[發明專利]一種改進回復電壓測量方式的油紙絕緣狀態評估方法

有效

• 申請號: 201810111516.1
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108387824B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 張濤;鐘婷婷;張斌;李林多;肖霞
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/14
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種改進回復電壓測量方式的油紙絕緣狀態評估方法，是一次長時間充電多次短時間持續放電的改進的回復電壓測量方法，通過對采集回復電壓數據的靜電計編程實現自動采集，對不同受潮程度的樣品進行實驗，并根據每次放電過程測得的初始斜率辨識出擴展德拜等效電路各支路的參數；最后結合網絡函數分析計算出各放電環節的回復電壓和初始斜率；分析發現，初始斜率計算值與測量值曲線重合度較高，說明通過這種改進的回復電壓測量方法獲得的初始斜率辨識出的等效電路中的參數是有效的；同時，利用matlab在該等效電路上模擬常規回復電壓循環多次充放電過程。本發明將實驗時間縮短至傳統方法的三分之一以下的同時，還原的回復電壓極化譜同樣能夠對變壓器油紙絕緣樣品的絕緣狀態進行評估。

技術領域

本發明涉及變壓器油紙絕緣老化與壽命預測技術領域，尤其是基于一種改進回復電壓測量方式的油紙絕緣狀態評估方法。

背景技術

油浸式電力變壓器具有較高的絕緣強度、較長的使用壽命等優點因而被廣泛用于電力系統中，然而變壓器在運行過程中，不可避免地會受到電、熱、機械應力以及其它環境因素的影響，導致介質的絕緣性能不斷劣化，因此，研究變壓器油紙絕緣狀態的診斷方法，并正確地評估變壓器的絕緣狀態,對確保整個電網的安全、穩定和可靠運行具有重大理論和實際意義。

目前，針對變壓器油紙絕緣狀態的診斷方法均是以介電響應為理論基礎的無損診斷方法,其中，回復電壓法得益于其敏感度高、信息量大，抗干擾能力強，且便于現場測試，因而得到廣泛關注。然而傳統的回復電壓法測量時間長是一大缺陷，重復充放電多次本就需要耗費大量時間，在每次循環中還需要測得回復電壓峰值，更加延長了測量時間，整個實驗過程需耗費3～5小時，效率低下；現有的一些改進方法也大都是在充一次電放一次電，重復測量多個周期的基礎上進行的，只是為了通過改變充放電時間研究其對特征量的影響規律，并沒有從縮短實驗時間的角度考慮對測量方式進行改進；此外，傳統的回復電壓測量法用測量的特征量直接對變壓器油紙絕緣狀態進行評估，實驗誤差對結果的影響很大，而主時間常數是回復電壓測量法中最常用的絕緣診斷特征量，主時間常數的確定直接影響到最終的診斷結果，因此需要盡量準確確定極化譜中的峰值對應的時間。

發明內容

為了解決這些問題，本發明的目的在于提供一種改進回復電壓測量方式的油紙絕緣狀態評估方法，在同樣極化時間下，將實驗時間縮短至傳統方法的三分之一以下。同時，對辨識出參數的等效電路進行仿真，還原的回復電壓極化譜的峰值時間與絕緣紙中水分含量之間存在對應關系，能夠對油紙絕緣的狀態進行評估。

本發明采取的技術方案為：

一種改進回復電壓測量方式的油紙絕緣狀態評估方法，包括以下步驟：

步驟1：在實驗室中將干燥的絕緣紙暴露在空氣中自然吸潮，然后將其充分浸泡于新變壓器絕緣油中，得到不同水分含量的實驗樣本；

步驟2：變壓器油紙絕緣回復電壓自動采集系統主要通過對6517B靜電儀寫入VB程序，控制其中的高壓直流電源模塊和電表測量模塊的自動投切，實現充放電及測量流程的循環控制，以及對變壓器油紙絕緣回復電壓的自動采集；

步驟3：將樣品置于三電極裝置并接入系統中，打開回復電壓測量系統，在參數設置界面對充電電壓、充電時間、放電循環次數、各放電時間進行設置，啟動靜電儀，將其初始化，開始采集后系統將自動執行充電環節，然后按照逐漸遞增的步長進行循環放電、測量的過程，每個測量環節初始時刻回復電壓在采樣間隔內的增量即為該環節的初始斜率；

步驟4：將獲得的持續放電過程中每次放電環節的初始斜率對擴展德拜等效電路中各支路的參數進行辨識；

步驟5：辨識出各支路參數后，通過網絡函數對等值電路進行分析，利用線性電路的疊加定理，可計算出多放電過程中各放電環節的回復電壓及其初始斜率；將初始斜率計算值與測量值進行對比，調整優化算法的參數，使得持續放電過程中各放電環節的初始斜率計算值與測量值重合度盡可能高，即辨識出的參數盡可能精確。