油纸绝缘场致动态参数对换流变端部电场计算结果的影响

换流变压器在运行时,油纸绝缘的介电参数受温度、场强影响处于动态变化中。然而传统工程设计通常忽略高温高场强的影响,将常温低电场下获得的材料参数用于电场计算。通过建立换流变阀侧绕组模型,利用不同温度、场强下油纸绝缘介电参数的实测数据进行仿真计算,对比研究常温低场强下的参数与实际运行温度、场强下的动态参数对电场分布的影响。研究结果表明：将定值参数用于计算电场较实际情况存在较大的设计裕度。     

高压直流换流变压器油纸绝缘线性与非线性电场分析

换流变压器油纸绝缘材料的电导率受电场强度与温度的影响呈非线性变化。为研究材料非线性对换流变压器极性反转电场分布的影响,对油纸绝缘电导率的非线性变化规律进行了数值拟合,利用RC等效电路进行了计算与分析,并运用Elec Net有限元软件对一台±400 k V换流变压器网侧和阀侧绕组端部电场进行了仿真。计算与仿真结果表明非线性材料极性反转完成时油中最大电场强度为线性材料的78%,但稳态时油中电场强度是线性情况下的36倍。电导率的电场强度非线性会均化由温度梯度带来的电场梯度。最后根据计算与仿真结果提出绝缘的改进方向。     

温度对复合电压下油纸绝缘电场分布的影响

为研究温度对复合电压下油纸绝缘电场分布的影响规律,该文在实验室中开展温度及含水率对油纸绝缘的电阻率及相对介电常数影响的试验研究,在此基础上通过仿真手段分析复合电压下油纸绝缘电场分布与温度的关系特性。试验结果表明,温度对油和浸油纸板的相对介电常数影响较小,但对电阻率的影响较大;随温度的升高油和浸油纸板的电阻率都呈指数规律下降,但两者的下降速度存在较大的差异;浸油纸板和油的电阻率随含水率增加均按指数规律下降。仿真结果表明,温度升高将导致纸中电场强度下降和油中电场强度上升,且水分平衡处于暂态过程时油纸绝缘中电场强度的变化幅值比稳态时的变化幅值大得多,交流含量越低该现象越明显。分析后得出结论,油和纸相对介电常数的比值随温度变化较小,而两者电阻率的比值随温度变化大,这是导致低交流含量的复合电压下温度对油纸绝缘电场分布有较大影响的主要原因。     

含水率对复合电场下油纸绝缘电场分布的影响

为研究含水率对换流变压器油纸绝缘电场分布的影响,以典型油纸绝缘结构为研究对象,首先根据典型油纸绝缘结构建立了其等效物理模型和电路模型,并得到了复合电场下电场分布的数学表达式。结合不同温度及含水率下变压器油和浸油纸板绝缘电阻率及相对介电常数的测量结果,通过仿真分析得出了复合电压作用下油纸绝缘中电场分布与含水率及交流含量的关系。研究结果表明,水分对复合电压作用下油纸绝缘的电场分布有着显著的影响,当水分达到平衡状态时随含水率的增加油中场强增强、浸油纸板中场强减弱;随着绝缘体系整体含水率的上升,油纸绝缘电场分布的变化呈加速趋势;水分对油纸绝缘电阻率的影响远高于其对相对介电常数的影响,从而导致水分对高直流分量复合电压下的油纸绝缘电场分布产生较大影响。     

温度对油纸绝缘结构的击穿特性影响的研究

本文为了研究油纸复合绝缘在不同电压作用下的电场分布,建立了简化的油纸绝缘结构模型,利用有限元分析法对电场分布进行分析,总结油纸复合绝缘在不同电压作用下的电场分布规律及影响因素,对在不同温度及多种试验电压形式下油纸绝缘结构的击穿特性进行试验.结果表明虽然影响油纸结构击穿特性的因素较多,比较复杂,但也有一定的规律性.油纸绝缘结构的击穿问题是变压器故障的主要原因,该研究可为变压器的绝缘设计制造提供理论根据.     

温度对油纸绝缘结构的击穿特性影响的研究

本文为了研究油纸复合绝缘在不同电压作用下的电场分布,建立了简化的油纸绝缘结构模型,利用有限元分析法对电场分布进行分析,总结油纸复合绝缘在不同电压作用下的电场分布规律及影响因素,对在不同温度及多种试验电压形式下油纸绝缘结构的击穿特性进行试验。结果表明虽然影响油纸结构击穿特性的因素较多,比较复杂,但也有一定的规律性。油纸绝缘结构的击穿问题是变压器故障的主要原因,该研究可为变压器的绝缘设计制造提供理论根据。     

换流变压器油纸绝缘水分对局部放电行为的影响综述

换流变压器是高压直流输电系统中的核心设备,起到连接交直流系统的关键作用。油纸绝缘作为换流变压器的主绝缘,其绝缘性能的优劣对整个输电系统具有重要意义。水分会由于绝缘老化和外部水分侵入等原因不可避免地存在于油纸绝缘系统中,不仅使绝缘本身的绝缘强度显著降低,还会吸附在绝缘纸表面,增加界面缺陷数量,畸变局部电场,严重时引发局部放电甚至绝缘失效,对油纸绝缘系统的可靠性和换流变压器的安全稳定运行都构成了极大的威胁。为此综合国内外研究现状,分析了换流变压器中的水分来源、存在状态和分布特点,探讨了油纸绝缘中水分平衡与迁移的内在机制和动态规律,总结了水分对油纸绝缘运行工况下电荷和局部放电特性的影响规律和作用机制,特别论述了油纸绝缘交界面处水分动态行为,指出运行工况下水分迁移的暂态过程对油纸绝缘界面电荷和局部放电的影响不容忽视。     

交直流复合电场–温度场下油纸绝缘内水分暂态分布规律研究EI北大核心CSCD

换流变压器的稳定运行是维护电网安全的重要保证,其主绝缘承受交直流复合电场-温度场的联合作用,内部水分暂态分布规律与传统模型不同。因此,该文构建复合电场-温度场下的单、双侧水分暂态扩散模型,修正油纸界面处水分的平衡条件,并进行相关的仿真与试验验证。首先,根据仿真结果可知,油浸纸板的厚度、活化能均会对油浸纸板内部水分暂态分布情况产生影响。在复合电场-温度场作用下,纸板内部水分扩散方向与电场方向有关,纸板微元内电阻率的分布直接影响水分的迁移速率;油浸纸板内部水分的迁移速率较仅受温度场作用时更快,且在油纸界面水分平衡时,纸板内部稳态含水率更高。同时,该文根据频域介电响应曲线的“二次平衡”规律发现,随着测试温度的升高,油纸绝缘模型内水分达到第一次稳态平衡时,油浸纸板内水分变化量逐渐增大,测试温度越高,水分变化量越明显;在相同大小的电场应力作用下,高温将对油纸绝缘模型内水分的第二次稳态平衡起到一定的促进作用。     

基于混合电场线性叠加原理的换流变压器内部电场分布规律研究

换流变压器是特高压直流输电系统中的关键设备,其阀侧承受着交直流复合电压。研究热老化对交直流电压在油纸绝缘内分布的影响,可为换流变压器油纸选型提供理论借鉴。选取了换流变压器常用的绝缘油和绝缘纸作为研究对象,并对2种不同油纸组合展开加速热老化试验,测量并分析试验过程中绝缘油和绝缘纸的介电常数和电阻率的变化规律,在此基础上通过油-绝缘纸-油有限元电场仿真模型分析,基于线性叠加原则,得到了交直流电压在热老化过程中的分布变化情况,表明热老化主要影响油纸中直流分量的分布,将显著提高油中的电场强度。     

换流变压器油纸绝缘复合电场击穿特性及其试验方法

为了查明换流变压器油纸绝缘在交流叠加直流电场下的击穿特性,利用交流、直流及交流叠加直流等复合电场,对油隙、浸油纸板和油纸复合绝缘进行了击穿试验研究。结果表明：油隙的击穿场强几乎不随交流电压分量变化;浸油纸板击穿场强随交流电压分量增加迅速下降;受浸油纸板击穿特性影响,油纸复合绝缘击穿场强随交流电压分量减小明显提高。说明油隙的击穿场强与交流电压分量基本无关,但浸油纸板的击穿场强受交流电压分量影响严重。依据试验结果,进一步对换流变压器交流和直流电压试验项目的有效性进行了讨论。经分析发现换流变压器主绝缘的油隙与浸油纸板在运行电压下出现的最高电压仍为交流叠加直流电压。交流和直流电压试验的电压幅值能够满足要求,但电压波形与承受的运行电压相差较大。认为交流电压试验考核油隙绝缘介电强度是有效的,而直流电压试验考核浸油纸板绝缘介电强度并不充分。     

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。     

变压器油纸绝缘套管受潮缺陷频域介电谱特征

已有研究表明,频域介电谱(FDS)对油纸绝缘受潮缺陷的检测比较灵敏。为了研究变压器油纸绝缘套管受潮缺陷的FDS特征,测试了受潮后套管模型不同静置时间下的介损电压特性和0.001 Hz～1 k Hz的介损频率特性。结果表明:在受潮初期,相同试验电压下介损随时间的变化呈现微弱增长趋势,但并不明显,相同时间下,介损随试验电压升高有所增长;在受潮中期,介损随时间的变化呈现明显增长趋势,并在120 h时介损达到峰值;在受潮末期,介损随着时间的增加呈现下降趋势,整个过程介损增量未超过规程规定值,可考虑降低规程规定值。在FDS的低频段0.001～0.01 Hz区间范围内可明显区分受潮套管和不受潮套管,1 m Hz介损特征尤其明显。因此建议套管出厂及运行增加FDS低频段测试,利用FDS低频段特征进行套管绝缘诊断。     

复合添加不同类型抗氧化剂对变压器油纸热老化性能的影响

随着超高压变压器负荷容量不断升级,如何提高变压器油在高温运行下的氧化安定性一直受到业内关注。为研究高温下不同类型抗氧化剂对变压器油纸理化性能的影响,向环烷基基础油、普通牛皮纸组成的绝缘体系中分别添加酚型抗氧剂T501、胺型抗氧剂T531、T501+T531混合物,在130 ℃下进行热老化实验,定期测定油样酸值、介质损耗因数、羰基指数和糠醛含量,同时检测绝缘纸聚合度并进行能量色散X射线谱（EDS）分析。结果表明:130 ℃下,抗氧化剂T501在变压器油老化前期抗氧化效果较好,随着老化时间的延长,氧化产物分解会加速油纸劣化;复合添加抗氧化剂T501与T531,油纸各项性能指标比较稳定,变压器油耐热稳定性增强。该结论可以为变压器油用耐高温型抗氧化剂的选择提供参考。     

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.     

油纸绝缘设备微水量的定性评估方法

针对目前极少有文献对极化去极化电流内部弛豫信息进行研究,提出了一种基于去极化电流微分谱线的峰谷点数来评估油纸绝缘系统微水含量的方法。利用极化去极化电流法获取去极化电流谱线,通过去极化电流微分谱线得到峰谷点数,以此作为诊断油纸绝缘系统微水含量的依据。研究发现,去极化电流微分谱线峰谷点数随油纸绝缘设备微水含量的增加而增加,因此运用峰谷点数可定性评估油纸绝缘设备微水含量,且峰谷点数越多,微水含量越严重。最终的理论结果与实际情况基本吻合,进一步验证了该方法的准确性和可行性。研究提出的理论和方法为今后评估油纸绝缘系统的微水含量提供了一种可靠而有力的分析手段。     

基于粗糙集理论的变压器油纸绝缘状态评估

基于回复电压测试数据,运用粗糙集理论评估变压器绝缘状态,并建立变压器绝缘状态评估系统。首先选取回复电压法特征量和扩展德拜等效弛豫电路特征量作为评估特征量。其次利用模糊C均值聚类算法对评估特征量进行模糊划分并指标化,生成绝缘状态决策表。接着利用差别矩阵对绝缘状态决策表进行属性约简。最后,利用盲目删除值约简算法对已约简决策表进行属性值约简,得到完全约简的决策表,并在此基础上建立变压器绝缘状态评估的规则表。通过实例分析证明提出的评估方法能够有效地评估变压器内部绝缘状态。     

极性反转电压下油纸绝缘系统中电场分布

针对极性反转电压下油纸绝缘系统电场分布特点,分析油纸绝缘界面空间电荷积聚条件.建立油纸复合绝缘结构模型,利用有限元分析法计算不同参数极性反转电压下的电场分布.结果表明:在油纸绝缘系统中,如果油和纸的电容率之比与电导率之比相等,则在反转后瞬间就进入稳态,电场没有发生畸变;如果油和纸的电容率之比与电导率之比不相等,则在反转后瞬间,等位线的形状发生严重的扭曲和回环,并且用中的等位线突然变密,电场发生了严重的畸变,油中场强骤然增大.这是由于在油、纸交界面上存在界面空间电荷,且分布情况复杂.     

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。     

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。     

基于灰色关联分析和聚类云模型的变压器油纸绝缘状态评估

电力变压器复合油纸绝缘状态的准确诊断对电力系统安全稳定运行以及设备自身运维具有重要指导意义。针对油纸绝缘介电响应少数特征量评估和未考虑系统随机性导致评估不准确的问题,提出基于灰色关联分析(grey relational analysis, GRA)与聚类云模型的评估方法。首先,基于回复电压法和扩展德拜模型提取5个相关特征量,建立油纸绝缘状态评估体系。然后,针对多特征量在反映绝缘状态的敏感性差异,采用组合赋权法综合GRA和改进层次分析法,避免了数据信息丢失,使权重分配更加合理。最后,利用云模型雾化特性反映数据随机性,全面考虑评估指标等级分类边界的随机性和模糊性后构建了聚类云模型隶属度选择器。通过多台不同糠醛含量变压器实测数据进行验证表明,该评估方法不仅能够准确反映变压器实际绝缘状态,而且能体现其劣化趋势,为检修策略的制定提供参考依据。