基于力学损耗和介质损耗参数分析大型发电机主绝缘的老化特征

大型发电机的主绝缘是发电机的主要组成部分这一,大型发电机的可用性和剩余寿命在很大程度上取决于主绝缘的状况,目前,大型发电机主绝缘普遍采用环氧云母绝缘体系。针对发电机运行中主绝缘的老化情况,选用环氧云母体系绝缘材料,进行了电热应力联合作用下和热机械应力作用第化实验;采用新的分析方法－动态力学分析法测试了不同老化时间的绝缘材料的老化特性,并且将动态力学参数与介质损耗参数作了比较;从而提出了用态动力学参     

X射线衍射法研究大电机定子绝缘的老化过程

绝缘老化过程和老化机理的研究是电力设备绝缘状态监测和状态诊断技术的基础.本文研究绝缘常用材料云母在大电机运行应力作用下的老化过程.对300MW/18kV发电机运行23年的定子线棒绝缘进行X射线衍射实验,通过衍射图谱分析绝缘中云母晶体的化学式,探讨了云母的老化过程.结果表明:在运行应力尤其是局部放电的长期作用下,定子绝缘中所有云母晶体都发生了复杂的变化,K原子数由老化前的1减小为0.75,Al离子被Fe离子和Li离子置换,羟基被F离子置换等.但还很难解释其复杂过程.     

用超声波波速评估大电机主绝缘的剩余运行年数

为了有效评估大电机主绝缘的剩余寿命，对大量已运行16、18和23年的300MW发电机定子线棒进行统计最小波速Vmin和统计平均波速Vav的超声波波速测量试验，以及介质损耗角增量△tanδ、电容变化率△C／C0、最大放电量qmax、平均放电量qmean等电气测量试验，用线性回归分析对比研究了超声参数和电气参数与运行年数多的相关性。结果表明，Vmin和Vav与^↑y密切相关，△tanδ、qmax和qmean与^↑y相关性较弱，△C／C0与^↑y没有相关性，超声参数比电气参数能更准确评估绝缘状态；分别建立了Vmin和Vav与^↑y的二阶和三阶线性函数数学模型，提出了最可靠运行年数和置信度为95％的可靠运行年数的预测方法。     

基于改进灰色关联分析的GIS质量评价

提出了基于改进灰色关联分析法的气体绝缘金属封闭式开关设备(GIS)质量评价方法。该方法结合熵权法和专家打分法确定各评价指标的组合权重,克服了原始灰色关联分析计算中指标均权及专家赋权的不足。然后采用改进后的灰色关联分析法对GIS进行质量评价。将组合赋权法引入灰色关联分析方法中,充分利用各指标的全部信息,有效提高了评价精度,使得评价结果更加科学、合理。     

覆冰复合绝缘子电位分布有限元仿真

国内外对覆冰复合绝缘子电位电场分布研究甚少,研究覆冰复合绝缘子电位分布与选择合理均压环参数,对覆冰地区复合绝缘子设计运行维护具有重要的参考价值。本文利用Ansys12.0软件,采用准静态场有限元法开展了覆冰形态对220kV复合绝缘子电位畸变影响研究。建立220kV复合绝缘子二维轴对称模型,研究了大伞桥接前后冰棱长度,覆冰厚度对复合绝缘子电位影响,对比分析了干冰湿冰情况下沿面电位分布,同时,探讨了均压环几何参数对覆冰复合绝缘子电位分布影响规律。结果表明:桥接前,随冰棱长度增加,冰棱间等电位分布线愈密集;桥接后,全部大伞被冰棱桥接时电位分布畸变最严重;复合绝缘子湿冰电位分布比干冰更不均匀,干冰受冰厚影响比湿冰更明显;最后提出改善覆冰复合绝缘子电位分布的均压环几何参数。     

基于在线监测系统的输电线路覆冰数据统计与分析

输电线路覆冰在线监测系统可以实现对架空输电线路覆冰状况的实时在线监测。为此,基于输电线路覆冰在线监测系统的监测数据,统计得到了数据特征和覆冰数据聚集类型;发现测量终端普遍仅记录厚度>2mm的线路覆冰,且在覆冰期间无法测得风速及风向;有效覆冰数据主要以短期振荡、中短期维持、较长期维持以及完整发展过程4种方式聚集,其中具有明显增长和消融阶段的完整过程覆冰对线路威胁最大。此外,在风速和风向等微气象监测参量缺失的情况下,对长期低温高湿环境下的覆冰发展趋势进行了整体和局部的分析,发现单位时间覆冰增长质量基本满足均值为0、过峰度、正偏离的类正态分布,且覆冰增长阶段呈线性增长态势,一次函数模型拟合效果较指数模型更好。结果表明:只有持续时间较长的低温雨雪冰冻天气环境下形成的覆冰才可能对线路安全运行造成威胁;单位时间覆冰增长质量近似服从正态分布;覆冰稳定增长时期,覆冰质量序列与时间呈相关度很高的一次线性函数关系,可考虑建立简单的线性增长模型应用于线路覆冰预警。     

变压器局部放电特高频在线监测系统的研究

本文研究了变压器局部放电特高频在线监测系统.基于混频技术研制了系统硬件,它包括特高频传感器和特高频接收机.基于虚拟仪器技术开发了系统软件,它分为数据采集、数据分析处理、数据库和上下位机通讯四大功能模块.在实验室中检测了变压器绕组的局部放电,结果表明:该系统可以有效地提取中心频率在400～800MHz之间(最小步长5MHz)、带宽为10、20、40或80MHz的特高频局部放电信号,能准确地计算放电相关参数;具有测量频带宽、抗干扰能力强、工作稳定性好等优点,可用于变压器局部放电特高频在线监测和智能化诊断.     

基于热重和红外光谱分析研究大电机定子绝缘中环氧的老化过程

研究了绝缘常用材料环氧在大电机运行应力作用下的老化过程。对运行了23年的和备用的定子线棒主绝缘进行了热重和红外光谱分析。结果表明老化绝缘的热失重增加或增加了两个失重区,红外光谱分析表明C＝O和-OH吸收峰强度明显增强,-CH3和-CH2吸收峰强度明显减弱, C-C吸收峰强度减弱。探讨长期承受运行应力作用的定子绝缘中环氧的老化机理为主链断裂、支链氧化。     

淋雨条件下变压器套管伞裙参数优化与仿真

目前国内外对变压器套管伞裙参数的研究较少,而且在已有的套管闪络特性研究中大部分采用空心套管试品,未考虑内部导电杆对套管外绝缘电场的影响。通过有限元COMSOL软件对500 k V变压器高压套管进行建模仿真,研究了淋雨条件下伞间距和伞伸出对套管外绝缘电场的影响。同时建立无导电杆和电容芯子的简化模型,研究了导电杆和电容芯子对套管外绝缘电场的影响。结果表明,伞间距增大使空气间隙电场相对极差明显降低,也使空气间隙平均电场略微上升。沿面路径平均电场随着伞伸出增大而线性减小,其相对极差在大伞伸出为85~100 mm时随着伞伸出增大而减小。无导电杆时,伞裙凹陷处电场强度略高,伞裙边缘处电场畸变减小,但套管外绝缘电场分布与有导电杆时基本相似。