混联等效电路p参数诊断变压器油纸绝缘老化研究

针对油纸绝缘变压器内部绝缘介质弛豫响应的复杂性,根据油纸绝缘结构特征,结合Maxwell电路理论,提出建立混联等效电路新模型来表征油纸绝缘弛豫过程。根据混联等效电路的理论分析,推导出混联等效电路参数和回复电压的求解公式。在混联等效电路基础上,提出一个利用p参数来诊断变压器油纸绝缘老化状态的新方法,为其后续绝缘诊断奠定基础。研究结果表明:混联等效电路p参数与极化电压、充电时间变化无关,利用p参数与变压器油纸绝缘系统的纸中微水含量之间的函数表达式可准确诊断变压器油纸绝缘系统老化状况;当p在区间(+∞, 0.323)时,变压器绝缘状态良好;当p在区间(0.193, 0.323)时,变压器绝缘老化较严重;当p在区间(0, 0.193]时,变压器绝缘老化严重。     

混联等效电路在油纸绝缘老化诊断的应用

针对常规电路在油纸绝缘老化诊断中的局限性,提出应用混联等效电路来表征油纸绝缘介质极化响应特性,并将其用于油纸绝缘变压器老化诊断的分析中。该电路在扩展德拜模型的基础上加入混联支路来表征复杂的界面反应,由此提出混联电路参数辨识的数学模型,最后结合回复电压测试仪RVM5461测量得到的数据进行混联电路的有效性分析和混联支路数的探讨。研究结果表明,混联电路更能真实反映极化谱特性,其吻合度高于扩展徳拜模型,且当油纸绝缘变压器老化或受潮越严重时,混联支路数有增多的趋势。因此,论文提出的油纸绝缘混联等效电路模型为准确评估油纸绝缘老化状态提供一种可靠有力的分析手段,具有一定的参考价值。     

基于等效电路参数特征量的油纸绝缘老化状态评估

针对油纸绝缘等效电路参数与绝缘老化机理内在关系的研究较少,通过对变压器油纸绝缘等效电路参数与老化状态之间的关系进行分析,提出了利用等效电路中极化支路的平均弛豫时间常数作为评估变压器油纸绝缘老化状态的特征量,该参数受绝缘系统几何结构影响较小。通过大量数据分析获得利用平均弛豫时间常数与油纸绝缘老化之间的规律:油纸绝缘老化越严重,则平均弛豫时间常数越小。最后利用变压器实例验证了该特征量评估绝缘老化状态的有效性,为评估变压器绝缘状态提供新的思路与方法。     

变压器油纸绝缘等效电路参数辨识及绝缘状态对参数的影响分析

通过回复电压特征量的测量值,利用果蝇算法求解出变压器油纸绝缘等效电路参数。将所求参数代入仿真模型得到回复电压极化谱,其与测量值拟合很好,验证了所求参数的正确性。根据电压等级、容量的大小,将7台变压器分成3组,计算出各变压器的油纸绝缘等效电路参数,并分析了绝缘状态对等效电路参数的影响。分析结果表明,绝缘状态较好的变压器的绝缘电阻、极化电阻和最大时间常数,要大于绝缘状态较差的变压器的绝缘电阻、极化电阻和最大时间常数。     

油纸绝缘变压器老化特征分析

目前,国内外学者对回复电压法做了大量的研究,但是还没有一个明确评估变压器油纸绝缘老化状态的方法。在理解介质极化特性的前提下,以变压器油纸绝缘极化等效电路模型为基础,仿真分析了回复电压特征量随极化等效电路参数(极化电阻、极化电容以及支路数)变化的规律。仿真结果表明,回复电压峰值的最大值、回复电压初始斜率最大值及主时间常数等可用来评估变压器绝缘状况。同时,等效电路模型的支路数也可辅助评估变压器的绝缘状况。最后对多台实际变压器进行测试分析,验证了上述特征量用于评估变压器绝缘状态是可行的。     

基于油纸绝缘等效电路的变压器微水含量研究

水分会严重危害变压器油纸绝缘系统的绝缘性能,因此准确诊断变压器中的微水含量,对分析变压器的老化受潮状态具有重要意义。本文通过应用油纸绝缘变压器弛豫响应等效电路及回复电压极化谱特征量,结合改进粒子群算法对等效电路参数进行有效辨析,进一步探讨了微水含量与油纸绝缘等效电路参数之间的关系,得出了大时间常数支路的弛豫时间越大,则变压器微水含量越少的重要结论。同时结合分析比较绝缘电阻、极化电阻以及极化电容的变化规律来辅助判断变压器的受潮情况。最后,通过现场测试的实例验证了这一结论的正确性。     

变压器油纸绝缘老化状态的探讨北大核心CSCD

基于介质响应理论的回复电压法能够有效并无损地诊断变压器的绝缘状态。而变压器油纸绝缘极化等效电路模型特别是其中的参数计算在诊断研究过程中起到了关键作用。目前普遍采用的扩展德拜模型存在着极化支路数无法确定的问题,笔者针对此问题对极化支路数进行了探讨,对搭建的已知扩展德拜模型进行不同极化支路数求解,并根据绝缘状态越差极化支路数越多,假设绝缘状态差的变压器极化支路数为7条,绝缘状态良好的变压器极化支路数为5条。通过上述求解,探讨了极化支路数之间的关系,提出了支路试探法。并结合支路试探法,在参数求解的基础上提出利用极化支路时间常数这一特征量来评估变压器老化状况。     

基于时域介电谱法分析油纸绝缘变压器极化等效电路弛豫支路数

评估变压器油纸绝缘时,无论采用时域方法还是频域方法,都需要先建立变压器的油纸绝缘等效电路。基于电介质极化原理,变压器油纸绝缘等效电路大多采用扩展德拜模型,但往往很难直接确定该模型中弛豫机构的个数。本文提出了一种利用时域介电谱法确定弛豫机构个数的方法,即通过对变压器油纸绝缘去极化电流微分运算,得出时域介电谱,则谱线的峰点个数即为弛豫机构个数,从而建立变压器油纸绝缘扩展德拜等效电路模型。本文详细介绍了时域介电谱的分析方法,并给出了实例验证该方法在确定变压器油纸绝缘等效电路模型中得可行性和合理性。     

回复电压法用于变压器油纸绝缘老化状态评估

油纸绝缘材料发生老化现象时,往往会引起固体绝缘纸板材料中含水量增加及绝缘系统电介质响应特性改变。若对其进行回复电压测量,会表现出峰值升高、起始斜率增大以及峰值时间缩短等定性特征。为了进一步量化油纸绝缘老化现象与回复电压之间的关系,在介绍回复电压法基本原理的基础上,针对实验室内不同老化程度和不同含水量的油纸绝缘系统进行了回复电压试验,并结合现场实测经验,提出了基于回复电压的油纸绝缘老化状态评估方法。结果表明,油纸绝缘老化或受潮会显著降低其极化谱的主时间常数,绝缘固体材料的含水量与主时间常数的对数之间存在定量关系,利用主时间常数可以有效评估油纸绝缘的老化状态。     

基于时域谱线特征量的变压器油纸绝缘诊断

针对应用介电响应理论评估油纸绝缘老化状态存在的不足,提出一种新的变压器油纸绝缘诊断方法。对变压器的回复电压微分谱线进行解谱,分析时域微分子谱线的数量和弛豫时间常数比Kτ与绝缘老化状态间的关系,从而实现变压器油纸绝缘状态诊断。对多台变压器的测试数据进行统计和分析,得出结论:回复电压时域微分谱线的子谱线数随绝缘状态发生改变,油纸绝缘老化越严重,分解的子谱线数量越多;Kτ能准确判断绝缘油相对于绝缘纸的老化状态。     

采用回复电压曲线分解法的变压器等效电路研究

针对基于回复电压法的等效电路支路数难以判定的问题,利用回复电压数学模型,分析了回复电压数学表达式与支路参数的关系,提出了回复电压分解法。分离出各极化支路所代表的回复电压子曲线,从而判定等效电路的支路数。通过实例验证表明,利用回复电压分解法能够准确判定等效电路的极化支路数,能更准确地反映变压器绝缘老化状况,且变压器绝缘老化越严重,其回复电压子曲线个数和等效电路的极化支路数越多。     

油纸绝缘变压器介质响应极化谱的探索与研究

基于扩展德拜模型,建立油纸绝缘变压器绝缘状态与介质响应等值电路之间的关系,并仿真分析模型(时间常数、支路数)改变引起回复电压特征参数和极化谱的变化规律。仿真分析结果表明,极化谱回复电压峰值与主时间常数可作为变压器绝缘诊断的判据,且时间常数不同的RC支路在回复电压极化谱的对应区段才有所影响。通过研究多台不同绝缘状态的变压器,总结出绝缘老化程度与支路数取值的内在联系,由此获取的等值参数最优,所建立模型与变压器实际状况相吻合,可作为油纸绝缘系统状态准确诊断和研究的基础。     

油纸绝缘变压器非标准极化谱的仿真研究

针对含有局部峰值的非标准回复电压极化谱的还未能明确的诊断变压器绝缘状态,依据时域介质响应理论,结合现场回复电压测量数据,将扩展德拜模型引入介质响应等值电路,建立变压器油纸绝缘系统等值电路模型.对非标准极化谱进行仿真分析,建立非标准极化谱与等值模型参数之间的关系.仿真结果表明,各时间常数支路的变化可使极化谱产生局部峰值,而且极化谱前端的局部峰值能反映变压器绝缘油的状态情况,同时试验研究结果证明仿真结论是有效的,弥补依据非标准极化谱进行绝缘诊断的空缺.     

变压器油纸绝缘套管受潮缺陷频域介电谱特征

已有研究表明,频域介电谱(FDS)对油纸绝缘受潮缺陷的检测比较灵敏。为了研究变压器油纸绝缘套管受潮缺陷的FDS特征,测试了受潮后套管模型不同静置时间下的介损电压特性和0.001 Hz～1 k Hz的介损频率特性。结果表明:在受潮初期,相同试验电压下介损随时间的变化呈现微弱增长趋势,但并不明显,相同时间下,介损随试验电压升高有所增长;在受潮中期,介损随时间的变化呈现明显增长趋势,并在120 h时介损达到峰值;在受潮末期,介损随着时间的增加呈现下降趋势,整个过程介损增量未超过规程规定值,可考虑降低规程规定值。在FDS的低频段0.001～0.01 Hz区间范围内可明显区分受潮套管和不受潮套管,1 m Hz介损特征尤其明显。因此建议套管出厂及运行增加FDS低频段测试,利用FDS低频段特征进行套管绝缘诊断。     

去极化电流解谱分析油纸绝缘等效电路参数研究

介质响应法可以有效地判断油纸绝缘的状态,保证变压器运行的可靠性,延长老旧变压器的使用寿命。变压器油纸绝缘等效电路参数的求解对于深入分析介质响应特征量随绝缘状态变化的规律有重要意义。基于去极化电流解谱的方法对等效电路参数的求解进行了改进。根据时域介电谱理论,估算出各条支路的时间常数,再逐条求出每条支路的极化电阻、极化电容。该方法计算简单,而且还体现了物理意义。最后,用该方法对三台变压器进行解谱分析,计算得到的等效电路参数和原参数的误差很小,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于区间-粒子群算法的油纸绝缘等效电路参数计算

回复电压法是一种研究变压器绝缘老化状态的非破坏性检测方法。现阶段,为了从理论上分析介质极化特性,许多学者通过建立等效电路模型来辅助分析油纸绝缘老化机理。因此,准确地辨识等效电路参数对后续研究油纸绝缘老化起到至关重要的作用。本文使用初始斜率特征量辨识介质响应等效电路参数的数学优化模型,其计算简单,操作方便。考虑到实际测试中充电电压的波动和测量误差会带来参数计算的误差,本文首次提出采用区间-粒子群算法对等效电路模型进行区间参数计算。区间-粒子群算法在高维多峰值函数中不仅有较好的执行效率,而且能够搜索到最优可行区间。最后通过仿真实例验证了等效电路模型的准确性和区间-粒子群算法进行参数计算的适用性。该研究结果为进一步评估油纸绝缘老化奠定了良好的基础。