基于Fisher判别法的油纸绝缘老化阶段识别

本文首次将判别分析法用于油纸绝缘老化程度的识别,提出了一种基于Fisher 判别法和多个局部放电特征参量的油纸绝缘老化程度识别方法.以30个老化特征向量为经验样本,构造判别函数,将十一维特征向量映射到二维平面上,通过对其他30个样本进行老化程度的判别分析,结果表明采用Fisher判别函数能够对新样本的绝缘状态作出合理的判断.     

油纸绝缘热老化特征参量的多元统计分析

为了得到聚合度与老化特征参量的内在关系,首先对由克拉玛依#25变压器油与普通变压器绝缘纸组成的油纸绝缘试品在90、110和130°C下开展加速热老化实验,并定期取样测量绝缘纸聚合度和油中糠醛体积分数、油中溶解气体体积分数、油中微水质量分数及油中酸值等老化特征参量。然后,引入多元统计分析学中的逐步回归分析和因子分析方法对油纸绝缘热老化的各种特征参量进行了分析。对实验数据的逐步回归分析结果表明,油中糠醛体积分数的对数值与表征油纸绝缘老化状态的绝缘纸聚合度具有较好的线性关系,油中酸值次之,其他老化特征参量与聚合度没有明显的线性关系。因子分析结果表明油纸绝缘热老化特征参量可以压缩为2个主成分因子,新的主成分因子不仅物理意义明确,而且均与绝缘纸聚合度有较好的指数关系。     

油纸绝缘老化阶段的多元统计分析

引入统计学的多元分析方法对油纸绝缘进行诊断,研究油纸绝缘材料老化程度的识别问题.在初步确定油纸绝缘试品的电热因子寿命模型基础上,选择合理的老化条件,同时对多个试品进行电-热联合老化,以局部放电为监测手段,选取出11个在老化前后有明显变化的特征参量作为老化特征值进行多元统计聚类和判别分析.以30个老化特征向量为经验样本,构造判别函数,将11维特征向量映射到2维平面上,通过对其它30个样本进行老化程度的判别分析,结果表明采用判别函数能够对新样本的绝缘状态作出合理的判断.     

基于随机森林的油纸绝缘老化阶段评估

为了更准确地评估变压器油纸绝缘老化阶段,提出了一种基于EMD-SVD特征和随机森林分类器相结合的识别方法。搭建实验平台采集得到气隙缺陷样本的不同热老化阶段局部放电信号,去噪处理后对信号进行EMD-SVD特征提取得到相应局部放电信号特征量,并分别利用随机森林分类器与传统分类器BP神经网络和支持向量机对EMD-SVD特征进行分类识别。结果显示随机森林分类器识别效果优于传统分类器,对于提取的油纸绝缘局部放电信号EMD-SVD特征,随机森林分类器分类能力更强。分析表明首次将EMD-SVD特征与随机森林分类器相结合应用在油纸绝缘热老化阶段识别方面能够取得更好的效果。     

水分对油纸绝缘热老化速率及热老化特征参量的影响

本文设计了在110℃和130℃下初始含水量分别为1%、3%、5%的绝缘纸试品在变压器油中的老化试验。系统地研究了不同初始含水量对油纸绝缘热老化速率的影响,分析对比了老化过程中的绝缘纸聚合度、纸中含水量、油中含水量、油中糠醛含量、油中酸值等老化特征参量的变化趋势。研究结果表明:初始含水量从1%增长到3%的绝缘纸平均降解速率的增长率比初始含水量从3%增长到5%时大得多,且从3%增长到5%时降解速率的增长率已经很小,有趋于饱和的趋势;老化过程中油中水分与纸中水分均是波动的,二者的波动幅度有较好的正相关关系,且二者整体上波动趋势的关系与初始含水量有关;水分含量及其变化趋势能影响老化过程中糠醛、酸等老化特征产物的变化趋势。因此本文提出应根据整个老化过程中油、纸二者水分含量整体上波动趋势的关系及波动幅度的大小来对变压器油纸绝缘进行状态评估及受潮分析,并建议在根据传统的油中糠醛、酸值等老化特征参量来对油纸绝缘进行状态评估及故障诊断时需充分考虑水分的影响。     

变压器油纸绝缘热老化特性及特征量研究

对25#变压器矿物油、以BIOTEMP为代表的植物绝缘油、普通牛皮纸和热稳定绝缘纸材料构成的油纸绝缘试品进行了加速热老化实验,对老化过程中绝缘纸的聚合度变化规律及老化特性进行了对比分析,并对油中水分、糠醛含量这两个重要的老化特征参量的变化规律及其与聚合度的相关性关系进行了研究。研究的主要目的是探索新型绝缘材料的老化特性,为传统的老化特征参量应用于新型油纸复合绝缘材料构成的变压器老化诊断提供依据,并为拓展变压器寿命预测理论奠定基础。     

基于多特征指标综合评价的油纸绝缘热老化程度研究

对变压器绝缘油进行了40天的加速热老化实验,实验过程中定期测量聚合度、糠醛、总烃与一氧化碳等特征量参数。将聚合度作为变压器绝缘老化评价标准,并通过拟合的方法确定糠醛、一氧化碳和总烃(甲烷、乙烷、乙烯和)与聚合度数值上的相关关系式。引用多指标综合评价的方法,将时间、温度、糠醛、一氧化碳和总烃作为评价指标,综合各个关系式获得聚合度数值。结果表明:多个特征量的引入保证了老化判据聚合度的准确性,同时具有不停机在线测量的优点。     

表征变压器油纸绝缘热老化程度的特征量研究

老化程度诊断和寿命预测一直是变压器绝缘诊断中的难点。通过对油纸绝缘材料进行加速热老化试验,测量不同老化阶段各化学特征量的大小,分析其随老化程度的变化规律,研究各特征量之间的关联性,最终提出一种基于特征量变化趋势的老化程度诊断方法。结果表明:随着老化程度的加深,纸的聚合度不断降低,油中糠醛、CO、CO_2、CH_4、C_2H_4、C_2H_6含量不断增加,且各特征量变化表现出特定的趋势,根据该趋势可对油纸绝缘老化程度进行初步判断,为进一步开展变压器油纸绝缘材料老化研究提供了理论和试验基础。     

电力变压器油纸绝缘热老化研究综述

综述了电力变压器油纸绝缘老化的研究现状,剖析了影响变压器油纸绝缘老化的各种因素。分析了变压器油纸绝缘热老化特征产物及规律,强调了水分对变压器油纸绝缘热老化的影响。分别总结了变压器油纸绝缘热老化的理化和电气特征量,并从微观形貌和分子动力学模拟层面探索绝缘纸内部纤维素的断链机理,从而讨论各种因素对绝缘热老化的影响机制。最后提出了电力变压器绝缘热老化领域后续关注的问题。     

植物油纸绝缘加速热老化特性研究

开展植物油纸绝缘加速热老化实验,制备不同老化程度植物油纸绝缘样品,获取植物绝缘油酸值及含水量、绝缘纸含水量、聚合度等老化特性,研究植物油纸绝缘中热老化特性的变化规律。     

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。     

单酯绝缘油纸绝缘系统的热老化特性研究

分别在老化温度为130℃及140℃、氮气及空气密封条件下对绝缘纸与单酯类绝缘油、矿物绝缘油组成的油纸绝缘体系进行热老化试验,并对比两种绝缘体系的热老化特性。结果表明：油纸绝缘老化后,单酯绝缘油中的酸值及水分含量均高于矿物绝缘油;氮气氛围条件下,在140℃时,单酯绝缘油相对矿物绝缘油能较大幅度的延长绝缘纸的老化寿命,但在...     

基于热刺激电流的老化油纸绝缘极化特性研究

变压器油纸绝缘在长期服役过程中,受温度、电场、与机械应力的作用会发生老化,改变其极化特性并影响其绝缘寿命。首先对0~1000h老化(140℃)的油纸绝缘试样进行热刺激电流测试(thermally stimulated current,TSC),并利用全曲线法获得了各TSC峰的特征参数。其后结合TSC特征参数及微水与酸值测试结果,分析老化对油纸绝缘极化特性的影响。发现老化产物中的水、有机酸和杂质分子会导致油纸绝缘偶极子极化强度上升;纤维素的劣化会导致油纸绝缘界面极化效应增强;老化产物中的水和有机酸会引入大量载流子,降低电导势垒,增大油纸绝缘的电导。该文可深化对油纸绝缘极化特性和其相应机理的理解,并对电力变压器绝缘设计提供参考。     

油纸绝缘老化特征产物生成速率研究

变压器绝缘老化是影响电网稳定运行的重要因素之一。通过实验室加速老化试验并结合现场实际,对油纸绝缘的老化特性和机理进行研究,从而为变压器绝缘状态评估和寿命预测提供依据和参考。该文针对处于老化中后期不同初始老化程度的油纸绝缘,在80和130 ℃下对老化特性进行研究,得到各老化程度特征产物随老化时间的变化关系,并对老化特征产物的生成速率进行分析。结果表明：在该文的试验条件下,处于老化中后期的油纸绝缘,在后期继续老化过程中特征产物的生成速率随油纸绝缘初始老化程度的增加并不呈现递增趋势,而是成近似指数递减关系,这与纤维素绝缘纸降解过程中断键(葡萄糖单体间糖苷键)速率的变化一致。     

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。     

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。     

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。     

基于等效电路参数特征量的油纸绝缘老化状态评估

针对油纸绝缘等效电路参数与绝缘老化机理内在关系的研究较少,通过对变压器油纸绝缘等效电路参数与老化状态之间的关系进行分析,提出了利用等效电路中极化支路的平均弛豫时间常数作为评估变压器油纸绝缘老化状态的特征量,该参数受绝缘系统几何结构影响较小。通过大量数据分析获得利用平均弛豫时间常数与油纸绝缘老化之间的规律:油纸绝缘老化越严重,则平均弛豫时间常数越小。最后利用变压器实例验证了该特征量评估绝缘老化状态的有效性,为评估变压器绝缘状态提供新的思路与方法。     

基于介电响应的植物油纸绝缘热老化特性研究

为研究植物油浸渍绝缘纸在热老化过程中的介电响应特性与老化程度的关系,制备了植物油纸绝缘试样并对其进行加速热老化试验,在不同的老化阶段对试样进行聚合度测量和介电响应测试,分析其介电响应的变化规律,并提取不同老化阶段介电响应的多个特征量。然后对特征量进行主成分分析(PCA),得到一维特征量(X1),并与聚合度建立关系。结果表明:随着热老化的进行,吸收电流和电导电流均随老化程度的加深逐渐增大,在工频附近,油纸的介质损耗因数也随老化程度的加深而增大;所获得的一维特征量(X1)与聚合度的相关性高,为绝缘纸聚合度的测量提供一种新思路。