[發明專利]基于介電響應特性的變壓器絕緣紙板老化定量評估方法

有效

• 申請號: 201810295052.4
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108828413B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 張鑫;王偉;張弛;滿玉巖;馮軍基;馬昊;劉力卿;文清豐;朱明正;朱旭亮
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司電力科學研究院;國網天津市電力公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

1.一種基于介電響應特性的變壓器絕緣紙板老化定量評估方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、現場測試步驟：對被測變壓器取油，將油樣試品送至實驗室測試；進行現場的變壓器介電譜測量；計算特定頻率下變壓器的介損因數；

所述變壓器介電譜測量的方法為：采用頻域介電響應技術，通過測量不同頻率電場下變壓器高低壓側之間的電壓和流過變壓器的電流，繪制介損因數的頻率響應特性曲線；

所述計算特定頻率下變壓器的介損因數的方法為：

在變壓器高低壓側之間施加角頻率為ω＝2πf的交流電壓U＝U₀e^iωt時，考慮變壓器油紙絕緣系統的電容C和電導G，流過變壓器的電流I為：

C^*(ω)＝C'(ω)-jC”(ω)

上式中，j表示虛數部分，C^*為油紙絕緣系統等效復電容，C'和C”分別為C^*的實部和虛部，ε'和ε”分別為復介電常數的實部和虛部，tanδ為介損因數；

步驟2、實驗室測試步驟：對現場測試提供的油樣試品；制備不同老化程度的絕緣紙試品；通過頻域響應介電譜測試方法，測量不同絕緣紙試品的介電譜；

所述制備不同老化程度的絕緣紙試品的方法為：將絕緣紙板裁剪成若干相同大小的樣品，放在鼓風干燥箱中干燥，后浸于干燥絕緣油中進行加速老化實驗，形成不同老化程度的絕緣紙試品，并通過“六度法則”換算為實際老化時間；

步驟3、仿真計算步驟：獲取變壓器絕緣紙板層數、厚度、油道距離、墊塊和撐條數量并建立XY模型；計算不同老化程度變壓器的整體介電譜；擬合特定頻率下變壓器介損因數與絕緣紙板老化程度的關系；根據現場測得該頻率下的變壓器介損因數及特定頻率下變壓器介損因數與絕緣紙板老化程度的關系，計算絕緣紙板老化程度；

所述XY模型包括紙筒、油道和撐條，其中，X值為紙筒總厚度與高低壓繞組間主絕緣厚度之比，Y值為撐條總寬度與高低壓繞組間主絕緣平均周長之比；

所述XY模型的理論介電譜由下式計算：

其中，j表示虛數部分，ω為角頻率，T為油紙絕緣系統溫度；ε*_tot(ω)為油紙絕緣系統總的復介電常數頻域譜；ε*_oil(ω)為絕緣油的復介電常數頻域譜；ε*_PB(ω)為絕緣紙板的復介電常數頻域譜；σ(T)為絕緣油在溫度T下的直流電導率；ε₀為真空介電常數，且ε₀＝8.85e^-12F/m；

所述擬合特定頻率下變壓器介損因數與絕緣紙板老化程度的關系的方法為：選擇低頻位置的介損因數，構建變壓器介損因數與絕緣紙板老化程度的函數關系。