变压器油—纸绝缘状态诊断的回复电压法研究

论文摘要

油浸式电力变压器是电力传输和分配的核心和枢纽,是电网中最重要和最关键的设备,准确掌握其绝缘状态,避免出现故障引起电力输送中断、甚至大停电等重要事故具有重要意义.现有对油浸式电力变压器状态进行诊断的方法均存在一些不足,尚不能全面指导实际工作。回复电压法作为一种非破坏性检测方法,抗干扰能力强,能够反映变压器油纸绝缘的状态信息,可以应用于变压器的现场检测。在应用回复电压法进行变压器绝缘诊断时,其结果受到绝缘系统温度、绝缘状态等诸多因素的影响,深入研究回复电压曲线和参数在不同条件下的变化规律,是变压器介质响应研究中的一项重要应用基础内容,具有重要的学术和实际价值。本文在总结国内外用回复电压法诊断油纸绝缘系统老化状态的研究成果的基础上,分析了绝缘油和绝缘纸的老化机理,指出油纸绝缘系统的老化会影响其介电特性;通过对回复电压曲线的分析,确定增加“相对稳定值”参数以反映回复电压曲线后期的信息;确定了油-纸绝缘系统的极化模型并对其进行了有效性验证;通过仿真,对充放电时间比、充电电压及电路中不同参数的变化（模拟不同绝缘状态）对回复电压曲线和参数的影响规律进行了分析;通过对油纸绝缘试品进行加速热老化试验并进行回复电压测试,研究了充放电时间比、充电电压、绝缘系统温度、绝缘纸层数和绝缘纸的老化程度等因素对回复电压参数的影响规律并进行了分析。通过这些仿真与试验相结合的研究,取得的主要成果有:①充放电时间比tc/td对回复电压参数有较大影响（tc/td与回复电压最大值、初始斜率呈指数增长关系,与中心时间常数呈冥指数增长关系）,在试验前,应确定合理的tc/td;充电电压U0对回复电压参数也有较大影响（U0与回复电压最大值、初始斜率呈线性关系,中心时间常数不随U0变化）;可以用扩展debye模型对变压器油纸绝缘的介质响应特性进行电路模拟;②相对稳定值可以作为回复电压特征参数,以反映回复电压后期（极化速度较慢的因素）的信息;③绝缘介质温度和绝缘纸层数对回复电压影响较大;绝缘系统温度对回复电压的影响满足指数关系;回复电压参数与绝缘纸层数之间符合指数增长关系。④聚合度与回复电压参数呈线性变化关系,纸中水分含量可改变回复电压的变化速率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 变压器油纸绝缘老化研究的意义
• 1.2 油纸绝缘老化的研究现状
• 1.2.1 变压器油的老化
• 1.2.2 绝缘纸的老化
• 1.2.3 变压器绝缘程度和故障情况的监测方法
• 1.2.4 变压器绝缘状态诊断的判据及其特点
• 1.2.5 RVM（回复电压法）诊断变压器的研究现状
• 1.3 本文的主要内容
• 1.4 本文的创新之处
• 1.5 小结
• 2 时域介质响应的相关理论
• 2.1 引言
• 2.2 介质响应概念
• 2.3 电介质的极化
• 2.3.1 电介质极化的种类
• 2.3.2 不均匀电介质的界面极化
• 2.3.3 极化时域中的基本关系
• 2.4 变压器油纸绝缘的时域介质响应
• 2.4.1 变压器油纸绝缘的极化模型
• 2.4.2 变压器油纸绝缘的介质响应法
• 2.4.3 回复电压法（RVM）
• 2.5 小结
• 3 回复电压仿真分析
• 3.1 引言
• 3.2 扩展 debye 模型参数确定
• 3.3 充电电压影响的仿真研究
• c/t_d 的仿真研究'>3.4 充放电时间比 t_c/t_d的仿真研究
• 3.5 电路参数影响的仿真研究
• g 和 C_g 的影响'>3.5.1 R_g 和 C_g的影响
• i 和 C_i 的影响'>3.5.2 R_i 和 C_i的影响
• 3.6 小结
• 4 试验方案分析与设计
• 4.1 引言
• 4.2 试验部分
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 测量回路示意图
• 4.2.3 试验装置
• 4.2.4 试验步骤
• 4.3 试验参数的确定
• 4.3.1 充放电时间比的选择
• 4.3.2 充电电压的确定
• 4.4 回复电压参数的确定
• 4.5 小结
• 5 回复电压的特性分析
• 5.1 引言
• 5.2 试验部分
• 5.2.1 试验材料
• 5.2.2 试验步骤
• 5.3 回复电压曲线及分析
• 5.3.1 回复电压曲线
• 5.3.2 极化谱曲线
• 5.4 绝缘系统温度的影响
• 5.4.1 试验结果及现象
• 5.4.2 试验分析
• 5.5 绝缘纸层数的影响
• 5.5.1 试验结果及现象
• 5.5.2 试验分析
• 5.6 聚合度（DP）的影响
• 5.6.1 聚合度的分析
• 5.6.2 聚合度与回复电压参数的关系
• 5.7 DP 与纸中水分含量的共同影响
• 5.8 小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录