condition affects the reliability of power supply directly.Therefore,in order to guarantee transformer operation safely and reliably,it is necessary to assess condition of power transformer accurately.Return voltage method based on voltage response measurements is still a new non-intrusive diagnosis method for internal insulation aging of transformer.In this paper the technique and application of return voltage measurement and some results of voltage response measurements of several transformers was introduced.Voltage response measurements were performed on various transformers with different voltage grades,various operating periods,different moisture contents and aging degrees on site.Derived moisture contents from return voltage measurement were compared with the corresponding moisture contents obtained from the analysis of oil samples.Based on on-site experiments and theoretical analysis,the criteria for insulation state of transformer are proposed.Moisture condition of transformer insulation can be determined by using return dominant time constant,and a good correlation between aging degree and the return voltage initial slopes of the aged transformers.Field test performed on several transformers,its interpretation of results are also presented,which proves that return voltage measurements can be used as a reliable tool for evaluating moisture content in transformer insulation.     

基于灰色关联分析和聚类云模型的变压器油纸绝缘状态评估

电力变压器复合油纸绝缘状态的准确诊断对电力系统安全稳定运行以及设备自身运维具有重要指导意义。针对油纸绝缘介电响应少数特征量评估和未考虑系统随机性导致评估不准确的问题,提出基于灰色关联分析(grey relational analysis, GRA)与聚类云模型的评估方法。首先,基于回复电压法和扩展德拜模型提取5个相关特征量,建立油纸绝缘状态评估体系。然后,针对多特征量在反映绝缘状态的敏感性差异,采用组合赋权法综合GRA和改进层次分析法,避免了数据信息丢失,使权重分配更加合理。最后,利用云模型雾化特性反映数据随机性,全面考虑评估指标等级分类边界的随机性和模糊性后构建了聚类云模型隶属度选择器。通过多台不同糠醛含量变压器实测数据进行验证表明,该评估方法不仅能够准确反映变压器实际绝缘状态,而且能体现其劣化趋势,为检修策略的制定提供参考依据。