[發明專利]一種基于FDS的油紙電容式套管串聯極化模型建模方法

有效

• 申請號: 201710796694.8
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107609251B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 姜海波;劉昌宏;陸承虎;杜林;冉鸝蔓;楊峰
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

本發明公開了一種基于FDS的油紙電容式套管串聯極化模型建模方法，它包括：步驟1、通過一個電容和一個電阻并聯來等效油紙電容式套管的每層電容介質；步驟2、通過一個電容和一個電阻串聯的支路來模擬每層電容介質的松弛極化現象，在步驟1的基礎上再并聯一個RC串聯支路來等效每層電介質的松弛極化過程，從而得到油紙電容式套管每層的極化電路模型；步驟3、將步驟2得到的油紙電容式套管每層的極化電路模型n個并聯在一起，得到油紙電容式套管串聯極化模型；解決了現有技術針對油紙電容式套管油建模時域介電譜圖易受環境噪聲干擾導致模型參數估計不夠準確的問題。

技術領域：

本發明屬于電力變壓器油紙電容式套管建模技術，尤其涉及一種基于FDS的油紙電容式套管串聯極化模型建模方法。

背景技術：

油紙電容式套管是電力變壓器的重要載流元件，其作為變壓器內絕緣與外部電網連接的樞紐，由于長時間受過電壓、機械壓力、熱應力及受潮等多因素的聯合作用，電氣、機械性能將逐漸劣化，并進一步引發絕緣故障，直接危及變壓器的安全運行及供電可靠性，因此準確評估油紙電容式套管的絕緣狀態對保證電網的安全穩定運行具有重要的意義。

建立油紙電容式套管絕緣等效電路模型是分析套管絕緣狀態的重要途徑與方法。油紙電容式套管在運行過程中，絕緣老化、受潮導致絕緣狀態發生改變，對應于等效電路模型參數發生變化，即絕緣介質狀態的變化能夠在其等效電路參數的變化上進行反映，因此，搭建準確的油紙電容式套管絕緣等效電路模型是絕緣狀態特性分析的基礎。目前國內外針對油紙絕緣結構等效模型展開了相關研究，大多集中在Maxwell模型、Cole-Cole模型和擴展德拜模型及其衍生模型。研究表明，Maxwell模型能準確模擬介質的界面極化過程，但其未對轉向極化和熱離子極化過程做出合理解釋，在應用于嚴重老化的油紙絕緣設備時具有一定的局限性；Cole-Cole模型雖具有合理的物理意義，但其不具備電路特征，模型參量不便于計算；擴展德拜模型利用多條RC串聯支路來解釋油紙絕緣復合結構不同弛豫時間下的介電響應過程，但其對于介質內部復雜的界面極化過程描述不足。且上述模型未充分考慮具體實際的套管絕緣結構，故不能真實反映油紙電容式套管的絕緣狀態。此外，目前多數建模研究基于時域回復電壓法(Recovery Voltage Method,RVM)或極化去極化電流法(Polarization and Depolarization Current,PDC)進行參數辨識，而時域譜圖易受時域噪聲的干擾及測量信號的精度限制，從而影響等效模型參數辨識的準確性。

發明內容：

本發明要解決的技術問題：提供一種基于FDS的油紙電容式套管串聯極化模型建模方法，以解決現有技術針對油紙電容式套管油建模大多基于時域介電響應—RVM和PDC曲線進行等效模型參數辨識，而時域介電譜圖易受環境噪聲干擾導致模型參數估計不夠準確等問題，提出通過頻域介電譜FDS曲線建立油紙電容式套管絕緣等效模型，能有效解決時域譜圖抗干擾能力不足的問題。

本發明技術方案：

一種基于FDS的油紙電容式套管串聯極化模型建模方法，它包括：

步驟1、通過一個電容和一個電阻并聯來等效油紙電容式套管的每層電容介質；

步驟2、通過一個電容和一個電阻串聯的支路來模擬每層電容介質的松弛極化現象，在步驟1的基礎上再并聯一個RC串聯支路來等效每層電介質的松弛極化過程，從而得到油紙電容式套管每層的極化電路模型；

步驟3、將步驟2得到的油紙電容式套管每層的極化電路模型n個并聯在一起，得到油紙電容式套管串聯極化模型；n為油紙電容式套管的絕緣層數量。

所述油紙電容式套管串聯極化模型的參數辨識方法，它包括：

步驟2.1、首先對油紙電容式套管開展頻域介電譜測試，將頻域介電譜測試儀的黃色高壓引線接套管的導電桿，紅色測量引線接末屏，套管法蘭和油箱同時接地，頻域介電譜測試儀接地；頻域介電譜測試儀參數設置為：電壓幅值200V，頻率范圍1mHz～1kHz；