[發明專利]一種沖擊負荷下牽引變壓器絕緣壽命的評估方法

有效

• 申請號: 202010137918.6
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111257707B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 周利軍;廖維;郎光婭
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

本發明公開了一種沖擊負荷下牽引變壓器絕緣壽命的評估方法，首先獲取牽引變壓器基本運行參數，根據牽引變壓器實際運行工況計算油紙絕緣沖擊負荷加速熱老化試驗的控制參數，然后搭建沖擊負荷加速熱老化試驗平臺，測試絕緣紙的聚合度變化曲線，并根據試驗數據對牽引變壓器的絕緣壽命進行評估。通過本發明提供沖擊負荷下牽引變壓器絕緣壽命評估方法，綜合考慮了沖擊負荷對牽引變壓器油紙絕緣的影響，能較為準確地計算出牽引變壓器絕緣壽命。

技術領域

本發明屬于牽引變壓器絕緣狀態評估領域，具體涉及一種沖擊負荷下牽引變壓器絕緣壽命的評估方法。

背景技術

牽引變壓器是牽引供電系統的心臟，承擔著電壓轉換、傳輸的任務。油紙絕緣是牽引變壓器的主絕緣，其絕緣狀態決定了牽引變壓器甚至牽引供電系統運行的穩定性和可靠性。熱老化是油紙絕緣老化的最主要形式，溫度是影響熱老化過程的基本和直接因素。研究表明每增加6-8℃，油紙絕緣壽命將減半。牽引變壓器負荷有非常明顯的沖擊特性，其具體表現為：牽引變壓器平均負荷通常小于額定容量的30％，但當列車通過時的短期負荷可能大于2倍額定負荷。這種沖擊負荷導致溫度頻繁波動而使得油紙絕緣熱老化速度極不均勻，這對油紙絕緣狀態的評估帶來了極大的不確定性。針對現場牽引變壓器絕緣壽命評估應用中，現有方法估算的結果與實際老化狀態和使用壽命不同。已發現有些嚴重老化的牽引變壓器仍在運行，這種現象嚴重影響了高鐵的安全穩定運行。考慮到牽引變壓器絕緣長期承受沖擊負荷作用，這種區別于普通電力的沖擊負荷是導致該現象的最可能原因。因此，急需研究一種沖擊負荷下牽引變壓器絕緣壽命的評估方法。

發明內容

為了更準確地評估沖擊負荷下牽引變壓器的絕緣壽命，本發明提供一種沖擊負荷下牽引變壓器絕緣壽命的評估方法，包括以下步驟：

第一步：獲取牽引變壓器基本運行參數

查看待評估牽引變壓器油紙絕緣材料，記錄待測牽引變壓器的一天的負荷率，記為R(t)，t代表時間，一共通過N次列車；

根據牽引變壓器歷史數據獲取年平均環境溫度，記為T_amb；

第二步：計算沖擊負荷加速熱老化試驗的控制參數

根據牽引變壓器負荷率記錄，統計牽引變壓器第i次列車的負荷率為R_i、牽引變壓器第i次列車通過的時間為t_0i，第j次列車與第j+1次列車之間的間隔時間為t_1j，i＝1，2，…，N；j＝1，2，…，N；

計算R_i負荷率下的加速熱老化溫度T₁(R_i)：

T₁(R_i)＝T₁(1)+T_hs(R_i)-T_hs(1) (1)

式中，T₁(1)為額定負荷下的加速熱老化溫度，值為90℃，T_hs(R_i)為R_i倍負荷下的牽引變壓器熱點溫度，T_hs(1)為額定負荷下的牽引變壓器熱點溫度，T_hs(R_i)和T_hs(1)值根據IEEE Standard C57.91-2011中導則模型確定；

計算第i次列車的加速熱老化持續時間t_i：

t_i＝t_0iexp[-α(T₁(R_i)-T_ao)] (2)

式中，a是熱老化參數，值等于0.1155，T_ao為實際老化溫度，值等于98℃；