应用极化/去极化电流法评估变压器油纸绝缘水分含量

时域介质响应法作为评估变压器绝缘状态的新方法,目前尚无公认的时域特征量能很好地表征油纸绝缘的极化特性。基于极化/去极化电流法提出了新的时域介质响应法的特征量--极化电导率,建立了时域电导模型。搭建了油纸绝缘极化电导率的实验平台,测试了不同温度和水分条件下油纸绝缘的极化电导率并应用最小二乘法对时域电导模型参数进行了拟合。实验结果表明:极化电导率随温度和水分的增加而增大,时域电导模型能较好地反映油纸绝缘在不同温度和水分条件下的极化特性。根据时域电导模型参数直流电导率提出了评估油纸绝缘水分含量的方法并进行了验证,为诊断变压器油纸绝缘水分含量提供了有益参考。     

变压器老化评估的极化去极化电流分析法

比较了各种变压器绝缘老化评估方法,介绍了一种新的变压器老化评估的方法--极化去极化电流法.     

基于矩阵束算法的油纸绝缘变压器去极化电流等效电路参数辨识

为了深入研究油纸绝缘变压器老化特性与绝缘介质弛豫响应机理之间的关系,辨识出准确有效的等效电路参数尤其重要.针对现阶段等效电路参数辨识研究中存在的诸多问题,结合矩阵束算法提出一种扩展德拜模型等效电路参数唯一辨识的新方法.首先,根据极化去极化电流法的数据构建汉克尔矩阵并对其进行奇异值分解,再根据奇异值曲线中奇异值大小区分理...     

去极化电流解谱分析油纸绝缘等效电路参数研究

介质响应法可以有效地判断油纸绝缘的状态,保证变压器运行的可靠性,延长老旧变压器的使用寿命。变压器油纸绝缘等效电路参数的求解对于深入分析介质响应特征量随绝缘状态变化的规律有重要意义。基于去极化电流解谱的方法对等效电路参数的求解进行了改进。根据时域介电谱理论,估算出各条支路的时间常数,再逐条求出每条支路的极化电阻、极化电容。该方法计算简单,而且还体现了物理意义。最后,用该方法对三台变压器进行解谱分析,计算得到的等效电路参数和原参数的误差很小,验证了该方法的有效性和可行性。     

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。     

采用微分去极化电流法解析变压器油纸绝缘的介质响应函数

时域介质响应诊断技术是有效诊断变压器油纸绝缘状态的无损检测方法,而绝缘的介质响应数学模型是时域诊断研究的关键手段。针对原有模型未能准确反映介质的极化过程,现有建模方法无法确定极化过程包含的弛豫项数、未能准确地辨识模型参数等问题,根据电介质物理学的研究成果,将方根指数型衰减规律引入介质响应函数,以便其更贴近多种不同条件下的实验规律。同时,在建模中提出了微分去极化电流法,从而解决了一直以来受争议的弛豫项数问题,并实现了介质响应函数的解析。研究结果证明了利用微分去极化电流法建模的唯一性和准确性,为油纸绝缘的时域介质响应诊断提供了新思路。     

极化-去极化电流法诊断电缆绝缘

为实现对10 kV XLPE电缆的绝缘状态简便、快速的诊断,采用极化-去极化电流法(PDC)研究电缆绝缘状态。采用水针电极法对电缆样本进行加速水树老化,每隔一个月,取下部分电缆进行切片和显微观测,并对水树形态和尺寸进行统计,同时进行PDC检测。对检测结果进行时域向频域转换,计算低频下的介质损耗因数、电导率和非线性系数(DONL),分析参数随老化程度变化的趋势及规律。结果表明:PDC方法获取的低频介电响应谱和电导率能较好地判定电缆绝缘状态,DONL非线性系数能较好地分辨绝缘水树老化与受潮情况。     

稳定图法在极化等效电路参数辨识中的应用

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆绝缘等效电路模型的参数辨识是评估其绝缘老化状态的关键。针对现有等效电路参数辨识方法的局限性,该文提出了一种基于稳定图和状态空间模型(SSM)算法的扩展Debye等效电路模型参数计算方法。首先,利用去极化电流数据通过SSM算法生成稳定图;然后,由稳定图中稳定轴的数量确定弛豫支路数;最后,利用SSM准确地计算出等效电路的唯一参数。仿真结果表明,该方法抗噪声能力强、精度高,克服了传统方法存在的问题。实例验证了该方法的可行性和有效性。     

基于极化/去极化电流法的变压器油纸绝缘影响因素研究

极化/去极化电流法作为一种新的反映变压器油纸绝缘状态的新方法,但环境因素尤其是温度和水分对油纸绝缘极化/去极化电流曲线有严重影响.为表征温度和水分对油纸绝缘极化/去极化电流特性变化规律,对极化/去极化电流法进行了建模,搭建了实验室测试平台,测试了油纸绝缘系统在不同温度和水分含量条件下的极化/去极化电流特性.结果表明：极化/去极化电流随温度升高、水分增加而增大,参数σ和a与温度和水分密切相关,可以作为评估油纸绝缘的绝缘状态的特征量.     

基于电力电缆绝缘去极化电流的扩展Debye等效电路参数辨识

构建电力电缆绝缘等效电路模型是研究电力电缆绝缘老化状态评估的关键,其扩展Debye等效电路参数的辨识是此部分研究的一个难点。针对传统等效电路参数辨识方法的结果受各支路时间常数值影响大的问题,结合奇异熵和总体最小二乘-旋转矢量不变技术(TLS-ESPRIT)算法提出一种对电力电缆扩展Debye等效电路参数计算的新方法。首先,利用去极化电流构建奇异熵增量曲线,根据曲线的分布规律确定扩展Debye等效电路的极化支路数;然后借助TLS-ESPRIT算法得到各支路的时间常数和弛豫系数;最后计算出各极化等效支路的电阻、电容值。仿真和实测结果证明:所提方法可以有效确定扩展Debye等效电路的极化支路数,并且可以唯一计算出各极化等效支路的时间常数和弛豫系数,其计算结果不受各支路时间常数值的影响。     

基于极化–去极化电流法的变压器油纸绝缘低频介质损耗特性分析

目前极化-去极化电流(polarization and depolarization current,PDC)法被用来替代频域介电谱(frequency domain spectroscopy, FDS)法获取变压器油纸绝缘在低频下的诊断信息,以实现有效的频域诊断并节省测试时间。为了研究基于PDC法对油纸绝缘的频域诊断,制作了不同热老化程度和不同含水量的油纸绝缘模型,并基于PDC的时频变换分析了其低频损耗特性。油纸绝缘的低频介质损耗因数被分为电导损耗因数(tanδ_(conductance))和总极化损耗因数(tanδ_(total-pol))两部分,其中总极化损耗因数包括偶极子极化损耗因数(tanδ_(dipole-pol))和界面极化损耗因数(tanδ_(interface-pol))。结果表明:随着热老化时间的增加,油纸绝缘模型的tanδ_(conductance)曲线和tanδ_(total-pol)曲线均有所上移;而随着含水量的增加,油纸绝缘模型的tanδ_(conductance)曲线大幅上移,tanδ_(total-pol)也有所增加且tanδ_(interface-pol)增加相比于tanδ_(dipole-pol)增加更为明显。这说明热老化同时影响了油纸绝缘的电导损耗和极化损耗;而水分则大幅增强油纸绝缘的电导损耗并使得界面极化损耗也有所增加。最后,通过对比实际变压器低频损耗的分析结果和预防性试验结果证明了利用PDC对油纸绝缘低频损耗特性进行分析的有效性。     

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。     

基于去极化电流法的变压器油纸绝缘状态

变压器油纸绝缘作为典型的复合电介质在老化过程中,其介电特性将发生显著的变化。本文为了研究油纸绝缘老化的介电响应特征量,设计了一套模拟变压器油纸绝缘老化的实验装置,研究了在加速电老化过程中,不同老化阶段的油纸绝缘的去极化电流,并利用傅立叶红外光谱分析了老化过程中油的化学组分的变化,作为对电老化程度的验证。研究结果表明,去极化电流的Debye等效电路模型能有效分析变压器油纸绝缘的老化状态,分析表明电路模型中最大和最小时间常数所对应的电阻R和电容C可作为老化特征量,其中最大时间常数所对应的Rmax、Cmax反应了绝缘油的老化情况,而最小时间常数对应的Rmin、Cmin反应了绝缘纸的老化情况。     

极化去极化电流法极化参量对电力电容器绝缘状态的影响

电力电容器用途广泛,是电力系统中重要的一次设备。针对目前电力电容器绝缘状态检测欠缺成熟高效的手段,提出一种基于极化去极化电流法来检测电力电容器的绝缘状态,并分析极化去极化电流法中极化电压和极化时间对绝缘状态判断的影响。首先阐述了极化去极化电流法的基本原理,其次利用测试的极化去极化电流推导出决定电容器绝缘状态的两个特征参量,即直流电导率和0.1 Hz介损;再基于该方法理论,研究出在不同极化电压和不同极化去极化时间下,电力电容器极化、去极化电流都有不同程度的差异,但其绝缘状态参量直流电导率和0.1 Hz介损却没有发生显著的变化。通过研究说明利用极化去极化电流法能够无损检测电力电容器的绝缘状态。     

对称分量法在求解电力变压器非对称短路电流中的应用

对称分量法是电力系统中分析三相对称系统不对称运行的一种基本方法。介绍了对称分量法的基本原理,通过在电力系统的局部短路故障处引入三相不对称故障电压源的思路,并应用电路的戴维南等值定理以及叠加定理,建立了基于某一相的各序等值网络。通过对三种不对称短路故障边界条件的分析,制定了与故障类型相应的复合序网等值电路,大大方便了电力系统中非对称短路电流的求解。实例证明了对称分量法在求解电力变压器各绕组不对称短路电流过程的有效性。     

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。     

基于极化去极化电流法的水树老化XLPE电缆界面极化特性分析

为实现对水树老化交联聚乙烯(XLPE)电缆进行准确、快速的绝缘状态诊断,该文基于极化去极化电流法(PDC)研究水树老化电缆极化过程中电导电流的变化,分析因水树区域电导率与相对介电常数的变化导致的"水树-XLPE"界面极化特性。通过获取不同老化时间的电缆样本并进行了PDC测试,提取电缆样本的电导电流,分析"水树-XLPE"的界面极化特性及其对极化去极化电流测试的影响。研究结果表明:不同测试电压下水树老化电缆的电导率呈现出非线性,极化过程中老化样本的电导电流呈现出先增大后逐渐衰减至稳定值的趋势,且随着老化时间的增加,这一趋势也越明显。分析认为,测试过程中由于水树区域电导率与相对介电常数发生变化,导致"水树-XLPE"界面极化电流存在先增大后减小至稳定值的趋势,从老化电缆的极化去极化电流中提取的电导电流存在峰值,电缆水树老化程度越严重,这一峰值也越大。     

极化/去极化电流测试系统的设计及应用

极化/去极化电流(PDC)介电响应法是一种变压器油纸绝缘无损检测及寿命评估方法。以"特高压直流接入750 k V交流换流变压器研制"课题为背景,设计了一套极化/去极化电流测试系统,包含高压模块、开关模块、采集模块及终显模块的设计及选型。该法依据油纸绝缘的极化特性,测得极化/去极化电流,依托极化/去极化电流曲线的演变机制,评价变压器油纸绝缘劣化程度及寿命,从而综合诊断变压器的服役状态。     

基于极化/去极化电流法的油纸绝缘时域电导模型

时域介质响应法是一种评估变压器绝缘状态的新方法,然而目前尚无公认的时域特征量能很好地表征油纸绝缘的极化特性。基于极化/去极化电流法提出了新的时域介质响应法的特征量—极化电导率,并建立了时域电导模型。搭建了用来测试油纸绝缘极化电导率的实验平台,测试了不同温度下油纸绝缘的极化电导率,并计算了油浸纸的极化电导率。实验结果表明:油隙作为油纸绝缘极化特性的影响因素之一,在测试分析过程中应当予以考虑。极化电导率随温度升高而增大,充电时间一定时,极化电导率对数与温度倒数成线性关系。极化电导率能很好地表征油纸绝缘的极化特性,与频域响应法特征量—复介电常数的关系明确,为评估油纸绝缘状态提供了新的思路和有益参考。     

基于极化去极化电流法的冲击电容器油膜绝缘老化检测

利用极化去极化电流法(PDC)对冲击电容器油膜绝缘老化状态进行检测。介绍了该方法的理论依据,搭建了极化去极化电流测试平台,对未老化油膜以及不同老化程度的油膜进行了极化去极化电流的测试,得到了对应的极化去极化电流曲线、介质损耗以及直流电导率,分析了极化去极化电流曲线产生差异的原因。试验结果表明,通过对冲击电容器油膜的极化去极化电流进行分析,可以合理检测油膜的老化状态。