绝缘结构与测试电极对植物油纸频域介电谱特性的影响

为了全面研究绝缘结构对植物油纸频域介电谱特性的影响,搭建了植物油纸频率响应实验平台,采用3种不同电极对植物绝缘油、植物油纸绝缘结构、纸板间带1层油隙及带2层油隙的植物油纸绝缘系统进行测试。结果表明:绝缘结构对频域介电谱影响较大,在低频下植物油纸的介质损耗因数最低,植物绝缘油的介质损耗因数最高;在中高频下植物油纸的介质损耗因数最低,植物油纸与2层油隙组成的油纸绝缘系统介质损耗因数最高;3种测试电极测得同种试品的曲线存在一定差异,但整体趋势相同,可通过计算消除不同电极对测试结果产生的影响。     

基于分子动力学的无定形纤维素热力学性质仿真

为更深入地在微观角度上研究变压器绝缘纸老化机理,利用分子动力学仿真,对不同温度下纤维素无定形区的热力学性质进行了研究。结果表明:纤维素无定形区为各向同性弹性材料,其弹性系数和各模量随着模拟温度的升高均有减小的趋势,与晶区相比,温度对其影响较大;无定形区的刚性随温度升高出现较大减弱;随着温度升高,无定形区内氢键数量减少,并且分子内氢键数目较分子间氢键数目下降快。对比晶区内的氢键数目在相同模拟温度下的极小变化,可知纤维素的老化首先是从纤维素的无定形区内分子间的氢键被破坏开始的。随模拟温度的升高,纤维素分子链运动加剧,但其末端距无明显变化。温度对纤维素无定形区的力学性质和氢键的影响从分子层次上阐明了纤维素绝缘老化实验中结晶度升高及无不定形区先行老化的微观机理。     

植物油中水分对糠醛扩散作用影响的分子动力学模拟

糠醛含量是反映电力变压器油纸绝缘老化程度的重要参数,水分则是影响糠醛分子在油纸绝缘系统中扩散行为的重要因素,然而糠醛分子在不同含水量的植物油变压器中的微观扩散机理规律尚未明确。本文利用分子动力学方法,分别构建糠醛在无水、1%、3%、5%水分含量下的植物油模型并进行动力学模拟,研究分析糠醛的动力学轨迹、与介质的相互作用能和自由体积等参数,并与矿物油系统进行对比。结果表明:糠醛分子的动力学轨迹随着水分含量的增加表现出明显的空间松散性。植物油模型中,水分优先与植物油产生氢键,而糠醛与植物油之间氢键的含量较少。随着水分含量的增加,油纸绝缘系统中糠醛的扩散行为逐渐加强。     

物理改性纤维素绝缘材料亲水性行为的分子动力学模拟

为了从微观层次揭示物理改性后纤维素绝缘材料抗老化性能提高的机理,选用聚合度为3的纤维素分子链、水分子、三聚氰胺和双氰胺分别对改性前后纤维素材料的无定形区进行了建模,并用分子动力学模块对这2个模型进行了计算。分别从水分的扩散系数、体系内的氢键结合数和分子之间的相互作用能3个方面探讨了改性前后体系的变化和抗老化性能差异的作用机理。结果发现:物理改性体系中的水分子扩散系数小于天然体系;由于抗老化剂的作用,物理改性体系中的总氢键数多于天然体系。与水分子的相互作用能上,抗老化剂最大,天然纤维素分子次之,改性体系中的纤维素分子最小;抗老化剂的存在使纤维素分子与水分子的相互作用能减弱。     

基于油中溶解气监测的变压器在线半监督故障诊断方法研究

变压器是电力系统中的核心设备,其运行的可靠性直接影响着整个电力系统的稳定与安全,因此对变压器运行状态进行实时分析并进行准确的故障诊断非常重要。针对变压器运行状态数据难以收集、故障数据缺乏而导致故障分析模型泛化能力差的问题,该文提出了一种半监督流形嵌入(semi-supervised manifold embedding,SSME)学习的变压器在线故障诊断方法。该方法使用变压器油中H₂、CH₄、C₂H₆、C₂H₄和C₂H₂ 5种不同气体的浓度特征和运行状态类别的有限样本,联合大量在线监测获得的气体浓度样本数据,建立一种在线的半监督故障诊断模型来分析变压器的运行状态,该模型能在0.1s内完成700条在线监测数据的状态检测,其性能可以达到在线诊断的要求。结合实例,对所设计的变压器故障诊断模型的准确性和诊断效率进行了对比分析实验。实验结果表明,该文提出的方法的故障诊断准确率高于经典的深度置信网络(deep belief ...     

基于大数据分析的风机叶片结冰故障诊断

为了实现风力发电机叶片结冰故障诊断,及时进行风机叶片除冰,消除隐患。提出了基于大数据分析的人工智能算法识别风机叶片结冰的方法。首先,用结冰机理研究和数据探索的方法对风机运行数据进行分析,初步提取了24个特征量;然后,采用遗传算法对24个特征量、滑动窗口宽度和支持向量机参数进行联合优化,并据此建立叶片结冰故障诊断模型。诊断结果表明,用该模型诊断叶片结冰故障的准确率为86.2%,比采用SCADA采集所有数据或初步提取的24个特征量作为模型输入的准确率有大幅度的提高;并且,将该模型用于另一个#2风机时,故障诊断准确率也达到了78.5%,证明了该方法的有效性,并具有较好的泛化能力,为识别风机叶片结冰故障提供了新思路。     

天然酯绝缘油纸系统低温耐压特性研究

为研究低温条件下天然酯绝缘油、改性天然酯绝缘油以及其绝缘油纸系统的耐压特性,对大豆油基天然酯绝缘油、棕榈油基改性天然酯绝缘油以及其绝缘油纸系统在-20～10℃进行耐压试验。结果表明:两种绝缘油及对应的油纸系统工频击穿电压在-20～10℃内随温度的变化曲线都呈U型,击穿电压的极小值分布在-10～0℃区间内,棕榈油基改性天然酯绝缘油击穿电压最小值对应温度略低于大豆油基天然酯绝缘油;油纸系统中击穿电压波动范围较纯绝缘油小很多,且比较稳定。     

采用分子模拟法分析变压器油纸绝缘材料的相互作用

油纸绝缘是变压器的重要绝缘方式,油纸的相互作用和影响对其复合绝缘状态有着重要的影响.为此,利用分子动力学方法,对变压器油纸材料的相互作用和影响进行了研究.通过计算发现,油与绝缘纸的主要成分纤维素的相互作用从大到小依次为纤维素Iβ晶体的(110)表面、(1-10)表面和纤维素无定形区的表面.通过对油和纤维素的相互作用能的...     

植物油对油浸绝缘纸老化速率的影响及机理

为了研究植物油对油浸绝缘纸老化速率的影响,本文以25#矿物油纸绝缘和ABB公司生产的BIOTEMP植物油纸绝缘为研究对象,分别开展了加速热老化试验,分析植物油对其老化速率的影响,结果表明植物油可以延缓绝缘纸的老化速率,延长其使用寿命。采用XPS和分子模拟软件分析了造成这种影响的原因,绝缘纸在植物油中热老化具有较大的活化能,水分子与植物油分子之间具有较大的相互作用力,容易被植物油分子束缚,削弱纤维素的水解反应。热老化过程中,植物油对绝缘纸纤维起到化学改性作用,由酯化反应生成的酯基一方面可以更加牢固地束缚水分子,另一方面长链脂肪酸酯化到纤维素上后将与纤维素平行排列,对纤维起到"水屏障"的作用,从而延缓纤维的水解速率。     

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。