基于灰色聚类-集合赋权法的变压器油纸绝缘状态评估

考虑到评估过程中从不同单一特征量得到的结论与其他特征量得到结论相悖的可能性,或者因为老化指标特征量权重值的不合理导致对电力变压器油纸绝缘状态的误判,提出了基于灰色聚类-集合赋权法去评估油纸绝缘状态。首先,提取出已有理论成果下回复电压法(return voltage,RVM)和极化/去极化电流法(polarization and depolarization currents,PDC)油纸绝缘老化特征量;其次,整理了大量已知绝缘状态下电力变压器介质时域响应下的数据建立绝缘状态分级指标标准值;最后,从收集数据中采用熵权法和改进的层次分析法集合分配不同老化指标特征量的灰色聚类权重值。通过具体实例验证了本文提出的灰色聚类-集合赋权法评估电力变压器油纸绝缘状态的可靠性和准确性,表明了该算法可以准确评估变压器油纸绝缘状态,为油纸绝缘状态综合评估提供了新方向。     

应用去极化能量谱评估变压器绝缘老化受潮状态

近年来,极化/去极化电流法(PDC)作为一种研究电力变压器绝缘老化状态的非破坏性检测方法得到了广泛的应用,但其中对于特征量的提取的研究还处在初步阶段。本文基于时域介电谱理论提取出去极化能量谱,从中提取峰值能量和主时间常数两个重要特征量。然后,利用扩展德拜模型等效电路建立仿真模型,研究两个特征量与老化受潮的关系,并分析能够反映绝缘内部结构的等效电路参数与谱线的内在联系。仿真结果表明,不同极化电压对特征量的提取不产生影响;随着绝缘老化受潮程度的增加,谱线往左上方移动,峰值能量和主时间常数能有效、直观和准确地评估变压器绝缘状态;等效电路参数变化与主时间常数、峰值能量具有鲜明的内在联系,可辅助评估变压器绝缘老化受潮状态。     

基于极化-去极化电流法的油纸绝缘套管的绝缘状态评估研究

为了能准确快速的评估油纸绝缘套管的绝缘老化状态,利用极化-去极化电流法(PDC)对其进行研究。首先,在实验室对全新套管进行极化-去极化测试,然后在现场对已运行25年的主变变压器的三相套管进行PDC测试,通过计算提取得到套管的直流电导率以及0.1 Hz低频介质损耗因数作为特征参量。结果表明:油纸绝缘套管的不同老化状态能够通过极化-去极化法有效的分辨出来。在现场干扰严重的情况下,PDC法具有较好的抗干扰能力,特征参量对油纸绝缘套管的老化情况比较敏感,可定性评估油纸绝缘套管的老化状态。     

基于等级云模型的油纸绝缘老化状态评估

针对油纸绝缘介电响应法中单一特征量老化评估不准确等问题，提出运用等级云模型进行多特征量的油纸绝缘老化状态评估。首先，运用矩阵束算法对等效电路进行参数辨识，提出两个能分别表征几何支路和极化支路老化状态的新时域特征量；然后，结合主、客观两种不同赋权方法进行综合权重的计算；最后，使用等级云模型来构建设备老化状态的评估模型：根据云模型理论和实测数据得到各标准等级云模型的数字特征，将待评估设备的各项指标与标准等级云模型进行关联度计算，从而得到设备的绝缘老化等级。经若干实例验证，该方法得到的评估结果能正确反映设备的真实情况，具备较高的应用可行性。     

基于极化-去极化电流法变压器油纸绝缘老化状态评估

为了能准确快速地评估变压器油纸绝缘的老化状态,利用极化-去极化电流法(PDC)对变压器油纸绝缘的老化状态进行研究。通过在实验室内对不同运行年限的变压器进行PDC测试,提取直流电导率、非线性系数和低频介质损耗等特征参量,同时在现场对变压器进行PDC测试,提取相应的特征参量。结果表明:在实验室无干扰的情况下,PDC能有效分辨出变压器油纸绝缘的不同老化状态。在现场干扰严重情况下,PDC测试方法具有较好的抗干扰能力,特征参量对变压器油纸绝缘的老化状态比较敏感,可定性评估变压器油纸绝缘的老化状态。     

基于改进灰靶理论的油纸绝缘状态评估

文中将改进灰靶理论应用于变压器油纸绝缘老化状态研究。首先利用回复电压法测量数据以及基于ED等效电路模型辨识相关参数,将提取的参数作为评估油纸绝缘状态的特征量;其次,针对各项特征量对于油纸绝缘老化状态影响各有不同,采用改进层次分析法—熵权法组合算法分配各特征量权重;最后,收集若干台电力变压器数据并进行油纸绝缘状态分级计算,通过实例证明了该方法能有效、合理地评估变压器油纸绝缘老化状态,为变压器状态检修提供参考。     

扩展Debye模型大时间常数与变压器油纸绝缘老化的定量关系研究

目前,应用极化/去极化电流(PDC)法量化变压器油纸绝缘系统老化状态需深入研究,为了推动该研究工作,通过一系列加速热老化试验以及吸潮试验制备了不同老化状态和水分含量的油纸绝缘样品,测量了样品的PDC图谱;借助扩展Debye电路模型拟合了PDC图谱并获取了模型参数,在深入研究老化对Debye模型参数的影响规律后提出了时域介电特征量扩展Debye模型大时间常数来量化绝缘纸板老化状态。研究结果表明,扩展Debye模型大时间常数与绝缘纸板的聚合度存在较好的指数关系,但与样品的绝缘尺寸无关。     

基于降维技术与K-means聚类的油纸绝缘状态综合灰评估

针对变压器油纸绝缘单一特征量评估易受多种因素干扰而影响准确性等问题,提出一种基于降维技术与改进K-means聚类的变压器油纸绝缘状态综合灰评估新方法。首先,提出去极化电流谱线末端双点解析法提取3个绝缘老化新特征量。接着,基于特征量的多元评估指标阵,结合组合权重法和降维技术,提出特征量综合指标Z。最后,采用基于K-means聚类算法对Z构建"好、中、差"3等级的分级数据库并确定等级界限标准表,形成变压器油纸绝缘老化状态灰色聚类评估体系。经若干实例分析证明所提方法能全面、准确地评估绝缘状态。     

基于极化-去极化电流法的实际变压器油纸绝缘老化状态的现场评估

为了研究极化-去极化电流法(PDC)对变压器油纸绝缘老化的现场诊断效果以及适用于现场诊断的老化特征参量,使用极化-去极化电流测试装置在现场条件下对多个存在不同老化问题的变压器进行了诊断。通过从极化-去极化电流中提取出的老化特征参量对各变压器的绝缘老化状态进行分析,并与现有的变压器绝缘诊断手段的测试结果进行对比。结果表明:PDC方法能够有效应用于现场变压器油纸绝缘老化状态的评估,提取出的综合电导率、绝缘油电导率以及低频介质损耗因数3个老化特征参量可以从不同方面反映变压器绝缘的老化情况,且结果与变压器绝缘电阻测试、绝缘油试验以及绝缘油介质损耗因数测试结果相符。     

基于时域介电法的不同材料油纸绝缘特性研究

为研究油浸式变压器中油浸普通牛皮绝缘纸和油浸热稳定绝缘纸的时域介电特性,文中在实验室开展了不同温度下的油纸样品加速热老化试验。通过极化去极化电流法(PDC)获得PDC曲线,根据曲线分析不同类型油纸绝缘在老化过程中的极化特性差异,从PDC曲线中提取电导率并拟合得曲线,探寻能够表征不同类型油纸绝缘老化程度的特征量。结果表明:普通牛皮绝缘纸试样的老化速度快于热稳定绝缘纸,且在老化后期,后者聚合度下降速率变缓更明显;PDC曲线对绝缘材料的变化十分敏感,对于老化时间相同的两种材料,热稳定绝缘纸的极化去极化电流小于普通绝缘纸,且在较高温度时区别更为明显;由电导率拟合曲线得出,老化程度与电导率关系密切,可作为衡量不同油纸绝缘的老化状态的特征量。     

基于NRS和D-S证据理论的变压器油纸绝缘状态评估模型

有效的变压器油纸绝缘状态评估方法对制定合理的检修计划有指导意义.为准确诊断油纸绝缘状态,提出基于邻域粗糙集(NRS)与D-S证据理论的评估模型.模型的构建是基于回复电压法多特征量评估数据库,采用证据融合理论对绝缘状态命题进行置信度计算,克服了单一特征量的片面性.同时,为减少主观因素的影响,根据NRS的上下近似定义,提出了基于数据库的基本信度分配方法.针对特征量在反映绝缘状态上的灵敏性不同,通过组合赋权法综合了基于属性重要度的客观权重和专家经验的主观权重,加强了权重分配的合理性.最后对多台未在数据库的不同糠醛含量变压器实测数据进行算例验证,结果表明,置信度在绝缘状态命题的分布不仅能准确反映变压器实际绝缘状态,并能体现其劣化趋势,为检修策略的制定提供参考依据.     

油纸绝缘老化拉曼光谱特征量提取及诊断方法

实现油纸绝缘老化的准确诊断是预防油纸绝缘设备故障的重要技术手段,获取能准确反映油纸绝缘老化的有效特征量是关键。结合拉曼光谱分析在物质成分分析及状态诊断的良好应用,论文基于实验室油纸绝缘拉曼光谱分析平台,针对通过加速老化获得的不同老化阶段的油纸绝缘样本,开展了油纸绝缘老化拉曼光谱特征量提取及诊断研究。通过对不同样本的拉曼光谱检测,运用主成分分析法对拉曼光谱数据降维,提取与油纸绝缘老化具有明显对应特征的拉曼光谱特征量;结合粒子群优化算法和多分类支持向量机诊断方法,建立了基于拉曼光谱老化特征量的油纸绝缘老化诊断模型,实验验证了该模型的有效性。     

基于时域介电法和动态贝叶斯网络的变压器油纸绝缘老化状态评估

为了能够实现对变压器油纸绝缘老化状态的准确评估,文中在极化/去极化电流方法的基础上,提出6种表征油纸老化的特征量,并将动态贝叶斯网络引入到油纸绝缘老化状态评估问题中,建立了相应的老化阶段预测模型,针对该模型进行了实例验证。结果表明:从PDC及拓展Debye模型提取的绝缘纸电量Q_(paper)、稳定平均电导电流■以及平均极化时间常数■对油纸老化状态反映敏感,且与聚合度有良好的拟合关系,可作为表征绝缘纸老化的特征量;油纸绝缘老化状态评估问题符合动态贝叶斯网络的应用条件,通过划分特征量状态及老化阶段,可以反映变量之间的时序关系;油纸老化状态评估模型验证的准确度为91.3%,平均相对误差为0.108,故验证了动态贝叶斯网络应用于油纸绝缘老化状态评估的准确性和稳定性。     

基于PDC的变压器油浸纸老化程度与水分含量评估方法研究

为将极化去极化电流法(PDC)应用于实际运行中变压器油纸绝缘的状态评估,笔者在实验室搭建了油纸绝缘PDC测试试验平台,测试了不同老化程度不同水分含量油浸纸样品的PDC特性曲线,并对测试结果进行对比分析。分析结果表明:在测试时间范围内,老化程度对油浸纸极化电流曲线的前段和中段以及去极化电流曲线的整个测试阶段产生影响;水分含量对油浸纸极化电流曲线的整个测试阶段以及去极化电流曲线中末段产生影响。提出以初始去极化电流idp1作为油浸纸聚合度的映射特征量,稳态极化电流id(电导电流)作为水分含量的映射特征量,分别拟合出两者之间的函数关系,以此提出一种适用于不同老化程度油浸纸水分含量的评估方法。     

变压器油纸绝缘的介电响应特性研究——加速热老化的介电谱

为了研究变压器油纸绝缘老化的介电响应特征量,本文对油纸绝缘试品进行了加速热老化,并在老化的不同阶段开展了相同试验温度下的极化、去极化电流(PDC)和频域谱(FDS)试验。在PDC试验数据的基础上,引入时域介电谱理论,提取其峰值和峰值时间常数作为老化特征量,研究了该特征量与绝缘老化的关系。结果表明,绝缘老化使PDC试验的极化及去极化电流曲线均明显上移,FDS试验的复电容实部和虚部曲线在低频段均向右上平移,时域介电谱曲线则向左上方平移,这是由于老化引起水分、有机酸等含量的增加以及对纤维素结构的破坏,提高了油纸绝缘间夹层介质界面极化的强度和响应速度而造成的。在本文的试验条件下,油纸绝缘的时域介电谱对其老化反应灵敏,可定量反映油纸绝缘老化程度的变化情况,其峰值和峰值时间常数可考虑用作表征油纸绝缘老化程度的特征量。     

温度及老化状态对油纸绝缘时域介电响应特性影响的实验研究

针对老化过程及温度对油纸绝缘时域介电响应特性的影响开展了研究.对油浸纸绝缘试品在高温下进行了不同时间的人工加速热老化,采用极化去极化电流(polarization and depolarization current,PDC)试验跟踪了其完整的老化进程,在不同的老化阶段开展了不同温度下的PDC试验.确认了温度和老化程度对PDC曲线有着较大的影响,温度的升高或老化程度的增加使PDC曲线向左上方移动.认为PDC试验主要反映油纸绝缘的2种类型界面极化,即油纸间的界面极化和纸板内不均匀结构引起的界面极化,前者响应较快,特征明显,适于评估绝缘老化状态.     

基于模糊聚类算法的油纸绝缘状态研究

回复电压测试法是利用电介质响应特性评估变压器油纸绝缘老化状态的方法,通过回复电压法可以得到变压器油纸绝缘的相关参数。首先,本文辨识ED等效电路参数以及基于回复电压法提取相关特征量,将所得到的特征量用于电力变压器油纸绝缘老化评估;其次,利用模糊聚类分析法将不同油纸绝缘老化程度较接近的变压器进行归类,综合判断变压器油纸绝缘的老化情况,为评估电力变压器油纸绝缘老化状态提供一种新的思路和方法。     

基于变权-模糊综合评判法的绝缘状态诊断研究

针对目前状态评估中指标权重确定方法,本文给出了在主、客观指标权重赋权法线性组合基础上,建立了基于均衡函数的变权模式。油纸绝缘系统属于复杂的系统,进行状态的综合、准确评估需涉及定量因素和定性因素中的多个指标,利用常权法无法反映指标的本质属性,特别是对于某些指标偏离正常值,由于该指标的权重过小,导致无法合理、准确地给出综合评价结果,失去了最佳检修和维护时机。最后,通过笔者建立的变权-模糊综合评价法的油纸绝缘状态综合评估体系,以具体变压器为实例进行说明,变权法比常权法更能客观地得出油纸绝缘状态整体变化趋势。随着权重的进一步完善,油纸绝缘综合状态评估体系将更加科学、合理和实用。     

现场变压器油纸绝缘时频域介电特征量提取及状态评估

油浸式变压器的绝缘状态决定了变压器的运行寿命。为将时频域介电响应技术应用于变压器油纸绝缘状态的无损评估,对一台停运的500kV变压器进行了极化/去极化电流(PDC)与频域介电谱(FDS)测量。通过时域介电谱融合理论及FDS技术提取了反映变压器油纸绝缘状态变化的时域介电特征量与频域介电特征量,并分析了其变化规律。研究结果表明,时频域介电特征量对变压器油纸绝缘的老化情况较为敏感,可定性评估变压器的绝缘状况。     

大型电机定子线棒主绝缘老化性能的介电响应研究现状

介电响应法(Dielectric Response Method,DRM)是一种近年蓬勃发展的绝缘体系无损检测技术,对确定发电设备绝缘体系老化状态具有十分重要的作用。目前利用极化/去极化电流法(PDC)、频域谱(FDS)、热刺激去极化电流(TSDC)等介电响应法研究电机绝缘老化状态已经成为热点方向。国内外学者利用介电响应法研究绝缘老化状态取得了较好的成果,为建立绝缘老化状态的介电响应无损检测方法、指导电力系统机组评估诊断绝缘老化状态奠定了理论基础。为提高我国制造业创新能力,掌握无损检测大型电机定子绝缘缺陷关键技术,国内需要在此方面深入开展研究工作。