受潮程度对变压器用NOMEX绝缘纸频域特性的影响

NOMEX绝缘纸作为一种新型的合成纤维绝缘纸,与传统纤维素绝缘纸相比具有优良的电气性能与理化性能。为了验证频域介电谱(FDS)对NOMEX绝缘纸-矿物油变压器绝缘状态评估的可靠性,对不同受潮状态下普通纤维素纸-油组合绝缘和NOMEX绝缘纸-油组合绝缘的FDS特性进行了测试与分析。结果表明,随着受潮程度的加深,普通纤维素纸-油绝缘和NOMEX绝缘纸-油绝缘FDS特征参数的变化趋势相似;NOMEX纸的亲水性相对于普通纤维素绝缘纸较弱,且频域特性受水分影响更小;在特征频率点下,两种油纸绝缘的复介电常数与其水分含量间均表现出较优的线性关系,水分对两种油纸绝缘介电特性的影响规律类似。     

采用改进Davidson-Cole介电模型的变压器油纸绝缘状态分析

为利用频域介电谱准确分析变压器油纸绝缘状态,引入考虑直流电导率与跳跃电导率的改进DavidsonCole介电模型。运用测量的频域介电谱数据参数化改进Davidson-Cole介电模型,将其转化为非线性优化问题。选用混合蛙跳优化算法对改进Davidson-Cole介电模型参数进行辨识,得到了弛豫时间τ、圆弧不对称度β和直流电导率σ_(dc)等特征参数。研究了老化与受潮对油纸绝缘试样的改进Davidson-Cole模型参数的影响特性,结果表明β与糠醛含量、σ_(dc)与水分含量有着良好的指数关系;τ与糠醛含量、水分含量有着良好的对数关系。通过线性拟合获得了糠醛含量、水分含量与模型参数的量化关系式,其拟合优度较高,因此可利用改进Davidson-Cole模型定量评估变压器油纸绝缘状态。     

老化对变压器用NOMEX绝缘纸FDS特性的影响

NOMEX绝缘纸比传统纤维素绝缘纸有更好的理化特性与电气稳定性,在变压器中应用广泛。为了研究普通纤维素纸-油绝缘和NOMEX绝缘纸-油绝缘的老化状态对其频域介电谱(FDS)特性的影响规律,基于FDS测试原理,对两种油纸绝缘老化后的FDS特性与物化参数进行了测试分析。结果表明,普通纤维素纸-油绝缘和NOMEX纸-油绝缘随老化程度加深的变化规律存在较大区别,NOMEX绝缘的复介电常数ε*和介质损耗因数tanδ均随老化天数的推移而逐步递增,但增幅较小,其频域参数受老化影响较微弱;普通纤维素纸绝缘老化后的微水含量与酸值均高于NOMEX纸绝缘;两种油纸绝缘在测试频率f=10-4 Hz下的tanδ与油中酸值分别呈幂函数与线性关系,FDS可用于评估NOMEX纸-油绝缘的老化状态。     

评估变压器油纸绝缘受潮的电压响应方法研究

回复电压法能有效诊断变压器油纸绝缘的状态,但测量时间过长,由此提出通过单次加压建立的极化在不同去极化时间段内的电压响应特性进行绝缘诊断的方法,省去多次加压的过程,节省了测量时间;实验研究了不同受潮状态的变压器油纸绝缘介质在不同去极化时间段的电压响应特性,结果表明,充电2000s后首次放电0.1s的电压响应初始斜率随绝缘受潮程度的增加而增大,可作为评估其受潮状态的特征量;同时通过频域分析仪测得介质的直流电导率,将其与根据首次放电初始斜率计算获得的极化电导率进行对比分析,进一步验证了该特征量的有效性。本文提出的测量方法为应用电压响应法现场快速诊断变压器油纸绝缘的受潮状态提供了一种新的研究思路。     

基于复介电常数实部变化率的油纸绝缘受潮状态研究

为更准确的利用频域介电特征量评估对变压器油纸绝缘受潮状态,本文提出了复介电常数实部在f=10-4 Hz时变化率的绝对值|k|作为表征油纸受潮程度的频域特征参量。实验研究了不同水分含量的油纸绝缘试品复介电常数及|k|的变化规律,研究结果表明：随着绝缘纸水分含量的上升,油纸试品的复介电常数虚部在测试频段内逐步增大,实部曲线呈向高频段平移趋势,且低频段复介电常数实部变化幅度随水分含量的上升而增大。通过实测ε′-f曲线拟合,计算得到了不同含水量油纸试品的|k|,拟合发现|k|与油纸水分含量间有着较优的指数函数关系,可用于油纸绝缘受潮程度的定量评估,最后通过实验实例,验证了特征参量|k|评估油纸绝缘受潮程度的可行性。     

基于Debye介电模型参数辨识的油纸绝缘状态评估

油纸绝缘受潮会加速变压器绝缘老化,有效评估其受潮状态是保障变压器安全稳定运行的重要手段,利用频域介电谱法可有效分析复介电常数实部ε′的变化率与水分含量M的映射关系。选用ε′-f曲线在f=10-4 Hz频率点处的斜率L作为受潮评估特征参量,利用频域介电谱测试数据建立Debye介电模型参数辨识的数学模型,并采用细菌觅食算法进行参数辨识。基于辨识数据计算出L值,并给出了L与水分含量M的拟合关系式。结果表明,L与水分含量M间存在着较优的对数关系,可作为评估油纸绝缘受潮程度的有效特征参量。研究成果可为油纸绝缘受潮的现场诊断与状态评估提供参考。