牵引负荷对变压器绝缘老化和寿命损失的影响

在分析牵引负荷特点和变压器绝缘老化机理的基础上,提出了绕组热点温升与牵引变压器绝缘寿命损失之间的关系式。仿真研究了经典牵引负荷下的绕组热点温升,计算了绕组热点温升引起的绝缘寿命损失;依据仿真结果建立了牵引变压器受冲击负荷影响的模拟实验系统,通过监测、分析冲击负荷和等值负荷2种情况下油中溶解CO和CO2含量的变化情况,得到了热冲击对绝缘老化的影响关系。研究结果表明牵引冲击性负荷对变压器绝缘寿命损失影响很大,不容忽视。     

计算Scott牵引变压器内部温升的热路模型法

牵引变压器的绝缘寿命很大程度上取决于绕组热点温度,研究其内部温升具有重要意义。为此,针对Scott牵引变压器特殊的绕组连接、铁心结构和电气特性,利用热传输原理分析了其内部热量的产生和传输过程;参考电路原理建立了Scott牵引变压器内部热路模型;参照基尔霍夫定理推导了温升的计算式,从而建立了Scott牵引变压器的热路温升计算模型和简化的热路温升计算模型;采用两种热路温升计算模型和IEC温升计算法仿真了同一负荷下的Scott牵引变压器,仿真结果说明了模型的有效性。     

电气化铁路站用牵引变压器的过载能力问题

根据电气化铁路牵引供电系统负载存在幅度变化大、过载系数高、周期变化频繁和陡变等特点，已提出电气化铁路站用牵引变压器两条典型负载曲线。本文度图按照给出的负载曲线，计算牵引引变压器绕组热点温升和绕组绝缘的相对寿命损失，并讨论了牵引变压器过载能力问题。     

冲击负荷热老化下牵引变压器油纸绝缘寿命评估方法

为了研究牵引冲击负荷对牵引变压器油纸绝缘热老化及寿命的影响,本文考虑冲击负荷的负荷率、持续时间以及时间间隔对油纸绝缘进行加速热老化试验,通过聚合度分析了试样老化规律,并提出了 一种评估冲击负荷下油纸绝缘寿命的经验表达式.结果表明:在研究冲击条件范围内,基于优化零阶动力学模型的经验表达式可有效评估任意冲击负荷下牵引变压器...     

变压器负荷状态对绕组热点温升影响研究

利用Gambit建立变压器二维模型,将模型导入Fluent计算得到不同稳态负荷下变压器绕组热点温升,并研究了阶跃负荷和连续冲击负荷下变压器绕组热点温升特性,以便更好地评估绝缘老化状态。     

考虑负荷特性的牵引变压器短期风险评估

对牵引变压器进行短期风险评估,可及时识别可能存在的风险及其影响,从而为采取必要措施手段降低风险,保证牵引变压器可靠运行提供有力支持。提出了一种基于负荷特性的牵引变压器短期风险评估方法。利用热路模型计算得到牵引变压器绕组热点温度,并以此为基础,从温升对牵引变压器的寿命损失和绝缘故障两方面的影响出发,采用牵引变压器寿命损失风险和绝缘故障风险2个指标来表征牵引负荷引起的风险。通过经济成本损失来衡量风险事件严重度并量化最终的风险值。算例分析验证了文中方法的有效性,结果表明牵引负荷特性对变压器实时运行风险的影响不容忽视,该评估方法可用于牵引变压器的实时风险评估以及风险预测,为现场人员及时掌握风险水平、对高风险运行状态预警提供支持。     

冲击负荷对牵引变压器油纸绝缘热老化的影响

为了研究冲击负荷对牵引变压器油纸绝缘热老化的影响,考虑冲击负荷的负荷率、持续时间和时间间隔3个因素设计了油纸绝缘的冲击负荷加速热老化试验,分析了不同冲击负荷条件下油纸绝缘试样老化过程中绝缘纸聚合度和拉伸强度的变化规律,并使用Ekenstam老化动力学模型和熵值法分析了试样的热老化数据,同时将测试结果换算到额定负荷老化速率下的运行寿命以分析冲击负荷对油纸绝缘运行寿命的影响。结果表明:通过试验明确了冲击负荷的负荷率、持续时间和时间间隔均对油纸绝缘的老化速率有明显影响且影响强度近似;Ekenstam模型的老化速率、速率系数和等效温度均与负荷率和持续时间成正相关,与时间间隔成负相关关系;随着牵引负荷的负载率和持续时间的增加油纸绝缘运行寿命降低,时间间隔增大,运行寿命增加。但是运行寿命与冲击负荷之间的关系还有待进一步研究。     

牵引冲击负荷对绝缘纸的机械性能影响及寿命评估

为研究冲击负荷对牵引变压器绕组固体绝缘材料机械性能的劣化影响,首先设计了冲击负荷试验平台,在不同温度下进行了冲击热老化试验,然后对试样进行了拉伸强度与聚合度测试,根据试验结果分析了冲击负荷对绝缘纸的机械性能影响,最后提出了冲击负荷下绝缘纸的寿命评估方法。结果表明:牵引负荷对绝缘机械性能的破坏主要体现在牵引负荷频繁冲击带来的极不均匀温升,绝缘纸的拉伸强度和聚合度随周期性热冲击呈现出随冲击时间增加而减小的规律,这与热老化下的规律一致,但冲击热老化下拉伸强度和聚合度的下降速率较热老化慢;在较低冲击老化温度下拉伸强度某段时间出现"诱导"现象,即大于冲击时间较短的拉伸强度,诱导现象的临界温度在90～100℃范围内;在研究温度范围内,考虑周期性冲击对纤维素降解速率的影响,提出了一种冲击负荷下绝缘纸寿命评估方法并建立了拉伸强度与冲击时间的关系,并验证了其有效性,为后续相关研究与工程应用提供了一定基础。     

基于LabVIEW软件的牵引变压器温升参数研究

分析了牵引变压器温升模型,根据IEC354标准温升模型中变压器各部分稳态温升和暂态温升的计算公式,应用LabVIEW软件进行编程模拟,讨论了温升计算公式中的参数对牵引变压器温升曲线和寿命损失的影响程度,得出了变压器绕组对顶层油额定温升值所带来影响最大的结论。     

谐波电流作用下变压器损耗及绝缘寿命的计算

谐波电流通常会对变压器造成损耗增加、温度升高、绝缘寿命缩短等不良影响。在分析谐波电流作用下集肤效应对变压器绕组电阻影响的基础上,定义了绕组电阻谐波损耗因子,利用谐波损耗因子计算变压器损耗。修正了热点温度计算公式,基于绝缘等值老化模型计算谐波电流导致的变压器绝缘寿命损失。最后,建立了六脉波整流仿真模型,验证了谐波损耗计算方法的准确性和谐波电流导致绝缘寿命损失计算的重要性。     

ECS中实现变压器绕组温度的监测

变压器各部件的温升是否符合有关规定的要求,是变压器能否长期安全运行的重要依据。变压器温升的大小直接影响变压器的寿命,影响变压器绝缘的老化进程。国家标准规定油浸电力变压器绕组的平均温升不超过其年平均温度规定值65K,否则绝缘寿命就会缩短。变压器在做绕组的温升试验及计算时,只能得出绕组的平均温升,而绕组的最热点比平均温升一般高出10℃～15℃。     

绕包干式变压器最热点温升及绝缘老化的探讨

叙述了计算绕包干式变压器绕组温升分布和确定绕组最热点温升的方法,并对其绝缘热老化的机理和老化速度进行了探讨。     

过负载启动对牵引变压器热点动态温升的影响

高速铁路供电系统中,牵引负荷作用下的电力设备劣化更为复杂,其中极端工况下变压器热点温升更具特殊性。为了研究不同负载下牵引变压器启动时热点动态温升规律与相关计算参数的变化,该文建立了变压器温升模拟平台与变压器三维数值仿真模型相结合的研究平台;基于研究平台,以仿真代替全负载下温升试验获得了不同负载系数下的温升数据,并探究了过负载对过冲现象的影响;根据仿真结果对顶层油时间常数、绕组时间常数与热点温升速率进行了分析,扩展IEC 70067-7温升时间常数额定值计算式并与之对比讨论。研究表明:当负载系数增大时,温升时间常数均随之减小,且近似成反比例函数关系;过负载下,IEC70067-7温升时间常数计算式与实测数据有明显差距,从而导致温升速率与实际值不同;在温升初期,顶层油温存在滞后,热点温升速率随负载系数的变化大于相应时间常数的变化。     

油浸式电力变压器绝缘寿命在线评估技术研究

针对ANSI/IEEEC57.91和IEC 354.9导则中推荐的绕组热点温度预测方法存在物理上难以解释和预测的绕组热点温度低于实测值的问题,研究了基于热平衡及热吸收原理的温升计算方法,建立了基于底层油温的热点温度预测模型。利用在绕组电磁线安装光纤光栅传感器的ONAN,10±5%/0.4 kV的配电变压器进行热点温度试验。试验结果表明,该方法在线预测变压器热点温度有效可行。最后在绕组热点温度计算的基础上,建立了绝缘寿命损失模型,实现变压器绝缘寿命在线预测,为油浸式变压器运维决策提供参考。     

谐波对变压器绝缘老化的影响分析

变压器作为必要的变电设备,其安全经济运行至关重要.为研究谐波对变压器绝缘老化的影响,从理论上分析最热点温度与谐波含量的关系,及最热点温度对变压器热老化率、老化加速因子及剩余寿命3个指标的影响,通过仿真分别绘制了自然油循环、强迫油循环、强迫油循环导向3种冷却方式下变压器热老化率、绝缘老化加速因子、剩余寿命与谐波电流总畸变...     

地铁牵引整流变压器系统参数设计研究

利用谐波损耗和热点温度计算方法,研究了地铁牵引整流变压器绕组温升和额定容量的工程设计计算。     

变压器风险评价中的绝缘寿命损失研究

电力变压器作为电力系统中最重要的设备,保证其长时间的安全稳定运行至关重要。影响变压器绝缘寿命最关键的因素是热点温度。利用Susa模型在Matlab/Simulink环境下建立了变压器热点温度的仿真模型,模拟了变负载情况下变压器内部温度的变化情况。基于该热点温度计算模型与等值老化模型对变压器一天内的绝缘寿命损失进行了评估,利用该方法能够实现对变压器实际运行寿命的预测。     

基于隐马尔科夫模型的牵引变压器油纸绝缘剩余寿命预测

为考虑动车组车载牵引变压器油纸绝缘老化状态对剩余寿命的影响,本文采用油中溶解气体含量作为反映油纸绝缘老化的特征参量,由于油纸绝缘老化过程中具有动态特性,依据油纸绝缘老化状态与特征参量之间对应的隐藏状态与观测状态建立隐马尔科夫模型。首先通过贝叶斯信息准则确定隐藏状态数目,利用k-Means算法对观测序列进行聚类处理。在此基础上,利用Viterbi算法对观测序列进行状态识别进而确定油纸绝缘老化状态,最后结合比例风险模型确定可靠度函数。通过CRH2型动车组车载牵引变压器油中溶解气体在线监测数据验证模型的准确性,最终得到油纸绝缘的剩余寿命与实际寿命基本相符,从而可为后续制定牵引变压器维修策略提供理论参考。     

“内模式”传感器在变压器温升监测中的应用

牵引变压器的温升是变压器运行中的一个重要参数,该参数直接关系到主变压器运行的健康与安全。为了有效监测主变压器的温升,实现变压器冷却系统的优化控制,提出了一种基于支持向量机"内模式"传感器在线监测主变压器温升的方法。在一定程度上解决了牵引主变压器依靠传统方法测量温度,准确度差且不能在线实时检测温升的不足。通过现场主变实际运行的电气参数,由支持向量机算法建立的传感器,经训练后输出主变的温升数值。实验结果表明,该方法能够较准确在线检测主变压器的温升,对优化控制冷却系统,估计线圈绕组绝缘剩余寿命,保证主变安全运行,有较好的工程应用前景。     

树脂浇注干式变压器温度场分布的计算分析

为更准确地掌握树脂浇注干式变压器的内部温度场分布,为变压器的绝缘寿命评估提供依据,在分析变压器产热散热机理及导热途径的基础上,依据干式变压器的实际对流传热和热辐射特性及温度场计算的流固耦合模型,在多物理场仿真软件COMSOL中实现了树脂浇注干式变压器温度场分布的建模计算,得到了干式变压器铁心和绕组的温度分布。同时将计算结果与干式变压器温升试验实测数据进行了对比,两者吻合较好,误差±5.5%,说明了计算结果的正确性。此外,计算结果表明:干式变压器绕组和铁心底部到顶部的温度分布呈现低—高—低走势,绕组热点位于低压绕组轴向约85%处,为变压器绝缘最薄弱点;绕组温度分布与负载大小关系有限,热点位置相对固定。