交直流复合电压中直流分量对油纸绝缘针板缺陷局部放电特性的影响

换流变压器阀侧绕组绝缘承受交直流复合电压的作用,其中直流电压分量对油纸绝缘的影响相比纯交流电压更为复杂。针对复合电压中直流分量对极不均匀电场下油纸绝缘局部放电特性的影响,采用基于脉冲电流法的局部放电测量系统,着重对比了不同直流分量交直流复合电压下油纸绝缘针板缺陷在起始放电和预击穿阶段的局部放电特性。实验结果表明:直流电场作用下的空间电荷积聚形成的反向电场使得起始放电电压和击穿电压随着直流分量的升高而逐渐增大;在整个局部放电发展过程中,直流分量增加时放电脉冲重复率与放电量会降低,而平均脉冲等效时间和等效频率与直流分量间没有表现出直接关系;随着直流分量的增加,局部放电分布相位开始向正半周期移动。实验结果可作为含不同直流分量交直流复合电压下局部放电模式识别的参考。     

套管故障对变压器频响曲线影响的仿真研究

用频响法在线或离线进行变压器绕组变形检测时,套管状态对频响曲线的影响往往被忽略,不仅不利于绕组故障的判定,且容易造成事故隐患。为此,建立了一种新型变压器等效电路模型,利用软件仿真和数值计算相结合的方法得到了该模型的各项参数,并以频率响应分析法(FRA)为理论基础,通过在线和离线的方式,仿真研究了套管出现阻性、容性、阻/容性故障时变压器频响曲线的变化情况。结果表明:在频率为1 kHz~1 MHz时,变压器离线测试对套管阻性、容性、阻/容性故障并不敏感,基本不会造成频响曲线的改变和绕组的误判;而在线测试时,套管的容性和阻/容性故障皆会造成频响曲线的改变,且在整个频段中套管电容的大小与频响曲线的幅值高低呈正相关,该现象在频率为10~40 kHz时最为明显,根据相关系数会误判为变压器绕组变形;但套管阻性故障并不影响在线测试频响曲线的走势,从而确定了造成在线测试变压器频响曲线变化的主要原因为套管电容因素。     

热机联合应力对油浸纸板绝缘及机械特性影响研究

油纸绝缘系统在热、机械等应力共同作用下所发生的绝缘老化与破坏是电力变压器发生故障的主要原因之一。本文对热机联合应力对油纸绝缘的影响开展了实验研究。对油浸纸板进行不同时间的热老化后施加不同形式的机械应力，测量纸板产生的应变，分析了不同条件对油浸纸板的耐压时间、局部放电相位分布（Phase resolved partial discharge, PRPD）谱图、平均放电量等局放特征的影响。对未经老化的油浸纸板，机械应力加载时间越长、应力幅值越高或者应力频率越低，油浸纸板受到的破坏作用越严重，机械性能和绝缘性能越差。油浸纸板经过热老化处理后，机械应力对其绝缘性能和机械性能的影响趋势与未老化时类似，但热老化后PRPD谱图形态多呈现“兔耳状”。随着热老化时间的增加，纸板的绝缘寿命先有所上升，然后一直下降。本文的研究结果可为热机联合应力下油浸纸板老化模型建立提供试验依据。     

机械应力对油浸绝缘纸板局部放电影响

变压器中油纸绝缘材料在运行时承担着热、电、机等应力并在其作用下不断老化,然而关于机械应力下油纸绝缘材料的老化尚未引起足够重视.为研究机械应力下油纸绝缘材料性能演变规律,该文对油浸绝缘纸板进行不同机械应力下的老化实验,并对老化后的绝缘纸板进行力学性能测试、局部放电实验以及表面形态观测.研究结果表明,力学性能对绝缘纸板性能的影响以20MPa为界分为两部分.当机械应力低于20MPa时,纸板的弹性模量及剩余形变均较小,随着机械应力的升高,纸板绝缘性能有所提升;当机械应力高于20MPa时,纸板的弹性模量及剩余形变显著增大,随着机械应力的升高,纸板绝缘性能快速下降,纸板电极下局部放电模式也发生了变化.共聚焦显微镜观测结果表明,当机械应力高于20MPa后,绝缘纸板中的纤维由弹性变形转为塑性变形,纤维出现分岔、空洞及断裂,导致纸板的绝缘性能降低.该文研究结果为变压器中油纸绝缘材料在机械应力作用下老化规律的研究提供了基础,并有效地提升了判别变压器内部绝缘状态的能力.     

固体绝缘沿面缺陷下的SF_6分解特性及机理

为了奠定气体产物检测法在固体绝缘沿面缺陷诊断中的应用基础,在实验室内的SF_6放电分解实验平台上探究了SF_6气体在固体绝缘沿面缺陷下的分解特性,同时利用量子化学计算方法对关键产物的生成路径进行了研究。结果显示,固体绝缘沿面缺陷下的特征产物主要包括SOF_2、SO2两种含硫含氧产物以及CO、CO_2、CF_4、CS_2等多种含碳产物。其中CO_2、CO、CS_2的体积分数在放电最后阶段分别从0.46×10~(-6)、4.22×10~(-6)、18.69×10~(-6)快速增长至2.05×10~(-6)、14.76×10~(-6)、27.77×10~(-6),可以认为其生成速率是判断缺陷严重程度的重要表征量。固体绝缘表面发生沿面放电时会发生复杂的反应,CF4主要通过碳氢化合物CH_x逐步与F、HF反应生成;CO来源于碳氢化合物的氧化脱氢反应;CO_2的生成则包括碳氟化合物氧化、CO氧化分解、碳氢化合物氧化脱氢等3个路径;CS_2可能经CH_x与S_2或H_2S反应生成。现场故障案例验证了该研究结论在实际生产应用中的实用价值。     

110kV电压等级GIS实体缺陷设计及带电检测

为满足新疆电力公司带电检测示范工程的建设要求,通过ANSYS仿真计算和现场试验,设计了110 kV电压等级GIS中包括金属尖端和悬浮电位在内的2种实体缺陷,测定了缺陷在运行条件下的放电特性。发现与外置式传感器相比,内置式传感器测量结果不易受环境噪声的影响,缺陷识别结果准确度高。在本文研究范围内,传感器与放电源距离并未对测得信号特性有明显影响。尖端缺陷起始局放电压低,放电发生相位较分散,主要在电压极性反转时刻,放电幅值相对较小;悬浮电位缺陷下放电主要发生在峰值电压附近,放电幅值相对较大。另外,还研究对比了金属尖端缺陷在不同充装气压下的局部放电特征。