基于频率响应法评估油纸绝缘微水含量

油纸绝缘状态评估是变压器可靠运行的关键,微水将严重影响油纸绝缘的电气寿命和机械寿命.为研究变压器油纸复合绝缘中微水含量及温度对其绝缘性能的影响,对电介质响应法进行了分析建模,搭建了频率响应测试装置,测试了不同微水含量、不同温度条件下油纸复合绝缘在10-4～106,Hz范围内的频率响应.通过最小二乘法拟合了油纸绝缘介质响应与微水含量、温度、频率之间的关系.结果表明：拟合曲面与实验结果基本一致,频率响应法能有效评估油纸绝缘微水含量及其所处温度,为电介质响应频率法评估油纸绝缘状态奠定了基础.     

油纸绝缘系统弛豫响应极化谱函数建模研究

根据绝缘介质弛豫响应特性推导了油纸绝缘系统的集中参数等值电路.将该等值电路转化为运算电路分析,并运用电路叠加定理构建油纸绝缘弛豫响应极化谱的函数表达式,得到了极化谱的复合指数衰减模型.其中各指数衰减项的时间常数为运算电路极点值的负倒数,并且复合的项数与油纸绝缘介质内部弛豫机构数密切相关.模型的提出可以为后续油纸绝缘弛豫响应的拓扑建模奠定基础.再利用该模型对相同电压等级,不同容量、不同运行年限油浸式电力变压器的测试极化谱采用非线性最小二乘方法进行拟合,拟合结果进一步验证了极化谱模型的准确性.     

水分对变压器油纸绝缘状态影响的区分研究

水分会给油纸的绝缘能力和电气特性带来严重破坏,研究其对油纸系统绝缘状况影响有很大价值。通过在实验室制备不同含水量的油样品和纸样品,开展频域测试;提出不同特征频率点处的ε值作为特征参量,对油样品和纸样品中的含水量进行区分;结果表明:纸中含水量和油中含水量对ε的影响分别集中在频率对数-3~1和-3~-1范围内,且在该范围内影响较稳定;取频率对数为-3、-2和-1、0、1时的ε值作为区分油中水分和纸中水分影响的特征参量,对曲线进行拟合,得出函数关系;对进一步研究油纸绝缘含水量提供新方法。     

油纸绝缘变压器混联等效电路模型的构建

针对油纸绝缘变压器内部绝缘介质弛豫响应的复杂性,根据介质响应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,利用改进粒子群算法对变压器混联等效电路参数进行辨识,构建能真实反映变压器油纸绝缘状态的等效电路。极化谱求解结果的对比分析表明,相比扩展德拜等效电路,混联等效电路能更准确地反映油纸绝缘变压器的老化情况,且随着变压器绝缘老化加剧,其优越性越明显,可以为变压器油纸绝缘状态的有效诊断提供重要依据。     

变压器典型油纸绝缘局部放电特性

根据对变压器油纸绝缘内部常见缺陷的分析,制作了5种油纸绝缘缺陷放电模型,并在不同温度和电压下进行老化实验,用以模拟变压器中的实际缺陷.研究了不同类型放电的发展过程,分析了温度和电压对油纸绝缘局部放电的影响.对应于不同类型的放电和同一放电模型的不同放电阶段,放电的灰度图谱都存在较大差异,因此,可以通过灰度图谱来区分不同的放电类型和放电阶段.所得结果为进一步研究变压器局部放电模式识别和绝缘老化特征提供了实验依据.     

高压变频电源作用下的油纸绝缘局部放电特性

为研究直流输电电压下的油纸绝缘特性,设计并搭建了交流变频高压试验电源系统,并设计制作了典型的油纸绝缘局部放电试品模型,即纸板内部气隙放电、油中纸板沿面放电和油中金属尖端电晕放电模型,针对不同频率电压作用下的同一试品,进行局部放电测量,通过分析获得了局部放电随电压频率升高发生相位、幅值、等变化的放电规律.试验与分析结果表明,随外施电源频率增加及电压幅值升高,局部放电次数增高,能量有所增强,亦即随频率的增加油纸绝缘结构受到局部放电的威胁越严重.研究结果对直流输电系统中的换流变、平波电抗器等油纸绝缘在谐波电压作用下绝缘结构设计有指导意义.     

油纸绝缘溶解气体和DP值的特征量提取及关系研究

CO和CH4是油浸式变压器的油纸绝缘劣化期间重要产物,DP值是纸劣化程度的直观量度,对它们进行综合研究在评估变压器内绝缘老化有极其显著作用。为研究特征气体和DP值的关系,在实验室中制备纸样品,开展色谱试验,得出特征气体CO和CH4随老化时间的增减情况;对纸样品进行DP值测试得出它在加速老化情况下的变化;提出不同老化特征量,得出溶解气体和DP值之间拟合的函数关系;结果表明：CO和CH4含量随老化时间加大不断增多,随温度不断上升其幅值也在逐渐变大;提取老化时间为10、20、30、45天为特征参量,得出不同温度下DP值随CO、CH4含量变化的函数关系;为诊断油纸绝缘的老化情况提供一种新方法。     

基于状态空间方程的油纸绝缘系统等效电路参数辨识

合理地辨识油纸绝缘系统等效电路的参数是绝缘老化特性分析的基础.根据回复电压测试原理,提出建立回复电压时域响应的状态空间模型,并利用控制理论中状态空间方程的求解方法结合自适应粒子群算法搜索出最优解,从而得到等效电路的未知参数值.利用国外学者所提供的一组300 MV·A油纸绝缘变压器不同充电时间下的回复电压响应曲线进行辨识,并将辨识结果所对应的回复电压曲线与测量曲线对比,二者重合度高,验证了计算模型及辨识方法的有效性.同时,分析了模型支路数不同时对辨识结果的影响,初步得出该台变压器选择6条支路辨识拟合效果最佳的结论.为油纸绝缘系统等值电路参数的辨识提供了一种新思路.     

油纸绝缘溶解气体和聚合度值的特征量提取及关系研究

CO和CH4是油浸式变压器的油纸绝缘劣化期间重要产物,DP值是纸劣化程度的直观量度,对它们进行综合研究在评估变压器内绝缘老化有极其显著作用。为研究特征气体和DP值的关系,在实验室中制备纸样品,开展色谱试验,得出特征气体CO和CH_4随老化时间的增减情况;对纸样品进行DP值测试得出它在加速老化情况下的变化;提出不同老化特征量,得出溶解气体和DP值之间拟合的函数关系;结果表明:CO和CH_4含量随老化时间加大不断增多,随温度不断上升其幅值也在逐渐变大;提取老化时间为10、20、30、45 d为特征参量,得出不同温度下DP值随CO、CH4含量变化的函数关系;为诊断油纸绝缘的老化情况提供一种新方法。     

基于Kramers-Kronig关系的油纸绝缘直流电导计算方法

针对区分介电谱中电导和极化过程的方法较为缺乏,等效模型中表征电导的参数唯一性计算方法不足的问题.以油纸绝缘介质的电导过程为研究对象,在实验条件下制备不同水分含量的油纸绝缘样品,并测量频域响应谱线.基于Kramers-Kronig关系对测量复极化率实部谱线进行数值积分,获得弛豫损耗谱线,进而得到电导损耗谱线;并使用最小二...     

变压器绕组热点温度热电类比计算模型仿真分析

变压器绕组的热点温度是决定变压器过载能力和油纸绝缘老化率的关键因素。在传统热理论基础上,考虑了温度对油粘度的影响,结合热电类比方法和IEEE推荐的热点温升模型提出一种预测变压器绕组热点温度的仿真模型。采用Runge-Kutta方法求解变压器实时的顶层油温和变压器绕组的热点温度,并与100kVA/5kV(ONAN)试验变压器的实测温度数据进行对比,仿真结果与实测数据有较好的一致性。     

雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型的局部放电测量与分析

介绍了冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电的机理与过程,构建了油纸绝缘气隙模型,设计了冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电的测量系统,采用ORIGIN数值分析软件进行局部放电脉冲的分析与处理,并分析了冲击电压下局部放电主脉冲及波尾多次脉冲的波形特征,探讨了雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型的局部放电起始电压和平均放电重复率等参数性质.试验结果表明:油纸绝缘气隙模型在雷电冲击电压下的局部放电脉冲分为波头时间的主放电脉冲和波尾时间的多次低幅值脉冲,冲击电压的等效频率很高,在测量信号中存在一个幅值很高的由容性电流引起的电压信号叠加在局部放电信号之上,要进行滤波处理;冲击电压波形的随机性与局部放电信号的随机性导致冲击电压下的局部放电信号分散性很大,需要采用统计的方法进行分析.这些试验结论为油纸绝缘类电力设备绝缘状态评估奠定了基础.     

含水对低温管道保冷结构传热的影响研究

大庆油田天然气分公司15套天然气处理装置低温设备及管道外表面,均不同程度地存在结冰现象。而低温设备及管道保冷效果的好坏,直接影响到装置的能耗以及轻烃产量。因此,分析含水对低温管道保冷结构传热的影响,能够为今后低温装置及管道保冷相关改造提供科学依据。通过建立含水低温管道保冷结构传热模型,分析不同保冷厚度、不同管道介质温度下含水对低温管道保冷结构传热的影响。研究结果表明:(1)同一管径及介质温度下,随着保冷结构中含水率的增大,热流密度变大,冷损失变大;同样,含水率相同时,随着保冷厚度的增大,热流密度减小,冷损失减小。(2)在管径、保冷厚度及介质温度相同情况下,随着保冷结构中含水率的增大,热流密度变大,冷损失变大;同样的,含水率相同时,随着管道中介质温度的降低,热流密度变大,冷损失变大。     

保温砂浆与普通砂浆基本热传导性能试验研究

为了研究保温砌筑砂浆的保温隔热性能,通过DRP-4A型导热仪测试了自行配置的M7.5保温砂浆和普通砂浆试件在不同含水率和不同温差下的导热系数;实验结果表明,含水率为相同含水率0％～13％的情况下,保温砂浆的传热系数与普通砂浆导热系数比值为0.535～0.741.当温差为14～22℃时,保温砂浆与普通砂浆的导热系数平均比值为0.522.通过试验结果分析,保温砂浆与普通砂浆相比,在相同强度等级时,具有自重轻,保温性能好的特点,可广泛用于建筑自保温墙体砌筑砂浆和粉刷砂浆.     

寒冷地区外保温墙体热湿耦合特性

为了研究外保温墙体非稳态热湿耦合传递规律,降低墙体内部受潮的危害,以寒冷地区保定市典型的外保温墙体为研究对象,针对以现浇混凝土为基层和以轻质砌块为基层的外墙外保温系统,通过模拟对它们的热湿传递特性进行横向对比研究。同时从隔汽层的设置与空气层安装这两方面,分析其对墙体热湿性能的影响。模拟结果表明：在寒冷地区冬季工况下,现浇混凝土墙体保温层受潮位置在靠近室外一侧,轻质砌块墙体保温层受潮位置主要在保温层中间及靠近基层墙体一侧,其中轻质砌块墙体的保温层受潮程度较为严重,保温层的最大相对湿度达到71.5%且长期高于室外环境相对湿度,容易发生湿积累。安装隔汽层后,轻质砌块系统保温层含水量下降了17.3%,保温层相对湿度下降到50%以下。安装空气层后,现浇混凝土系统的热阻提高,采暖期最冷日墙体平均温度上升了2.88 ℃,采暖期保温层最高相对湿度下降到了34%,但会增加夏季保温层的相对湿度,综合效果不佳。