变压器内绝缘典型缺陷局部放电特性及产气规律研究

论文摘要

电力变压器是电力系统的关键设备之一,局部放电严重影响其安全可靠运行。论文在实验室建立变压器局部放电模拟试验系统,通过对变压器内绝缘常见故障和产气机理进行分析,选取三种典型缺陷局部放电模型作为主要研究对象,采用升压法和恒压法两种实验方法,研究变压器内绝缘典型缺陷局部放电特性,着重分析了油中溶解气体在局部放电发展过程中的变化规律,探索油中产生气体与局部放电的对应关系。①在实验室建立变压器局部放电模拟试验系统,根据变压器内绝缘中存在的三种典型缺陷,设计制作油中固体绝缘内气隙放电、油中电晕放电及油纸绝缘沿面放电三种局部放电模型,基于模型开展局部放电试验研究。②三种放电模型从放电发展至绝缘击穿的过程中,最大幅值随着电压的上升都是趋于增加的;而随着加压时间的增长,每种放电模型的最大幅值变化规律各有特点。每种放电最大幅值的变化规律大致如下:气隙放电呈U型曲线;电晕放电呈L型曲线;沿面放电近似于V型曲线。③采用升压法和恒压法,通过油中溶解气体含量、组分及产气率分析三类局部放电随电压和时间的变化特性。升压法中,不同电压等级下,不同类型放电的气体含量有不同的变化趋势;恒压法中,随着加压时间的增长,不同放电类型的气体含量发展趋势不同。通过大量实验数据的对比分析,利用这些差异可以对不同类型的局部放电的进行识别。④在恒压法中,通过国家标准推荐的绝对产气速率来刻画不同类型放电产生气体的差异性。对产气率拟合结果近似为:气隙放电呈U型曲线;电晕放电呈L型曲线;沿面放电呈V型曲线。结合局部放电基本特征量的分析,发现特征气体产气速率跟局部放电最大放电幅值变化趋势相近,可以通过绝对产气率来反映局部放电的发展情况。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 变压器内绝缘局部放电的研究现状
• 1.2.2 利用油中溶解气体分析法研究油纸绝缘局部放电的现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 2 变压器内绝缘故障及产气机理
• 2.1 电力变压器内绝缘故障特点
• 2.1.1 常见故障的特点
• 2.1.2 变压器局部放电基本类型的特点
• 2.2 电力变压器油中溶解气体分析
• 2.2.1 变压器油纸绝缘产气的机理
• 2.2.2 气体在变压器油中的溶解分析
• 2.2.3 变压器内部故障与油中溶解气体含量的关系
• 2.3 小结
• 3 典型缺陷局部放电特性研究
• 3.1 实验平台及实验方案的确定
• 3.1.1 变压器局部放电模拟系统实体
• 3.1.2 局部放电测量和采集系统
• 3.1.3 典型缺陷局部放电模型
• 3.1.4 实验方案的确定
• 3.2 局部放电特性测量装置的校正
• 3.3 基于球-板放电模型的油纸绝缘气隙放电特性
• 3.3.1 升压法下的局部放电试验研究
• 3.3.2 恒压法下的局部放电试验研究
• 3.4 基于针-板放电模型的油中电晕放电特性
• 3.4.1 升压法下的局部放电试验研究
• 3.4.2 恒压法下的局部放电试验研究
• 3.5 基于柱-板放电模型的油纸绝缘沿面放电特性
• 3.5.1 升压法下的局部放电试验研究
• 3.5.2 恒压法下的局部放电试验研究
• 3.6 小结
• 4 典型缺陷局部放电产气规律研究
• 4.1 油纸绝缘气隙放电的产气规律
• 4.1.1 升压法下的产气规律分析
• 4.1.2 恒压法下的产气规律分析
• 4.2 油中电晕放电的产气规律
• 4.2.1 升压法下的产气规律分析
• 4.2.2 恒压法下的产气规律分析
• 4.3 油纸绝缘沿面放电的产气规律
• 4.3.1 升压法下的产气规律分析
• 4.3.2 恒压法下的产气规律分析
• 4.4 三种典型局部放电产气规律对比分析
• 4.4.1 升压法下产气规律的对比分析
• 4.4.2 恒压法下产气规律的对比分析
• 4.5 小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加科研项目情况