应用马尔科夫模型评估电力变压器可靠性

为对电力变压器进行可靠性评估,首次提出了基于马尔科夫过程的电力变压器可靠性评估模型。该法将变压器所处的使用状态分为正常运行、绕组故障、预防性试验等11种状态,针对变压器可靠性指标统计数据,结合马尔科夫过程,同时运用频率和持续时间法,建立了综合的变压器可靠性评估模型。通过对变压器可能所处的各个状态概率和其它一些可靠性指标的计算,验证了该模型的正确性。基于马尔科夫过程的电力变压器可靠性评估模型能较准确客观地对变压器可靠性进行量化评估,并且计算简单,具有较强的可操作性,所提出的评估方法为全面分析变压器状态从而制定变压器维护维修策略提供了理论支持。     

变压器油中酸与抗氧化剂协同作用对油硫腐蚀的影响

为了研究变压器油中酸与抗氧化剂2,6-di-tert-butyl-p-cresol(DBPC)协同作用下对油硫腐蚀的影响,在含有腐蚀性硫化物DBDS的变压器油中加入抗氧化剂DBPC与两种不同类型的酸,并在氮气环境下对油纸绝缘进行加速热老化。老化后对铜绕组进行展开并观察铜条与绝缘纸表面的腐蚀沉积;采用气质联动仪(GC-MS)对油中剩余DBDS含量进行测量;利用Arrhenius方程计算酸作用下的腐蚀性硫化物腐蚀铜绕组的活化能。结果表明:酸能加剧铜表面的油硫腐蚀程度;抗氧化剂DBPC在一定程度上能减缓铜表面的腐蚀,氮气环境下绝缘纸表面几乎不存在沉积物。采用Arrhenius方程计算得到油硫腐蚀铜绕组所需的活化能为88.37 k J/mol,酸作用下油硫腐蚀铜绕组所需的活化能相比下降了30.64%。酸的存在使得腐蚀性硫化物腐蚀铜的化学反应更易进行。     

变压器油纸绝缘频域介电特征量与绝缘老化状态的关系

为了更好地将频域介电谱技术用于无损诊断变压器油纸绝缘老化状态,通过频域介电谱测试了不同老化程度油纸绝缘试品的频域介电特征量。研究了油纸绝缘试品的相对介电常数、介质损耗因数、电容、体积电导率与频率和绝缘纸老化状态的关系,在分析温度对油纸绝缘试品频域介电特征量影响规律的同时,提出了求解油浸绝缘纸活化能的新方法。结果表明:油纸绝缘试品在10 3～100Hz的频域介电特征量能反映其老化状态;不同老化程度油纸绝缘的电容C(DPt)或相对介电常数r(DPt)在10 3Hz、10 2Hz、10 1Hz的值分别与绝缘纸聚合度差值(DP0 DPt)存在二次多项式函数关系;利用油纸绝缘试品tan曲线求解出的油浸绝缘纸(DP=880)活化能为96.65kJ/mol,利用"频温平移因子"可将已知测试温度下的频域介电特征量推广到未知温度,解决了测试温度不同对FDS结果带来的影响。     

基于离散隐式马尔科夫模型的局部放电模式识别

利用绝缘试品在升、降压过程中的视在放电量-施加电压序列作为局部放电特征量,并将离散隐式马尔科夫模型分类器引入局部放电模式识别的研究中。该算法首先利用矢量量化方法通过对码本生成样本集进行LBG编码构造码本,并分别对各类放电的训练和测试样本分配码本索引序列。在分类器的训练阶段,输入训练样本序列训练得到每类放电的离散隐式马尔科夫模型。在测试阶段,计算每类离散隐式马尔科夫模型输出测试样本序列的概率,取最大概率对应的模型序号作为识别结果。对5类放电的150个样本的识别结果表明,离散隐式马尔科夫模型具有识别率高、易扩展的优点。     

直流和工频电压下油浸纸绝缘系统空间电荷特性的差异

绝缘材料在交流电压下的空间电荷特性和直流电压下的空间电荷特性同等重要。输电系统中交流变压器的数量巨大,变压器内绝缘用油纸绝缘材料在交流电压下的空间电荷特性如何,尚未见研究报道。首先采用直流电声脉冲测试系统研究了油浸绝缘纸在正/负极性直流场强下的空间电荷特性,然后采用改进的基于电声脉冲法的空间电荷测试系统研究了油浸绝缘纸在工频电压下的空间电荷特性。结果表明:电场极性对油浸绝缘纸内部的空间电荷分布有决定性影响,在正极性直流场强下,积聚在靠近铝板电极侧绝缘纸-绝缘纸界面处的电荷极性是正极性,而在负极性直流场强下,其是负极性;在工频加压的正半周,铝板电极处的电荷极性为负,而在工频加压的负半周,铝板电极处的电荷极性为正,90和270相位下油浸绝缘纸内部界面处积聚的电荷极性相反;与直流电压下相比,工频电压下油浸绝缘纸内部积聚的电荷显著减少。     

交联聚乙烯电缆局部放电灰度图像的模式识别

局部放电模式识别是判断电气设备绝缘状况的重要方法之一。分形理论在局部放电特征的提取上是一种行之有效的方法,通过构造交联聚乙烯(XLPE)电缆局部放电信号的灰度图像,采用逐段搜索确定无标度区域,并采用盒维数与信息维数为特征量作为人工神经网络的输入,对局部放电缺陷进行模式识别。研究表明分形特征在局部放电模式识别上具有良好的效果。     

采用修正Cole-Cole模型提取油纸绝缘频域介电谱的特征参量方法

为了定量描述变压器油纸绝缘频域介电谱(frequency domain spectroscopy,FDS)随温度、水分、老化程度等绝缘状态的变化关系,引入了修正Cole-Cole模型研究油纸绝缘的FDS特性,提出采用该模型参量作为油纸绝缘FDS的特征参量,以反映其绝缘性能,并给出了模型的初始值设定方法及优化目标函数。在不同温度下采用三电极测量了油纸绝缘试品的频域介电谱特性,提取了模型的参量并分析其变化规律。结果表明,在10-3～103 Hz频率范围,可以采用单弛豫时间常数的修正Cole-Cole模型来描述油纸绝缘的频域介电谱,该模型将频域介电响应分解为弛豫、直流电导和跳跃电导3个分量的叠加。温度主要影响弛豫分量和直流电导分量,且上述两个分量所对应的时间常量τ和直流电导率σdc随温度变化满足Arrhenius方程。     

纳米Al_2O_3掺杂对绝缘纸热老化电气特性的影响

为探究纳米Al_2O_3掺杂对纤维素绝缘纸热老化条件下电气特性的影响,在实验室制备了纳米Al_2O_3掺杂质量分数为2%的复合绝缘纸和普通绝缘纸手抄片,浸油后形成油纸复合绝缘样品,并在130℃老化箱中开展加速热老化试验。试验测试了不同老化阶段纳米复合纸与普通纸的电气参数及油纸老化产物,研究了纳米Al_2O_3掺杂提升绝缘纸电气性能的机理,并分析得到了老化过程对绝缘纸电气性能的影响规律。研究结果表明:掺杂纳米Al_2O_3的复合绝缘纸具有较好的交直流电气特性和抗热老化性能,认为纳米Al_2O_3的"介电双层"结构有效减弱了绝缘纸内界面极化和转向极化,降低了绝缘纸的相对介电常数及介质损耗。纳米Al_2O_3掺杂可以有效降低绝缘纸中载流子迁移率,增大其体积电阻率。Al_2O_3的高热导率及其与纤维素间的连接作用增大了绝缘纸热导率,加速了绝缘纸内热量扩散,提升了绝缘纸抗热老化性能。     

重庆地区雷电流幅值变化特征分析

雷电流幅值及其特性是雷电科学研究的重要基础数据。为此利用闪电定位系统监测到的重庆区域内地闪资料(1999～2008年),统计分析了重庆地区1999～2003年、2003～2008年正闪和负闪雷电流幅值的时间变化和空间分布变化特征。结果表明:正(负)闪雷电流幅值在2003～2008年明显高于1999～2003年,其中秋季增幅最大,冬季相对比例增加最大;相对于1999～2003年,春季和夏季雷电流幅值在东部地区减少,西部增加显著;秋季各地区都呈现一致增加趋势(仅渝中区正闪略有减少);冬季在位于重庆市主城区及其偏东区域,1999～2003年未发生闪电,而2003～2008年闪电明显增加,东部地区正闪呈现增加趋势,负闪呈现减少趋势。在此基础上,获得了1999～2003年和2003～2008年雷电流幅值的累积概率分布方程,客观反映了重庆地区雷电流幅值变化规律。     

采用分子模拟法分析变压器油纸绝缘材料的相互作用

油纸绝缘是变压器的重要绝缘方式,油纸的相互作用和影响对其复合绝缘状态有着重要的影响.为此,利用分子动力学方法,对变压器油纸材料的相互作用和影响进行了研究.通过计算发现,油与绝缘纸的主要成分纤维素的相互作用从大到小依次为纤维素Iβ晶体的(110)表面、(1-10)表面和纤维素无定形区的表面.通过对油和纤维素的相互作用能的...