现场变压器油纸绝缘时频域介电特征量提取及状态评估

油浸式变压器的绝缘状态决定了变压器的运行寿命。为将时频域介电响应技术应用于变压器油纸绝缘状态的无损评估,对一台停运的500kV变压器进行了极化/去极化电流(PDC)与频域介电谱(FDS)测量。通过时域介电谱融合理论及FDS技术提取了反映变压器油纸绝缘状态变化的时域介电特征量与频域介电特征量,并分析了其变化规律。研究结果表明,时频域介电特征量对变压器油纸绝缘的老化情况较为敏感,可定性评估变压器的绝缘状况。

变压器油纸绝缘老化诊断方法研究

准确诊断油纸绝缘变压器老化状态,对降低变压器故障率,提高电力系统供电可靠性具有重要意义。提出一种基于等效电路分析的变压器油纸绝缘老化诊断方法。基于回复电压法分析极化谱特征量,构建油纸绝缘变压器扩展德拜等效电路;并通过多台不同老化程度变压器的等效电路参数的比较,研究油纸绝缘老化与等效电路参数之间的内在联系,从而实现油纸绝缘老化程度诊断。研究结果表明,利用等效电路参数可准确、有效的诊断油纸绝缘变压器的老化状态,等效电路中的小时间常数支路反映了弛豫响应速度快的绝缘油的老化情况,大时间常数支路反映弛豫响应速度慢的绝缘纸的老化情况,而中时间常数支路反映油纸绝缘的界面极化现象。

基于回复电压法的变压器油纸绝缘状况的等效仿真分析

为研究变压器的绝缘状况,通过建立均一绝缘介质的等效电路模型,仿真分析了模型参数和试验参数的改变对回复电压初始斜率和主时间常数的影响。仿真结果表明:回复电压的初始斜率和主时间常数可以用来判断变压器的绝缘状态,通过改变模型参数和试验参数可等效变压器的不同绝缘状态,为研究变压器油纸绝缘老化状况提供了新方法。

变压器油纸绝缘状况的等效仿真分析

通过建立变压器油纸绝缘系统的均一绝缘介质电路模型,仿真分析了模型参数变化引起的回复电压及极化谱特征参量的变化。仿真结果表明,极化谱的回复电压最大值Urmax与主时间常数tpeak可用来诊断变压器油纸绝缘系统的绝缘状况。通过改变几何等值电路和极化等值电路参数值仿真变压器油纸绝缘系统不同的绝缘状况,并使用Urmax与tpeak进行诊断,为油纸绝缘系统状态的评估提供了新的思路。

基于松弛电流变压器油纸绝缘状态诊断方法研究

对油纸绝缘样品施加10 k V/mm场强进行电老化试验,并采用松弛电流法研究了油纸绝缘的老化评估方法。利用色谱法测试不同老化程度油样中的溶解气体,发现老化前后气体含量变化显著,说明经电老化的试样老化明显。分别选取6个老化时间点的样品进行松弛电流测试,从不同角度分析不同参量所表征的老化信息。利用I*t^log10t曲线分析了油纸试样的陷阱分布,发现试样老化初期陷阱密度逐渐增加,试样老化后期陷阱深度明显加深。运用四阶Debye模型对电流曲线进行拟合,推断了油纸绝缘四种松弛机制的物理机理,发现各松弛机制随着老化时间的增加有不同程度的增大。最后研究了去极化电量随老化时间的变化趋势,试图用直观参数分析试样在不同时间点的老化程度,发现在60 h后开始大幅度加深。

冲击负荷热老化下牵引变压器油纸绝缘寿命评估方法

为了研究牵引冲击负荷对牵引变压器油纸绝缘热老化及寿命的影响,本文考虑冲击负荷的负荷率、持续时间以及时间间隔对油纸绝缘进行加速热老化试验,通过聚合度分析了试样老化规律,并提出了一种评估冲击负荷下油纸绝缘寿命的经验表达式。结果表明:在研究冲击条件范围内,基于优化零阶动力学模型的经验表达式可有效评估任意冲击负荷下牵引变压器油纸绝缘寿命,为后续相关研究提供一定的技术参考。

温度和微水对变压器油及油纸绝缘介电性能的影响

开展了极寒环境下变压器油及油纸绝缘介电性能的研究和典型油-纸绝缘系统的电场分析。建立了极寒环境试验系统,在-60~25℃温度范围内,研究不同微水含量下的变压器油及油纸绝缘结构的绝缘性能随温度的变化情况,并对试验结果进行了分析。

基于IWOA-BP算法的变压器绝缘老化评估方法

为增强变压器运行的安全性以及稳定性,提出一种基于改进的鲸鱼优化(improved whale optimization algorithm,IWOA)—反向传播(back propagation,BP)算法的变压器绝缘老化状态评估模型。建立变压器油纸绝缘模型进行极化—去极化电流(polarization and depolarization current,PDC)实验,为避免含水率对评估结果造成影响,提取综合电导率作为老化特征量;以BP神经网络为主,PDC电流数据为输入,综合电导率为输出,建立算法模型对油纸绝缘老化状态进行评估;为提升算法模型的评估效果,以加入非线性收敛因子以及自适应权重为方法对鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)进行改进,并以IWOA对BP神经网络进行优化,获取更优的BP权重与阈值初值,提高BP神经网络的收敛速度以及精度。最终结果证明,IWOA-BP评估模型具有一定准确性以及实用性,且在油纸绝缘寿命评估方向上有一定发展空间。

基于广义回归神经网络的油纸绝缘变压器的寿命预测

文中基于广义回归神经网络(GRNN)技术挖掘数据变化规律,构建了GRNN神经网络预测模型,运用该模型对油纸绝缘变压器进行寿命预测。将变压器绝缘纸老化过程中生成的特征产物如糠醛、CO2和CO的质量分数,以及相关时间参量作为模型输入。将所采集的多组油纸绝缘变压器的测试样本作为基础数据,运用该模型对相应的变压器进行寿命预测。结果表明,模型寿命预测的输出值与实际值基本一致,从而验证了模型的合理性,这对监测绝缘材料老化状态的进一步研究具有现实意义。

基于混合蛙跳算法的油纸绝缘变压器拓展德拜等值电路参数求解

为了更好地研究变压器油纸绝缘老化状态与拓展德拜等值电路参数之间的相关性,根据实测回复电压特征量参数等值电路模型,建立求解等值电路参数的数学模型,并将该模型转化为非线性优化问题,利用混合蛙跳算法的全局信息交换和局部深度搜索特性对拓展德拜等值电路参数进行参数辨识。通过两台变压器的辨识结果表明,与粒子群算法相比,由混合蛙跳算法辨识的电路参数计算获得的回复电压值与测量值具有更高的重合度,并能够准确地反映变压器油纸绝缘状态。

基于混沌序列优化的BP网络油纸绝缘变压器寿命预测

变压器在服役期间其各个部分都会发生老化,影响其使用寿命。通过刻画其健康程度有助于电力部门预测变压器在运行期间的故障率以及剩余寿命,对确保变压器的安全运行极为重要。文中利用变压器故障浴盆曲线的思想,对收集到的变压器故障率进行Weibull拟合,得到故障率曲线;考虑变压器运行环境与负荷因素,利用糠醛含量构建健康指数剩余寿命预测模型。通过混沌序列优化BP神经网络权重参数进行数据挖掘,构建起多参数关联的变压器寿命预测模型,并引入交叉验证机制提高网络泛化能力。通过实例训练与测试对比,说明提出的方法有较高的预测精度,能准确运用于变压器的寿命预测。

基于参数辨识法对油纸绝缘变压器绝缘情况研究

首先是对变压器油纸绝缘老化特性分析,获知变压器绝缘老化越严重,其内部的极化现象就更加多变,也就说明需要更多的极化支路来对绝缘介质的极化现象进行认辨。那么研究的重点就是极化支路数的确定与支路数与绝缘状态间的关系。通过采用参数辨识的方法,把信息熵的粒子群算法,将其应用到等值参数辨识里面,通过极化谱吻合度,以获得来最可以反映变压器绝缘状态的极化支路数。

油纸绝缘变压器老化状态检测与评估

分析油纸绝缘变压器老化状态的特征,以及油纸绝缘变压器老化状态的检测与评估方法。将国际先进公司的监测评估方法与我国的检测评估方法进行对比,对油纸绝缘变压器进行化学分析。以此为依据,指出我国的劣势与发展潜力。最后将市场的需求及检测与评估方法的缺陷与实际工作经验结合,指出改善后的油纸绝缘变压器老化状态检测与评估方法。

基于时域介电法的绝缘纸板水分特征量研究

为了评估变压器绝缘纸板的含水量,从而为现场变压器绝缘状态和寿命估计提供可靠指导,笔者在实验室环境中制备4组不同含水量的油纸绝缘试样,采用极化/去极化电流法(PDC)对不同水分含量绝缘纸板开展了研究,提出了可表征纸板含水量的特征量Q_(paper)。实验结果表明,PDC曲线对油纸绝缘试样含水量的变化十分敏感,且水分含量的改变对于去极化电流曲线的尾端有很大影响;通过去极化电流曲线可以获得拓展Debye模型的各支路参数,且随着水分含量的增加模型支路数量在增加,最大支路时间常数在变大;通过PDC曲线的末端对纸板中水分含量的敏感性,可以拟合出绝缘纸板对应模型支路,从而将绝缘纸板对应支路从Debye模型中筛选出来;特征量Q_(paper)可以反映绝缘纸内部的偶极子转向极化强度,并且Q_(paper)和绝缘纸板水分含量有良好的线性关系,可以考虑用Q_(paper)来做绝缘纸水分含量的特征量。

ElecNet在电磁场与电磁波教学中的应用

介绍了ElecNet软件在高压电气领域的二维和三维电场仿真功能,通过变压器套管电场仿真和变压器油纸绝缘状态检测2个实例,展示了ElecNet软件的动态演示特性及该软件在电磁场与电磁波教学中的应用。实践证明,利用ElecNet进行可视化教学形象直观,激发了学生对电磁场理论学习的兴趣,并培养了学生解决实际工程问题的能力。