特高压泉城站主变压器现场局部放电试验技术研究

介绍特高压泉城站局部放电试验技术,主要包括试验程序、试验接线、试验参数计算、现场抗干扰措施等,通过现场试验验证了计算参数的正确性及所采取抗干扰措施的有效性。     

基于放电幅值-放电次数联合相位分布特征的局部放电识别

针对局部放电物理特征的表示问题,本文提出采用放电幅值-放电次数联合相位分布特征表示局部放电物理特征。通过统计多个放电周期中每个放电相位上相同放电幅值发生的次数,得到局部放电二维统计矩阵;对该矩阵进行奇异值分解,得到放电幅值-放电次数联合相位分布特征;在该特征的基础上,利用支持向量机实现了局部放电识别。结果表明,该特征不但能够直观反映放电幅值-放电次数在工频相位上的分布特征,而且能够以较高的识别精度区分不同的放电类型,对尺寸大小不同的同一种放电类型有一定的识别能力。     

Zn-Nb-O微波介质陶瓷的结构与性能研究

采用传统固相反应法制备(1-x)(0.7ZnNb2O6-0.3Zn3Nb2O8) xZnAl2O4 (摩尔分数x=0~10%,ZZZ)微波介质陶瓷,研究了其物相组成、晶体结构及微波介电性能。结果表明,ZZZ材料能在1 150 ℃烧结成瓷,形成了ZnNb2O6、Zn3Nb2O8和ZnAl2O4共存的复相结构,无其他新相生成。在微波频率下,ZZZ陶瓷的介电常数为21~24,品质因数与频率之积(Q×f)为30 000~85 000 GHz。随ZnAl2O4含量的增加,ZZZ陶瓷的微波介电常数、Q×f值及谐振频率温度系数均减小,温度稳定性提高。     

绝缘纸中水分扩散及其对绝缘纸机械性能影响的仿真研究

利用分子动力学方法绝缘纸中水分的扩散其及影响因素和水分对绝缘纸的机械性能时行了研究。模拟结果表明,不同水分含量的扩散系数受水分与纤维素的相互作用、相对自由体积共同影响。水分的扩散系数与水分和纤维素的相互作用及每个水分子与纤维素形成的氢键数表现出了极强的相关性,而与相对自由体积的相关性并不强。水分的加入使纤维素材料的机械性能在逐步的下降,而塑性增加。随着水分含量的增加,纤维素内聚能密度和溶解度参数均在减小,与纤维素的力学参数的变化规律相似。通过对链间距的分析发现,随着水分的增加,链间距在增大,表明水分弱化了纤维素分子间作用,从而导致了纤维素材料整体的机械性能的下降。     

绝缘油中悬移气泡局部放电特性

为了研究绝缘油中悬移气泡局部放电特性,从力学角度分析了处于不同运动状态下绝缘油中气泡的变形机理,借用椭圆的数学参数作为气泡变形特征参数c,仿真研究了气泡周围的电场分布随特征参数c变化的关系,建立了以变压器油道为背景的油中悬移气泡局部放电实验平台,采用超高频法和脉冲电流法测试了气泡静止和移动两种状态的局部放电,分析了放电的时频特性差异,构造了放电三维图谱。结果表明,随着油的流速增大,悬移气泡的形状由水平方向拉伸的椭球状变为竖直方向拉伸的椭球状,气泡沿极间电场分布减小,发生局部放电的起始电压变高,流动油有利于绝缘强度的提高。     

特高压变压器磁屏蔽接地线断裂引起局部放电异常的检测与分析

针对特高压某站主变压器交接试验中出现的局部放电异常现象,排除了外部干扰、试验检测系统的影响,分析了变压器磁屏蔽及其接地的结构特点,对放电部位进行定位。首次发现了特高压主体变压器内存在的磁屏蔽接地线断裂重大缺陷,该缺陷导致磁屏蔽悬浮放电产生大量乙炔。更换磁屏蔽接地后变压器运行正常,成功消除了该缺陷。分析处理结果表明,综合运用局部放电试验方法、超声波定位方法和油中溶解气体色谱分析能够准确判断缺陷类型并进行精准定位。     

绝缘纸热裂解初期微观机理研究

探究绝缘纸的微观热裂解机理,特别是初期裂解机理,对于深入认识变压器内部绝缘系统过热缺陷下的裂解过程以及绝缘裂化的早期评价与绝缘寿命评估具有潜在的指导价值。为此,采取实验与仿真相结合的手段,首先,对纤维素进行了350~900℃下的气相色谱/质谱联用实验,研究表明,阿洛糖是实验中生成量最高的产物,是绝缘裂化初期表征裂化程度最重要的产物。为了进一步厘清阿洛糖裂解生成机理以及后续裂解规律,对绝缘纸纤维素中的结构单元纤维二糖的裂解进行了高温反应分子动力学模拟。通过跟踪可视化的纤维素分解过程,观测不同时刻键的断裂和生成规律,发现阿洛糖生成由最易发生断裂的糖苷键C′4-O键断裂和1-吡喃环上C1-O5键两化学键断裂而来。裂解小分子产物作为新的微观特征量,可通过质谱仪测得并进行趋势分析,在变压器过热故障诊断中具有潜在应用价值。     

变压器套管典型缺陷检测技术研究

套管作为变压器高压端与外壳之间的重要绝缘部件,运行过程中容易受到长期的电、热、机械应力等作用形成缺陷,严重威胁电力设备的稳定运行。本文先以现场运行的缺陷变压器套管为对象,开展了介质损耗、电容量、局部放电等电气特性诊断试验;然后模拟套管电容屏破损空洞缺陷,测量了试样的介质损耗因数、电容量以及频域介电谱,对比典型缺陷套管样品和正常套管样品之间的特征参量差异;利用缺陷套管模型,开展局部放电试验并分析其局部放电特征参量,研究放电次数、放电量与放电概率之间的关系。结果表明:当变压器套管电容屏发生破损空洞缺陷时,其介质损耗因数增幅可达25%,电容量增加幅度可达15%;放电量-放电概率图谱的偏斜度可作为识别电容屏破损空洞缺陷的特征参量。     

高压直流接地极单极运行对变压器脉动冲击

讨论了直流接地极双极转单极大地方式运行时,偏磁电流对近区变压器励磁特性的影响。基于场路耦合原理建立了变压器直流偏磁联合仿真模型,分析了接地极单极大地方式运行对交流电网以及变压器励磁特性的作用机理。通过仿真模型分析,结果表明：直流接地极双极转单极大地方式运行时,流过交流电网的偏磁电流为随时间变化的脉动型直流电流,其侵入变压器绕组造成了励磁电流也发生脉动变化,随着脉动直流幅值的增加,变压器励磁电流峰-谷间差值也逐渐增大。在直流接地极运行方式调整时,建立的仿真模型可以对交流电网直流偏磁水平监测和变压器励磁特性评估提供一定依据。