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.     

变压器油纸绝缘状况的等效仿真分析

通过建立变压器油纸绝缘系统的均一绝缘介质电路模型,仿真分析了模型参数变化引起的回复电压及极化谱特征参量的变化。仿真结果表明,极化谱的回复电压最大值Urmax与主时间常数tpeak可用来诊断变压器油纸绝缘系统的绝缘状况。通过改变几何等值电路和极化等值电路参数值仿真变压器油纸绝缘系统不同的绝缘状况,并使用Urmax与tpeak进行诊断,为油纸绝缘系统状态的评估提供了新的思路。     

变压器油纸绝缘介质响应等值的电路建模研究

回复电压诊断方法是一种无损诊断变压器绝缘状态的方法。目前的研究主要基于试验获得的极化谱分析变压器的绝缘状态,利用等值电路更易于分析其极化机理,但现有的电路模型尚不完善,文中系统地给出了油纸绝缘变压器的基于扩展德拜等值电路建模的详细过程,在此基础上,给出了从等值电路模型求解回复电压特征量的思路,并使用一台变压器油处理前后的数据计算了其回复电压极化谱,计算结果表明基于扩展德拜模型等值电路和回复电压计算方法是可行的,利用计算获得的极化谱可以有效分析变压器的绝缘状态,为准确评估变压器老化提供了新的思路,并为分析相关影响因素奠定了基础。     

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。     

基于等效电路极化支路和特征量的油纸绝缘变压器老化诊断

回复电压法可以用于诊断油纸绝缘系统的绝缘状态,应用回复电压极化谱特征量构建的扩展德拜等效电路可以辅助分析油纸绝缘的老化状况,准确求解出等效电路参数是该项研究的关键。本文应用混合智能算法—粒子群遗传算法求解极化等效电路中的参数。将混合智能算法求解获得的回复电压极化谱与粒子群求解所得的结果进行对比,计算结果表明,应用混合智能算法求解获得的回复电压极化谱能更好地与现场测试的回复电压极化谱相吻合,从而说明粒子群遗传算法能更准确地计算出等效电路参数。在参数求解的基础上,本文还对油纸绝缘老化状况与极化支路数及支路时间常数的相互关系进行了探讨,结果表明,变压器油纸绝缘状态越差,极化支路数越多,对应支路的时间常数越小。同时提出综合利用极化支路数及较大时间常数这两个特征量来初步评估油纸绝缘状况。     

变压器油纸绝缘等效电路参数辨识及绝缘状态对参数的影响分析

通过回复电压特征量的测量值,利用果蝇算法求解出变压器油纸绝缘等效电路参数。将所求参数代入仿真模型得到回复电压极化谱,其与测量值拟合很好,验证了所求参数的正确性。根据电压等级、容量的大小,将7台变压器分成3组,计算出各变压器的油纸绝缘等效电路参数,并分析了绝缘状态对等效电路参数的影响。分析结果表明,绝缘状态较好的变压器的绝缘电阻、极化电阻和最大时间常数,要大于绝缘状态较差的变压器的绝缘电阻、极化电阻和最大时间常数。     

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。     

应用极化电流辨识油纸绝缘系统等值电路参数

变压器油纸绝缘系统的介质响应特性可以用扩展德拜模型等值电路来描述,研究变压器油纸绝缘系统等值电路参数的辨识方法具有十分重要的意义。文中提出一种应用极化电流辨识变压器油纸绝缘系统扩展德拜等值电路参数的方法,利用极化电流曲线末端主要取决于大时间常数指数项的特点,先在曲线末端不为零处选取初始点计算得到大时间常数支路参数的估计值,再以估计值为基础进行多次修正计算,待参数计算值稳定后再进行检验计算,从而求得各个参数较为准确的数值解;逐条计算,可以求出所有极化支路的参数。文中应用该方法对多台变压器进行等值电路参数辨识,计算得到的等值电路参数与实际值误差较小,拟合极化电流曲线和测量极化电流曲线基本重合。     

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。     

油纸绝缘变压器时域极化谱特性实验分析

本文旨在研究油纸绝缘介质老化机理与弛豫响应特征量之间的内在关系,将RVM(Return Voltage Measurement)技术应用于油纸变压器绝缘状态的无损诊断。通过RVM实验测量平台,测得恒温条件下不同微水含量、不同内部结构和不同老化状态的油纸绝缘样品对应的回复电压时域极化谱线,根据实验数据分析出不同绝缘状态下油纸绝缘时域极化谱特性参数的变化规律,并结合介质极化响应理论,阐明特征参数弛豫特性变化机理。实验结果表明:时域回复电压极化谱中回复电压最大值和主时间常数的位置改变,能有效反应油纸绝缘受潮和老化情况;初始斜率在充电时间10?2~101s、峰值时间在充电时间101~104s的量值大小,构成无损诊断的信息依据;初始斜率是老化程度的直接反馈参量,以区分水分对极化谱特性的影响;主时间常数可甄别绝缘结构不同的变压器绝缘状态,其与微水含量的指数函数关系,可用于延缓变压器受潮,提高运行可靠性。     

基于回复电压特征量的油纸绝缘老化诊断

准确诊断油纸绝缘变压器老化状态对降低变压器故障率,提高电力系统供电可靠性具有重要意义。首先对回复电压特征量与油纸绝缘老化之间的关系进行了理论分析,然后通过同台变压器不同绕组和同台变压器检修前后的回复电压测量数据来研究油纸绝缘老化与回复电压特征量之间的内在联系。研究结果表明,回复电压初始斜率在短充电时间下反映绝缘油的老化情况,而在长充电时间下则反映绝缘纸的老化情况,且初始斜率越小,其反映的绝缘介质的绝缘状态越好。回复电压极化谱最大值反映油纸绝缘变压器绝缘纸的老化状态;回复电压极化谱的短充电时间部分反映绝缘油的老化状态;回复电压极化谱的长充电时间部分反映绝缘纸的老化状态。回复电压曲线的峰值时间越大,油纸绝缘变压器绝缘状态越好。     

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。     

改进蚁群算法及其在变压器绝缘介质响应电路参数辨识中的应用

回复电压测量法是一种有效诊断变压器绝缘状态的元损检测方法,建立油纸变压器介质响应等值电路模型是分析绝缘老化与特征量之间关系的有效途径。为此,在建立等值电路数学模型的基础上,将等值电路参数辨识问题转化为数学优化问题,并采用改进蚁群算法进行了等值电路模型参数辨识。最后通过4种测试函数验证了：蚁群算法中将全局最优解结合当次迭代最优解进行全局信息素更新,能够在保证快速收敛的同时,扩展算法搜索范围,而动态信息素局部更新也增强了算法摆脱局部最优的能力。模型计算与实际测量的极化谱对比也说明了改进算法求解的等值模型能准确地反映油纸绝缘变压器的介质响应特性。     

变压器油纸绝缘极化谱的仿真研究

回复电压测量方法能有效检测变压器固体绝缘的含水量,然而对于含有局部峰值点的回复电压极化谱,难以给出明确的诊断结论.在引入扩展德拜模型基础上,建立了绝缘极化、老化过程和等值电路参数三者之间的关系,并仿真分析了电路参数的改变引起特征量和极化谱的变化规律.仿真分析结果表明,回复电压特征量的主时间常数能诊断不同几何电容的变压器...     

基于扩展Debye模型仿真的回复电压特征量分析

回复电压测量方法(return voltage measurement,RVM)能有效检测变压器固体绝缘的含水量,然而对于含有局部峰值点的回复电压极化谱难以给出明确的诊断结论。文中在扩展Debye模型基础上,仿真分析了模型参数变化对极化谱和主时间常数CTC、回复电压峰值最大值Urmax的影响规律,并提出将扩展Debye模型不同时间常数支路数作为新的特征量,最后验证了该特征量的可行性。仿真和试验结果表明:RVM极化谱前、中、尾3部分分别对应着油纸绝缘变压器油中偶极子转向极化、油纸界面极化和绝缘纸内偶极子转向极化、纸内界面极化;油纸绝缘老化会使扩展Debye模型各支路极化电阻减小,极化电容增大,时间常数减小;当变压器油老化严重时,极化谱有可能出现局部峰值;扩展Debye模型各时间常数支路数可作为新的RVM特征量,各时间常数支路数的变化也可使极化谱产生局部峰值,现场试验也验证了新特征量的有效性。     

基于回复电压特征量分析的油纸绝缘老化状态评估

为了将回复电压法(RVM)用于评估变压器油纸绝缘的老化状态,通过RVM5461回复电压测量仪对现场变压器进行测试试验,研究不同老化状态下回复电压特征量(回复电压最大值、中心时间常数、初始斜率)的变化规律。针对原有的回复电压特征量无法反映回复电压曲线整体的弛豫信息,首次提出一种能用于评估油纸绝缘状态的新特征量——半峰值周期。该特征量不仅反映了绝缘整体的极化速率,而且与变压器油纸绝缘老化程度有着密切关系。研究结果表明:充电时间影响着回复电压特征量的变化;随着老化程度的加剧,回复电压最大值增加,中心时间常数减小,初始斜率增大,半峰值周期减小。     

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。     

回复电压法用于变压器油纸绝缘老化状态评估

油纸绝缘材料发生老化现象时,往往会引起固体绝缘纸板材料中含水量增加及绝缘系统电介质响应特性改变。若对其进行回复电压测量,会表现出峰值升高、起始斜率增大以及峰值时间缩短等定性特征。为了进一步量化油纸绝缘老化现象与回复电压之间的关系,在介绍回复电压法基本原理的基础上,针对实验室内不同老化程度和不同含水量的油纸绝缘系统进行了回复电压试验,并结合现场实测经验,提出了基于回复电压的油纸绝缘老化状态评估方法。结果表明,油纸绝缘老化或受潮会显著降低其极化谱的主时间常数,绝缘固体材料的含水量与主时间常数的对数之间存在定量关系,利用主时间常数可以有效评估油纸绝缘的老化状态。     

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。     

基于油纸绝缘变压器回复电压法的半峰周期极化谱分析

传统的回复电压特征量无法反映回复电压中后期的极化特性,基于此,本文提出一种能够有效反映回复电压法中后期弛豫特性的新型回复电压法特征量——半峰周期稳定时间。首先建立拓展Debye等效仿真模型,绘制回复电压半峰周期极化谱,从中提取特征量;然后通过改变变压器等效模型电路参数分析对半峰周期极化谱的影响规律;最后通过多台变压器实测数据验证本文推论。结果表明,半峰周期稳定时间会随着油纸绝缘状态老化而延长,其主要受到中、大时间常数支路的影响,且对于不同规格型号的变压器具有普适性,能够作为后续绝缘诊断的良好特征量。