基于介電指紋特征識(shí)別的變壓器主絕緣老化與受潮狀態(tài)評(píng)估研究.pdf

1、變壓器是電力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電壓變換、電能傳輸和分配的關(guān)鍵設(shè)備。對(duì)變壓器絕緣狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，從而制定有效的檢修或者更換策略，盡可能延長(zhǎng)其使用壽命已成為電力部門(mén)亟待解決的難題。基于介電弛豫理論的極化去極化電流法和頻域介電譜法由于可以實(shí)現(xiàn)無(wú)損測(cè)量以及彌補(bǔ)傳統(tǒng)理化和電氣參量診斷方法的不足，被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用到油浸式電力設(shè)備尤其是變壓器的絕緣狀態(tài)診斷領(lǐng)域中。但目前基于介電響應(yīng)技術(shù)的變壓器絕緣狀態(tài)評(píng)估大多側(cè)重于對(duì)絕緣受潮程度的分析，鮮見(jiàn)用于現(xiàn)場(chǎng)變壓

2、器老化狀態(tài)的評(píng)估，并且在評(píng)估絕緣受潮程度時(shí)通常忽略了老化狀態(tài)的影響。因此，提出一種能實(shí)現(xiàn)變壓器油紙絕緣老化和受潮狀態(tài)準(zhǔn)確評(píng)估的介電響應(yīng)新方法將具有重要的理論研究和工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先通過(guò)對(duì)油紙復(fù)合絕緣模型和油浸絕緣紙板的介電響應(yīng)進(jìn)行測(cè)試，深入分析了變壓器主絕緣系統(tǒng)與油浸絕緣紙板時(shí)頻域介電譜之間的等效轉(zhuǎn)換關(guān)系；其次，在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)加速熱老化和吸潮試驗(yàn)制備出大量不同老化和受潮狀態(tài)的油浸絕緣紙板樣品，在不同溫度下開(kāi)展時(shí)頻域介電

3、響應(yīng)測(cè)試，分析老化和受潮狀態(tài)對(duì)其時(shí)頻域介電特性以及活化能的影響，并提取可以表征油浸絕緣紙板老化和受潮狀態(tài)介電指紋特征；最后提出一套針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變壓器主絕緣老化和受潮狀態(tài)評(píng)估的方法，并采用現(xiàn)場(chǎng)案例進(jìn)行驗(yàn)證。論文取得的主要?jiǎng)?chuàng)新性成果有：
　?、僭囼?yàn)驗(yàn)證了XY模型理論公式在實(shí)現(xiàn)變壓器主絕緣系統(tǒng)與油浸絕緣紙板頻域介電譜之間等效轉(zhuǎn)換的有效性，并在此基礎(chǔ)上，基于擴(kuò)展Debye模型和Fourier變換計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)了油浸絕緣紙板時(shí)頻域介電譜的相互轉(zhuǎn)

4、換，有效解決了通過(guò)傳統(tǒng)時(shí)域介電響應(yīng)測(cè)試無(wú)法獲取變壓器主絕緣系統(tǒng)中油浸絕緣紙板時(shí)域介電特性的難題。
　　②研究得到了老化和受潮狀態(tài)綜合作用對(duì)油浸絕緣紙板時(shí)頻域介電特性以及活化能的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，在評(píng)估油浸絕緣紙板的老化和受潮時(shí)，如果不考慮兩者的綜合作用，會(huì)引起高達(dá)34％的水分評(píng)估誤差或者53%的老化評(píng)估誤差；雙因素方差分析表明老化和受潮對(duì)油浸絕緣紙板活化能沒(méi)有呈現(xiàn)顯著影響，可利用平均活化能(0.95eV)來(lái)提高主曲線(xiàn)技術(shù)在消除溫

5、度對(duì)頻域介電譜影響的普適性。
　?、厶崛×吮碚饔徒^緣紙板老化和受潮狀態(tài)的介電指紋特征。通過(guò)從極化電流曲線(xiàn)以及修正的 Co le–Co le模型參數(shù)中提取對(duì)油浸絕緣紙板老化和受潮狀態(tài)敏感的時(shí)頻域介電特征參量，考慮老化和受潮綜合作用對(duì)介電響應(yīng)的影響，引入理化特征參量對(duì)狀態(tài)加以輔助區(qū)分，并進(jìn)一步利用主成分分析方法對(duì)特征量進(jìn)行再提取，形成的介電指紋特征可以對(duì)老化和受潮狀態(tài)進(jìn)行量化表征。
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