油纸绝缘变压器非标准极化谱的仿真研究

针对含有局部峰值的非标准回复电压极化谱的还未能明确的诊断变压器绝缘状态,依据时域介质响应理论,结合现场回复电压测量数据,将扩展德拜模型引入介质响应等值电路,建立变压器油纸绝缘系统等值电路模型.对非标准极化谱进行仿真分析,建立非标准极化谱与等值模型参数之间的关系.仿真结果表明,各时间常数支路的变化可使极化谱产生局部峰值,而且极化谱前端的局部峰值能反映变压器绝缘油的状态情况,同时试验研究结果证明仿真结论是有效的,弥补依据非标准极化谱进行绝缘诊断的空缺.     

油纸绝缘变压器介质响应极化谱的探索与研究

基于扩展德拜模型,建立油纸绝缘变压器绝缘状态与介质响应等值电路之间的关系,并仿真分析模型(时间常数、支路数)改变引起回复电压特征参数和极化谱的变化规律。仿真分析结果表明,极化谱回复电压峰值与主时间常数可作为变压器绝缘诊断的判据,且时间常数不同的RC支路在回复电压极化谱的对应区段才有所影响。通过研究多台不同绝缘状态的变压器,总结出绝缘老化程度与支路数取值的内在联系,由此获取的等值参数最优,所建立模型与变压器实际状况相吻合,可作为油纸绝缘系统状态准确诊断和研究的基础。     

回复电压极化谱特征量与油纸绝缘变压器微水含量关系分析

水分是强极性分子,会改变绝缘介质的弛豫时间,从而影响变压器的绝缘状态。因此准确诊断变压器中的微水含量,对分析变压器的老化受潮状态具有重要意义。通过介质响应的回复电压法,结合现场测试的回复电压极化谱特征量进一步探讨了回复电压极化谱的特征量与油纸绝缘变压器微水含量之间的内在联系,得出结论:主时间常数越小,则变压器的含水量越高;初始斜率越大,则变压器的含水量越高;同时回复电压最大值也会随着水分含量的增加而增大。因此,可通过分析对比回复电压极化谱特征量来诊断变压器的微水含量,从而更有效地评估油纸绝缘变压器的老化受潮状态。     

基于时域谱线特征量的变压器油纸绝缘诊断

针对应用介电响应理论评估油纸绝缘老化状态存在的不足,提出一种新的变压器油纸绝缘诊断方法。对变压器的回复电压微分谱线进行解谱,分析时域微分子谱线的数量和弛豫时间常数比Kτ与绝缘老化状态间的关系,从而实现变压器油纸绝缘状态诊断。对多台变压器的测试数据进行统计和分析,得出结论:回复电压时域微分谱线的子谱线数随绝缘状态发生改变,油纸绝缘老化越严重,分解的子谱线数量越多;Kτ能准确判断绝缘油相对于绝缘纸的老化状态。     

变压器油纸绝缘水分的回复电压分析法

变压器油纸绝缘系统中的水分会加速其固体绝缘材料的老化,准确诊断变压器固体绝缘中的水分质量分数对确保其安全可靠运行,延缓绝缘老化都具有重要意义。变压器油纸绝缘会因老化或受潮而导致其介电特性发生变化,基于检测油纸绝缘介电特性的回复电压测量方法能有效诊断变压器的油纸绝缘状态,并可用来估测固体绝缘纸板的水分质量分数。为此,通过分析变压器油纸绝缘中水分的极化特性,阐述了回复电压方法诊断固体绝缘水分质量分数的原理;并试验研究了变压器油纸绝缘水分质量分数与回复电压特征量及极化谱之间的关系,其中回复电压主时间常数可以量化固体绝缘的等值水分质量分数,一台220kV变压器试验结果表明回复电压方法能够有效地诊断变压器的绝缘油纸状态。     

变压器油纸绝缘回复电压自动采集系统及试验研究

回复电压法(RVM)是一种无损的评估变压器油纸绝缘状态的方法。基于回复电压测量原理,利用可编程控制的6517B静电仪,在VB软件开发平台下,研制了一套回复电压采集系统。该系统能够自动地测量不同充电时间的回复电压,绘制出回复电压极化谱并对其特征量进行提取。对该系统的性能进行实验测试并分析了不同实验因素对极化谱的影响,结果表明,该系统准确测量出回复电压,并获得了残余电荷最佳消除时间K30放电裕度。     

油纸绝缘变压器老化特征分析

目前,国内外学者对回复电压法做了大量的研究,但是还没有一个明确评估变压器油纸绝缘老化状态的方法。在理解介质极化特性的前提下,以变压器油纸绝缘极化等效电路模型为基础,仿真分析了回复电压特征量随极化等效电路参数(极化电阻、极化电容以及支路数)变化的规律。仿真结果表明,回复电压峰值的最大值、回复电压初始斜率最大值及主时间常数等可用来评估变压器绝缘状况。同时,等效电路模型的支路数也可辅助评估变压器的绝缘状况。最后对多台实际变压器进行测试分析,验证了上述特征量用于评估变压器绝缘状态是可行的。     

变压器油纸绝缘热电联合老化特征量研究

为研究电力变压器油纸绝缘在热、电两种应力作用下的老化特性,搭建了油纸绝缘热电联合老化试验平台,设计了两组在130℃下进行的加速老化试验:一组是单因子热老化试验,另一组为热电联合老化试验。通过对两组老化样本的绝缘纸聚合度、击穿电压、油中微水含量等参数进行对比分析,结果表明,热电联合老化样本绝缘纸聚合度下降速度比热老化样本要快,且在老化初期绝缘纸击穿电压与绝缘纸聚合度呈一定线性关系,与油中水分含量则没有明显的直接联系。     

基于回复电压极化谱小波包变换的变压器绝缘老化诊断方法

回复电压法是一种有效的无损时域诊断法。针对回复电压法测量获得的回复电压极化谱隐含了丰富的变压器油纸绝缘老化信息,提出一种基于小波包变换的回复电压极化谱分析方法。该方法通过小波包3层分解获得回复电压极化谱各个频段的信号分量,并构建回复电压极化谱的能量特征矢量来分析变压器油纸绝缘老化状态。为验证该方法的可靠性,通过对2台不同老化状态变压器的回复电压极化谱进行小波包3层分解得到各自的能量特征矢量来分析其绝缘介质老化情况。分析结果表明:基于小波包分解得到的回复电压极化谱能量特征矢量,可以有效地诊断变压器油纸绝缘老化状况,为变压器油纸绝缘老化诊断提供新方法。     

油纸绝缘极化等效电路参数计算方法

针对粒子群算法在求解油纸绝缘等效电路模型参数过程中容易陷入局部最优的问题,结合混沌理论提出一种油纸绝缘极化等效电路参数计算方法。根据混沌算法具有遍历性和不重复性的特点,在粒子群算法中加入混沌扰量,使得算法不陷入局部最优解,从而辨识油纸绝缘等效电路参数。计算结果表明,应用混沌粒子群改进算法获得的回复电压极化谱能够很好地与现场测试得到的回复电压极化谱相吻合。通过所提算法求解得到的油纸绝缘等效电路模型能够准确地反映油纸变压器的绝缘状况,为后续诊断油纸绝缘的老化情况奠定重要基础。     

变压器等效电路参数变化对极化谱的影响分析

基于介质响应理论的回复电压测量方法能够有效地无损诊断变压器的绝缘状态。应用回复电压测量仪RVM5461在2 000 V极化电压,0.5~1 000 s一系列充电时间,充放电时间比为2的实验条件下对1台110 kV容量31.5 MVA的变压器进行回复电压测试。利用测试得到的初试斜率、回复电压最大值、主时间常数3个特征量应用改进粒子群算法计算得到变压器油纸绝缘扩展德拜模型等效电路,并通过仿真分析了各极化支路参数的改变对回复电压极化谱的变化规律。分析结果表明,小时间常数支路、中时间常数支路和大时间常数支路分别主要影响回复电压极化谱初始、中端、末端部分。     

应用极化谱分析油纸变压器绝缘纸板水分含量的研究

油纸绝缘电力变压器受潮会加速固体绝缘材料老化,严重影响其运行寿命,因此评估变压器的绝缘纸板中的水分含量对确保其安全可靠运行具有重要意义.变压器绝缘纸板中的水分含量是评估其是否受潮和老化的重要指标之一,然而传统的化学分析方法需要在实验室环境下进行,有些甚至需要获取变压器内部纸样.基于回复电压的极化谱方法是一种无损的绝缘诊断方法,已经被用来评估变压器的绝缘状态,特别是绝缘纸板的水分含量.本文研究了回复电压极化谱评估变压器纸绝缘的受潮的有效性,提出了评估的判断方法.试验结果表明利用极化谱的主时间常数评估其水分含量是有效的.     

运用混联等效电路诊断变压器油纸绝缘状态

针对油纸绝缘变压器内部绝缘介质弛豫响应的复杂性,根据油纸绝缘结构特征,提出建立混联等效电路新模型来表征油纸绝缘弛豫过程。根据混联等效电路的理论分析,推导出混联等效电路参数和回复电压的求解公式。先采用一台变压器回复电压测试数据对该方法进行验证后,再利用一台变压器检修前后的测试数据进行基于混联等效电路的变压器油纸绝缘诊断研究。研究结果表明:通过混联等效电路方法得到的回复电压曲线能够很好的与现场测量的回复电压曲线吻合,且利用混联等效电路能够准确的诊断油纸绝缘变压器的绝缘介质老化情况。     

500kV电力变压器匝间绝缘模型线圈的电老化特性

针对变压器匝间绝缘是电力变压器损坏事故中的主要损坏部位的问题,设计并制作了500 k V电力变压器匝间绝缘的线圈模型,研究匝间绝缘的电老化特性。根据模型线圈预试验的结果,确定了实验方案,并基于极大似然法思想确定求取反幂模型中的参数方法;最后求取不同数据量下的参数值。分析结果表明:不同数据量下所求得的参数值不同,若使电压寿命指数N不出现异常值,至少需要在4种电压持续时间下进行实验;在10种电压持续时间下可得到可靠的电压寿命指数N,其值为13.38。最终通过简单计算及仿真分析求得了老化寿命与电场强度间的反幂模型,用于指导实际变压器的生产设计。     

电力变压器绝缘电阻温度特性分析

变压器的绝缘电阻是反映设备绝缘状况的一个重要参数,其测试过程易受温度、湿度等环境因素、污秽及电压等级的影响。现有规程中给出了变压器绝缘电阻温度换算的规定,然而在大量试验过程中发现其有不适用性。通过对大量测试结果的分析评价,针对变压器绝缘在不同温度下的介电特性,在不计及其他环境因素变化的条件下,分析并通过试验验证绝缘电阻与温度的内部规律,进而分析绝缘电阻的影响因素,就温度换算对现有规程的执行提出建议,供变压器绝缘状况的评估工作参考。     

油纸绝缘变压器介质响应模型参数辨识研究

以扩展徳拜介质响应等值模型为出发点,获得可辨识等值电路的数学模型,对如何准确辨识模型参数展开研究,首次在变压器介质响应模型参数辨识中引入分层思路,并提出分层-压缩因子法,实现基于回复电压现场测试数据的等值模型参数辨识。通过对结果对比分析得出,该算法具有使用灵活、精确高效等特点;本文分别对两台实际变压器进行建模研究,结果表明,该优化算法所辨识的等值模型能有效反映两变压器实际情况,为进一步分析变压器绝缘状态与回复电压特征量之间的关系打下基础。     

基于界面电荷极化特性的变压器油纸绝缘寿命预测方法研究

准确预测变压器油纸绝缘寿命对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。根据微观介电响应机制剖析界面极化与油纸绝缘老化的内在机理联系,并基于混合极化模型——一种在扩展德拜模型基础上引入界面极化支路的等效电路拓扑,探究界面电荷极化特性在油纸绝缘寿命预测中的应用。首先,分析温升过程中频谱特性变化背后蕴含的普适弛豫极化规律,基于混合极化模型重构回复电压极化谱。结合温度对主时间常数和模型参数的影响规律,提出一种单一温度测试下的油纸绝缘活化能计算方法,通过界面极化电容构建出频温平移因子。其次,剖析介质损耗因数随老化加深的变化规律,探究损耗峰偏移现象与界面极化弛豫时间的内在联系,凝练全新表征油纸绝缘聚合度含量的频域特征参量——界面极化支路极点Ph2。最后,联合界面极化支路极点Ph2、频温平移因子和损失累积动力学方程构建油纸绝缘寿命预测模型,并将不同运行年限变压器现场实测数据代入模型验证实效性,为油纸绝缘寿命预测提供了一种新思路。