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。     

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.     

基于连续型回复电压极化谱的油纸绝缘老化研究

针对传统的实际测量获取的回复电压极化谱不能准确反映各个充电时间下的回复电压情况并且中心时间常数难以准确判定的问题，提出一种连续型回复电压极化谱的绘制方法。首先对回复电压曲线、绝缘系统等效电路参数之间的关系进行理论分析；然后搭建连续型回复电压极化谱模型，提取更加准确的中心时间常数，并结合中心时间常数与变压器微水含量之间的内在联系判定变压器微水含量；最后对6台不同老化状态下的变压器进行连续型回复电压极化谱分析。研究结果表明：连续型回复电压极化谱能够更加准确判定中心时间常数，从而有效提高变压器微水含量的判定精度，为准确地反映变压器油纸绝缘老化状态提供新的方法。     

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.     

基于去极化电流特征量的油纸绝缘变压器等效电路参数辨识

变压器扩展德拜等效电路是分析变压器绝缘老化情况的重要途径,针对变压器等效电路极化支路数及其参数求解难的问题,根据电介质极化响应理论,提出去极化电流时域微分解谱法,分解去极化电流曲线中各个子谱线组成部分,并根据子谱线参数判定等效电路极化支路数和辨识等效电路参数,为构建准确反映变压器油纸绝缘状态的等效电路提供可靠而简便的方法,并通过与其他辨识方法进行对比,验证文中方法的有效性,从而为准确评估变压器绝缘状态提供重要依据。     

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.     

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.     

绝缘磁芯变压器漏磁计算

针对绝缘磁芯变压器中的绝缘层气隙引起的漏磁以及线圈之间的漏磁会导致次级线圈输出电压的不均匀性的问题,根据三相绝缘芯变压器的磁路特征,建立了任意两相之间的等效电路模型,该模型由气隙引起的漏感、线圈之间的漏感和互感以及理想变压器构成.利用通用的电路仿真软件,对绝缘芯变压器的设计及其稳态响应进行分析.借助于有限元磁场分析软件,通过线圈端口处的短路测试对电路中漏磁电感进行计算.基于等效电路模型的漏磁计算方法能够精确地衡量各线圈之间漏磁的不均匀性,为漏磁补偿以及整流电路的设计提供便利.     

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.     

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.