變壓器絕緣老化與壽命評(píng)估.pdf

1、隨著電力市場(chǎng)的不斷發(fā)展，變壓器的應(yīng)用也日益廣泛。變壓器作為輸變電系統(tǒng)中的最關(guān)鍵和昂貴的設(shè)備，其運(yùn)行的安全可靠性對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)有著重要意義。目前世界上有很多的變壓器已經(jīng)運(yùn)行到了其設(shè)計(jì)壽命的終點(diǎn)。要更換它們的費(fèi)用是非常昂貴的，但其中也有一些變壓器本身的狀況卻非常好并且可以繼續(xù)運(yùn)行很多年，因此判斷變壓器老化狀況并以次對(duì)變壓器壽命進(jìn)行評(píng)估將會(huì)對(duì)電力部門起到非常關(guān)鍵的作用。 本文基于極化去極化電流法對(duì)變壓器相關(guān)參數(shù)計(jì)算并對(duì)其老化壽命進(jìn)行判斷

2、。其基本實(shí)驗(yàn)方法為將一直流電壓施加到變壓器高低壓繞組之間，對(duì)變壓器高低壓繞組間的主絕緣分別充放電一定時(shí)間并記錄試驗(yàn)過程中的電流。根據(jù)采集得到的極化去極化電流，采用最小二乘法對(duì)變壓器主絕緣等效電氣模型參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，將變壓器主絕緣等效電氣模型參數(shù)化，可以很好的對(duì)絕緣相關(guān)電氣性能參數(shù)進(jìn)行模擬。通過比較與其他幾種數(shù)據(jù)擬合方法的誤差度，最小二乘法被證明是最好的擬合工具。通過該模型可以方便的實(shí)現(xiàn)變壓器相關(guān)參數(shù)的計(jì)算如介損，電容，極化指數(shù)，吸收比和電

3、阻等，并驗(yàn)證了其計(jì)算的準(zhǔn)確性。另外對(duì)與時(shí)間常數(shù)τ的選擇不同可能對(duì)最終的擬合效果產(chǎn)生的影響做了說(shuō)明，并驗(yàn)證了其在計(jì)算變壓器其他絕緣參數(shù)的準(zhǔn)確性。 同時(shí)本文研究了其他諸如溫度，充電電壓，充電時(shí)間，絕緣結(jié)構(gòu)尺寸，紙板和油的特性對(duì)極化去極化電流形狀的影響。結(jié)果表明極化去極化電流可以分為三部分，對(duì)于小于100秒的時(shí)間段內(nèi)油的特性將對(duì)電流曲線的影響顯著，而對(duì)于極化電流的末端紙板的含水量將對(duì)其起主要作用，而絕緣的結(jié)構(gòu)和幾何形狀對(duì)曲線中部起主要

4、影響。說(shuō)明了極化去極化電流方法可以有效的區(qū)分油和紙板兩種不同介質(zhì)的老化情況，對(duì)于分別判斷油和紙板的老化情況效果明顯。 實(shí)驗(yàn)表明單一絕緣介質(zhì)有著良好的線形特性，極化電流幅值隨著電壓等級(jí)的提高而成線形增長(zhǎng)。對(duì)于變壓器的模擬結(jié)果也說(shuō)明了這一點(diǎn)。對(duì)于極化時(shí)間的問題，通常對(duì)于較長(zhǎng)的極化時(shí)間可以最大限度的采集到絕緣老化相關(guān)信息，從而使極化去極化電流之間的差值較小這樣建立等效電路模型也最接近于實(shí)際情況，本文對(duì)不同充電時(shí)間的變壓器極化去極化電流

5、結(jié)果進(jìn)行了說(shuō)明。 本文收集采集了相關(guān)數(shù)據(jù)即不同溫度下不同含水量紙板的電導(dǎo)率及其相對(duì)介電常數(shù)。并以此建立數(shù)據(jù)庫(kù)，通過采集得到的極化去極化電流來(lái)計(jì)算對(duì)應(yīng)的油和紙板的電導(dǎo)率，并通過數(shù)據(jù)庫(kù)查其對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)率以及含水量，根據(jù)含水量對(duì)變壓器老化程度進(jìn)行綜合評(píng)估。編譯了一套基于CB的可視化程序，方便的實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的讀入存儲(chǔ)，等效電路模型參數(shù)的計(jì)算輸出，以及其他相關(guān)電氣絕緣參數(shù)的計(jì)算，并以直觀的繪圖方式輸出。 極化去極化電流理論并不是一個(gè)新