基于回复电压法的变压器绝缘纸水分及绝缘状态研究

变压器绝缘纸中水分会加速油纸绝缘的老化,缩短变压器寿命,因此,准确诊断变压器绝缘纸老化状态以及水分含量对变压器安全运行具有重要意义。文中通过测试分析不同水分、不同聚合度的绝缘油纸回复电压曲线,研究发现当绝缘纸处于低水分含量状态(0.5%≤Mp<3%)时,回复电压参数随水分含量改变变化较快,当绝缘纸处于高水分含量状态(3%≤Mp≤5%)时,回复电压4个参数值基本保持稳定。回复电压最大值、初始斜率随绝缘纸水分含量呈负指数规律增长,而中心时间常数和回复电压半衰期呈负指数规律减小,4个参数随水分改变的变化幅度均随绝缘纸聚合度线性变化,通过数据拟合得到回复电压特征参量与绝缘纸聚合度、水分含量的表达式。回复电压半衰期与绝缘纸水分含量及老化状态关系密切,能作为反映固体绝缘纸微水含量和聚合度的有效特征参量。     

变压器油纸绝缘RVM现场测试技术研究

结合现场试验,详细分析了回复电压试验的注意事项及影响因素,重点阐述和剖析了环境温度、残余电荷、强电磁场等现场因素对恢复电压测试法(return voltage measurement,RVM)测量结果的影响,以及消除或减弱这些因素影响的方法,以提高RVM方法对变压器绝缘优劣评估的准确性。     

温度和水分对矿用干式变压器Nomex绝缘纸介电特性老化规律的影响

根据矿用干式变压器自身结构及运行环境特点,对变压器Nomex绝缘纸进行了湿热加速老化试验,分析测量了温度和水分对Nomex绝缘纸介电特性的影响规律。     

变压器油纸绝缘水分含量和老化程度定量评估研究

为了分离绝缘纸老化程度和水分对频域介电谱的影响及提高变压器绝缘纸老化程度和水分含量评估精度,文中通过开展加速热老化试验制备了老化程度和含水量均不相同的5组油纸绝缘试样,并对各组试样进行tanδ频谱测试。试验结果表明,在10-3~10-1Hz频段内,tanδ曲线随绝缘纸老化程度增加而上升;在10-3~102Hz频段内tanδ曲线随绝缘纸含水量增大显著上升,在特征频段10-1~102Hz和10-3~10-1Hz内求取tanδ曲线对频率的积分值Sm和SDP分别作为表征水分含量和老化程度的特征量,并分别给出了特征量与绝缘纸水分含量(Kw)和聚合度(DP)之间的拟合关系。对比分析相同老化程度下水分含量不同的多组油纸绝缘试样的介损频谱特性表明,绝缘纸含水量对特征量SDP影响极大,为此提出了水分补偿因子以量化绝缘纸含水量对老化评估的影响,并进一步提出了全面考虑水分影响的老化程度评估新方法。     

绝缘纸板干燥过程微水分检测方法

采用单一频率介电检测技术测量绝缘纸板微水分,通过分析频率及温度对电容传感器检测信号的影响,研究绝缘纸板的介电极化和介电损耗原理,提出频率和温度对电信号影响的理论模型,利用绝缘纸板介电常数与水分含量的函数关系实现绝缘纸板微水分含量的在线检测。     

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...     

水分对变压器油和绝缘纸频域介电谱特性的影响

频域介电谱法作为一种无损的电气诊断技术,非常适用于变压器油纸绝缘状态的现场诊断。考虑到水分对变压器油纸绝缘系统的巨大危害,运用Concept80宽频介电谱测试系统,研究了水分对矿物绝缘油和不同种类油浸绝缘纸介电特性的影响规律,并对比了相同水分质量分数油浸普通绝缘纸、绝缘纸板和热稳定纸的介电性能。研究表明:矿物油-纸绝缘试品的介电性能受水分的影响极大;矿物油的直流电导率随着水分质量分数的增加呈指数规律增大,在10-3～10-1Hz范围内,油浸绝缘纸的复相对介电常数实部随其水分质量分数增加呈线性规律增大。因此,可利用油品介质损耗因数(直流电导率)和油浸绝缘纸复相对介电常数实部对变压器油、油浸绝缘纸的水分质量分数分别进行诊断。     

基于变压器油纸间水分平衡关系的油纸绝缘水分含量计算方法

分析了油纸间水分含量平衡关系,根据油纸中水分的相对饱和度原理,提出了一种在水分平衡状态下油纸中水分含量计算的简便方法。     

变压器油纸绝缘干燥过程中水分迁移规律与评估方法研究

本文仿真了水分在变压器油纸绝缘中的迁移规律,并基于频域介电谱法FDS（Frequency Domain Spectroscopy）实现了真空干燥法和真空油循环法水分干燥效果的有效评估,为变压器干燥状态诊断提供了理论支撑。     

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电路参数辨识的研究

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,评估变压器绝缘纸中的水分含量。其中回复电压初始斜率特征量与热老化有着密切的关系,因此它也是评估绝缘老化的重要特征量。本文阐述了回复电压初始斜率在辨识介质响应等值电路参数方面具有重要的作用,并建立了利用回复电压初始斜率特征量求解介质响应等值电路参数的数学模型,该模型为含有指数函数的非线性方程组。本文利用最小二乘方法建立了数学优化模型,并应用智能优化算法求解。研究结果表明本文建立的模型是可行的,为评估变压器老化和研究新的特征量提供了新思路。     

基于油纸绝缘等效电路的变压器微水含量研究

水分会严重危害变压器油纸绝缘系统的绝缘性能,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。本文通过应用油纸绝缘变压器弛豫响应等效电路及回复电压极化谱特征量,结合改进粒子群算法对等效电路参数进行有效辨析,进一步探讨了微水含量与油纸绝缘等效电路参数之间的关系,得出了大时间常数支路的弛豫时间越大,则变压器微水含量越少的重要结论。同时结合分析比较绝缘电阻、极化电阻以及极化电容的变化规律来辅助判断变压器的受潮情况。最后,通过现场测试的实例验证了这一结论的正确性。     

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。     

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。     

评估变压器油纸绝缘受潮的电压响应方法研究

回复电压法能有效诊断变压器油纸绝缘的状态,但测量时间过长,由此提出通过单次加压建立的极化在不同去极化时间段内的电压响应特性进行绝缘诊断的方法,省去多次加压的过程,节省了测量时间;实验研究了不同受潮状态的变压器油纸绝缘介质在不同去极化时间段的电压响应特性,结果表明,充电2000s后首次放电0.1s的电压响应初始斜率随绝缘受潮程度的增加而增大,可作为评估其受潮状态的特征量;同时通过频域分析仪测得介质的直流电导率,将其与根据首次放电初始斜率计算获得的极化电导率进行对比分析,进一步验证了该特征量的有效性。本文提出的测量方法为应用电压响应法现场快速诊断变压器油纸绝缘的受潮状态提供了一种新的研究思路。     

油纸绝缘老化评估的Davidson-Cole模型参数提取方法

针对目前变压器油纸绝缘老化状态评估中的纸板聚合度测定破坏性取样、介电响应法测量没有定量判据等问题,提出一种基于Davidson-Cole模型的现场绝缘老化状态定量评估方法。首先仿真研究Davidson-Cole模型参数提取方法,借助现场测量的去极化电流数据,计算出油纸绝缘等值电路参数与频域复介电常数,并利用所得数据绘制Davidson-Cole图,采用多变量最小二乘拟合方法得出松弛时间、介电常数变化量等Davidson-Cole模型参量。实验研究了油纸绝缘不同老化程度的Davidson-Cole模型,采用非线性拟合方法对其老化状态进行Davidson-Cole模型参量提取并分析参数变化,研究结果表明,模型参数与老化程度有直接关系,仿真结果与实验结果一致,对变压器油纸绝缘老化状态评估有参考价值。     

电力变压器油纸绝缘系统气隙特征分析

针对电力变压器油纸绝缘系统由于自身老化产气、换油处理不当等引入气隙(空穴)的影响绝缘性能研究方法的不足,引入回复电压法有效诊断油纸绝缘状态来判断气隙状况。在理解介质响应理论基础上,建立了油纸绝缘模拟实验,统计分析并拟合了测量数据,研究了不同充电时间下绝缘系统中气隙含量的变化对回复电压特征参数的影响规律。结果表明:回复电压最大值随绝缘系统中气隙含量的增加呈二次线性规律增大,而中心时间常数随绝缘系统中气隙含量的增加呈二次线性规律减小,初始斜率随着绝缘系统中气隙含量增加呈三次线性规律增大,最后对多台实际变压器进行测试分析,验证了回复电压法可对油纸绝缘系统中气泡情况有效诊断的结论。     

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。