基于回復(fù)電壓初始斜率特征量診斷變壓器油紙絕緣狀態(tài)的研究.pdf

1、變壓器作為電力系統(tǒng)中重要的電力設(shè)備，獲取其絕緣狀態(tài)對(duì)保證其安全運(yùn)行具有重要意義，而傳統(tǒng)的化學(xué)診斷方法存在各種不足，基于介電響應(yīng)理論的回復(fù)電壓法具有快速、準(zhǔn)確、無損測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于介質(zhì)的狀態(tài)診斷。目前許多學(xué)者已廣泛研究了回復(fù)電壓特征量中電壓峰值、主時(shí)間常數(shù)等特征量變化規(guī)律，但對(duì)區(qū)分油紙絕緣介質(zhì)受潮和老化狀態(tài)的研究較少，而且目前也沒有很好的特征量能準(zhǔn)確有效的對(duì)介質(zhì)受潮和老化狀態(tài)進(jìn)行區(qū)分。變壓器油紙絕緣介質(zhì)在電場(chǎng)作用下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)出

2、現(xiàn)老化現(xiàn)象，由此導(dǎo)致介質(zhì)內(nèi)部分子健斷裂及結(jié)構(gòu)破壞，在電場(chǎng)作用下呈現(xiàn)出夾層極化和界面極化等，極化時(shí)間約為0.1s到數(shù)小時(shí)，因而為緩慢極化；而絕緣介質(zhì)暴露在空氣中后會(huì)發(fā)生受潮現(xiàn)象，主要是水分進(jìn)入絕緣介質(zhì)內(nèi)部，在電場(chǎng)作用下水分子自身形成偶極矩而呈現(xiàn)出偶極子轉(zhuǎn)向極化，極化時(shí)間約為10-6s到10-2s，因而為快速極化。由于緩慢極化和快速極化的極化時(shí)間存在較大的差別，因此研究不同極化時(shí)間下的回復(fù)電壓特性可以分別研究緩慢極化和快速極化，進(jìn)而研究介質(zhì)

3、的老化和受潮狀態(tài)。由此本文提出并定義充電時(shí)間1000s，放電時(shí)間1s時(shí)的回復(fù)電壓初始斜率與峰值電壓的比值為Sr1，反映絕緣介質(zhì)的快速極化狀態(tài)，即受潮狀態(tài)；定義了充放電時(shí)間比2:1時(shí)峰值電壓的初始斜率與電壓峰值比為Sr2，反映絕緣介質(zhì)的緩慢極化狀態(tài)，即老化狀態(tài)。
　　本文在提出回復(fù)電壓初始斜率與峰值電壓比的基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)測(cè)量進(jìn)行分析。首先制備出試驗(yàn)樣品，然后搭建變壓器油紙絕緣介質(zhì)的物理模型，并通過近似線性化的方法得到回復(fù)電壓初始斜

4、率dU/dt特征量。基于VB編程，開發(fā)了一個(gè)自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)6517B靜電儀測(cè)量回復(fù)電壓的自動(dòng)控制。通過與RVM5461回復(fù)電壓測(cè)試儀測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，驗(yàn)證了本文所采用的系統(tǒng)測(cè)量測(cè)得回復(fù)電壓初始斜率與峰值電壓比特征量的準(zhǔn)確性。分析試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，老化及受潮樣本的主時(shí)間常數(shù)不可以用來區(qū)分絕緣介質(zhì)的受潮和老化狀態(tài)。根據(jù)本文所提出的初始斜率峰值比指標(biāo)，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng)油紙絕緣介質(zhì)的老化程度相同時(shí)，隨著介質(zhì)中水分含量的增加，特征