基于频域介电响应特征指纹的油纸绝缘受潮及老化状态区间识别

频域介电谱技术作为一种无损测试及绝缘诊断手段,近年来受到了广泛关注并成为研究热点,尤其是在变压器固体绝缘受潮的评估方面取得了较为显著的进展。然而,作为影响变压器绝缘性能的两个重要因素,油纸绝缘的受潮和老化对频域介电响应特性影响较为相似,目前还无法通过该技术区分变压器的受潮和老化两种状态,也无法对变压器绝缘的老化状态进行有效的评估。该文提出将油纸绝缘状态按照受潮和老化程度的不同划分为数个状态模式,采用模糊模式识别的方法,以介电响应特征指纹作为分类器的输入,以模糊模式识别结果对应的标准状态模式作为评价油纸绝缘受潮和老化程度的方法。按照油纸绝缘样本聚合度及水分含量划分30个标准状态模式,选用介质损耗频域谱在三个频段的积分作为介电响应特征参数,采用贴近度的方式实现状态模式分类。实验室油纸绝缘样本和现场变压器测试结果的分析初步证实了所提方法的有效性。     

变压器油纸绝缘含水量定量评估的频域介电特征参量研究

水分是影响电力变压器油纸绝缘性能的一个重要因素。为了更好地将频域介电谱法(Frequency Domain Spectroscopy,FDS)应用于变压器油纸绝缘含水量的无损定量评估,从而对变压器的绝缘状态及剩余寿命进行可靠预测,本文在实验室内制备了不同水分含量的油纸绝缘样品,并在30℃及50℃下对样品进行频域介电谱测试;为了在有限的测量频段内尽可能获得复相对介电常数(?*r)所携带的绝缘信息,本文在深入研究水分及温度对油纸绝缘?*r影响规律的基础上,提出在特征频段内采用复相对介电常数的实部积分(SRP)和虚部积分(SIP)作为绝缘纸板水分含量评估的特征参量,并给出了特征参量与绝缘纸板水分含量的拟合关系。最后,引入了"FDS曲线频率平移法"以消除温度对油纸绝缘频域介电特性的影响。结果表明:SRP在10?3~10?1Hz的特征频段内随绝缘纸板水分含量的增加而显著增大;而SIP在10?1~101Hz特征频段内也存在类似规律,通过"FDS曲线频率平移法"绘制的?*r主曲线可以消除温度对油纸绝缘频域介电特性的影响,从而提高绝缘纸板水分评估结果的可靠性。     

电力变压器油纸绝缘含水量定量评估的时域介电特征量

水分是影响变压器油纸绝缘性能的一个重要因素。为了评估变压器主绝缘中的含水量,从而对变压器的绝缘状态及剩余寿命进行可靠预测,本文利用时域介电响应技术的极化/去极化电流法(Polarization and Depolarization Current,PDC)对变压器油纸绝缘含水量进行了深入研究。首先,在实验室内制备了不同含水量的油浸渍绝缘纸板样品,然后,利用Matlab程序仿真了样品的实测PDC图谱并获取了扩展Debye模型参数。最后,提出了两个能够量化油浸渍绝缘纸板油纸绝缘含水量的新特征量——极化电量斜率Kp与稳定极化电量Qp-5000。分析结果表明:特征量Kp与Qp-5000对纸板样品的含水量变化非常敏感。该特征量与纸板含水量存在指数函数关系。因此,Kp和Qp-5000可以用于变压器油纸绝缘含水量的定量评估。     

棒-板电极直流负电晕放电脉冲过程中的电子特性研究

为了揭示负电晕放电过程的电子特性,本文对棒-板间距3.3mm,施加电压-5.0kV,大气压强1.0atm(1atm=101 325Pa),环境温度300K时的空气(N_2:O_2=4:1)负电晕放电微观过程进行数值计算,该过程主要通过求解改进的电子连续性方程、电子平均能量方程、重粒子连续性方程和泊松方程实现,计算结果表明单次脉冲的波形特性和实验结果符合较好。文中选取单次脉冲持续周期内的6个典型时间点对负电晕放电过程中的电子特性进行详细描述,结果表明:电子温度的最大值出现在场致电离区,随着放电时间的发展由阴极向阳极移动,温度值也随之减小。电子密度在阴极鞘内近似为0,在阴极鞘外层具有最大值,随着放电时间的增加,电子分布区域由阴极向阳极扩展,并且棒-板间隙内的电子密度逐渐增加。R_1和R_2分别为与N_2和O_2有关的碰撞电离反应,是电子增殖的主要过程,在整个放电过程中R_1和R_2的反应速率几乎保持一致;R_(17)是涉及N_2、N_2~+和电子的三体复合反应,在电子消散过程中占绝对优势。     

基于扩展Debye模型的变压器油纸绝缘老化特征量研究

为了提取表征油纸绝缘老化状态的新特征量,将时域介电响应技术应用于变压器油纸绝缘老化状态的无损评估,并在深入研究了不同老化状态对油纸绝缘时域介电特性影响的基础上,首先分析了油纸绝缘样品等效扩展Debye模型参数随热老化状态变化的规律,然后提取了四组可用于表征油纸绝缘老化状态的特征参量,并建立了特征参量与绝缘老化状态之间的量化关系。研究表明:扩展Debye模型等效电路参数对油纸绝缘老化状态的反映比较敏感,最小和最大时间常数分支的R、C参数均可以反映绝缘纸的老化状态;最大时间常数分支的参数Rmax和最小时间常数分支的参数Cmin与绝缘纸聚合度存在线性拟合关系,而最小时间常数分支的参数Rmin和最大时间常数分支的参数Cmax与绝缘纸聚合度具有指数函数关系;文中提取的特征量可应用于油纸绝缘的老化状态评估。     

变压器油纸绝缘状态的频域介电谱特征参量及评估方法

为了区分水分和老化产物对油纸绝缘频域介电特性的影响,进一步将频域介电谱测试方法更好地应用于评估变压器主绝缘的老化状态,本文在实验室中获得了不同水分含量及老化程度油纸绝缘试品的频域介电谱特性曲线,通过分析其变化规律,提出一种采用不同测试频率点对应介质损耗正切tan?为特征参量,以区分水分和老化状态影响的评估方法,并初步给出了各参量与水分含量和老化状态的定量拟合公式。结果表明,tan?在10?3~102Hz范围内随油纸绝缘水分含量增加而增大,而老化程度增加仅影响其在10?3~10?1Hz范围内的值;不同频率点对应的tan?值与水分含量和绝缘纸聚合度的拟合曲线呈现指数函数关系。应用该研究方法对一台现场运行的电力变压器主绝缘绝缘纸的水分含量和聚合度值进行评估,初步验证了该方法的有效性。     

油纸绝缘频域介电谱的修正Cole-Cole模型特征参量提取及水分含量评估方法

为了应用频域介电谱技术实现变压器油纸绝缘水分含量的定量评估,在实验室中制备了不同水分含量的油纸绝缘样品,分析了水分含量对样品介电特性的影响规律,同时引入修正Cole-Cole模型提取了油纸绝缘频域介电特征参量,研究了水分含量对这些特征参量的影响规律。结果表明,水分含量的变化会对油浸绝缘纸板样品的频域介电特性产生较大影响,采用修正Cole-Cole模型提取的频域介电特征参量中,?弛豫时间常数??及直流电导率?dc会随着油浸绝缘纸板水分含量的增加分别明显变小和增大;对参量水分含量m.c.的初步拟合显示,??和?dc与m.c之间分别呈现指数和线性关系,可考虑作为定量评估油纸绝缘水分含量的特征参量。     

基于局放定位的变压器铁芯多点接地故障诊断分析

针对某110 kV主变在运行中发现绝缘油中乙炔及总烃含量超标的问题,通过特高频、超声波等带电检测手段对主变内部缺陷进行分析和定位,并采用基于特高频局放信号的平分面法精确找到了放电缺陷的位置,通过对主变吊罩发现铁芯存在间歇性多点接地,成功验证了局放定位的准确性,经过分析放电原因及过程,给出了处理此类问题的应对建议.     

某110 kV GIS盆式绝缘子局部放电检测与解体分析

对一起110 kV GIS盆式绝缘子局部放电的异常信号,综合利用特高频、超声波、气体成分分析以及GIS重症监护系统等多手段进行了检测和分析,并通过时差定位精确锁定了放电源位于隔离开关气室。结合特高频图谱特征以及放电源的定位位置,判断该气室盆式绝缘子附近存在绝缘类放电。经开罐检查,该气室内盆式绝缘子与隔离开关导电杆之间的胶合处存在烧蚀痕迹,胶合处的装配工艺不良使得该部位出现毛刺以及气隙,形成不均匀强电场导致局部放电。该起盆式绝缘子放电是一起较为典型的绝缘类放电案例,可以为今后类似异常情况的分析处理提供了借鉴与参考。