基于頻域介電特性評估油浸變壓器絕緣老化狀態(tài)的研究.pdf

1、油浸式電力變壓器是電力系統(tǒng)中電力傳輸和分配的核心，是電網(wǎng)中最重要的電力設(shè)備之一。如何準(zhǔn)確的評估變壓器內(nèi)部油紙絕緣老化狀況，準(zhǔn)確預(yù)測變壓器壽命已經(jīng)成為電力行業(yè)和相關(guān)研究部門迫切需要解決的技術(shù)難題。頻域介電譜法（FDS）是一種頻域的無損診斷方法，非常適用于變壓器油紙絕緣狀態(tài)的現(xiàn)場診斷，尤其在低頻和超低頻下的參數(shù)測量更能準(zhǔn)確體現(xiàn)介質(zhì)中界面極化、空間電荷極化等松弛極化特點(diǎn)，反映變壓器內(nèi)部油紙絕緣老化的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r。
　　本文首先介紹了頻域

2、介電譜法（FDS）診斷變壓器油紙絕緣狀態(tài)的研究現(xiàn)狀以及該方法存在的主要問題。因頻域介電譜法在低頻段測量需要非常長的時(shí)間，并易受環(huán)境因素的干擾，而使用極化去極化電流方法在低頻段測量可以大大減少測量時(shí)間。因此本文在實(shí)驗(yàn)室中搭建了測量油紙絕緣試品極化去極化電流的實(shí)驗(yàn)平臺，利用測量到的極化去極化電流經(jīng)過傅里葉變換得到低頻段的頻域介電譜，研究了不同紙板含水量、絕緣結(jié)構(gòu)和老化狀態(tài)對低頻段頻域介電譜的影響。結(jié)果表明：隨著紙板含水量的增加低頻段頻域介電

3、譜會明顯增大，其復(fù)電容實(shí)部曲線在頻率低于0.1Hz范圍時(shí)，隨著水分含量增大而顯著增大，虛部在0Hz到1Hz頻域范圍內(nèi)會明顯增大，水分含量越高對復(fù)電容的影響越大；絕緣結(jié)構(gòu)中隨著 X的增加，低頻段頻域介電譜會出現(xiàn)向高頻方向移動的趨勢，尤其在中低頻區(qū)域（0.01Hz到1Hz）；隨著熱老化時(shí)間的增長低頻段頻域介電譜有所增大，在0Hz到0.1Hz頻域范圍內(nèi)，熱老化時(shí)間對試品復(fù)電容實(shí)部與虛部的影響比較明顯，而在0.1Hz到1Hz范圍內(nèi)影響不大。

4、r>　　為了從理論上對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，本文基于 X-Y模型對低頻段頻域介電譜特性進(jìn)行研究。首先建立了變壓器介質(zhì)響應(yīng) X-Y等值電路模型，根據(jù)介質(zhì)響應(yīng)理論，推導(dǎo)出電路模型參數(shù)與頻域介質(zhì)響應(yīng)特征量之間的關(guān)系，給出特征量計(jì)算的相關(guān)公式。利用前面測量得到的低頻段頻域介電譜數(shù)據(jù)建立了以復(fù)電容實(shí)部和介質(zhì)損耗特征量辨識的數(shù)學(xué)模型，通過改進(jìn)的粒子群算法將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為了最優(yōu)化問題，并通過實(shí)驗(yàn)測量得到的低頻段頻域介電譜數(shù)據(jù)辨識了介質(zhì)響應(yīng)等值電路參數(shù)。將