变压器绝缘状态诊断的回复电压方法研究

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1、ELECTRONICSWORLD・探索与观察变压器绝缘状态诊断的回复电压方法研究重庆市轨道交通集团有限公司网络维保公司谢鹏国电湖南宝庆煤电有限公司宝庆电厂彭松仁山西省电力公司大同电力公司浑源支公司周权【摘要】变压器油纸绝缘系统中绝缘材料的老化,将对变压器正常运行造成影响，准确诊断变压器绝缘性能，对确保其安全可靠运行具有重要意义。变压器油纸绝缘会因老化或受潮而导致其介电特性发生变化,基于检测油纸绝缘介电特性的回复电压测量方法能有效诊断变压器的油纸绝缘状态,并可用来估测绝缘纸和绝缘油的老化程度。【关键词】回复电压法；介质响应；变压器

2、；油纸绝缘；极化谱；绝缘老化豫时间下的介质极化现象。1引言2.2简化后的等效电路模型（扩展Debye模型）电力变压器是电网中能量转换、传输的核心和最重要的设备之一。由于受到电气、热和环境应力等外界作用，其油纸绝缘系统的状态发生变化，使变压器抵抗短路电流的能力大大降低，从而降低了变压器运行的可靠性。目前传统绝缘诊断大体可分为电方法和化学方法。化学方法判据有相应的缺点和不足[1]。回复电压法2.3模型参数的建立能够解决传统测量方法的不足，对正常运行的电力变压Saha等学者通过极化电流方程进行电路参数的建器绝缘性能进行现场测量，并且不

3、损坏其绝缘介质[2]。立。绝缘电阻是通过在较大的时间内，极化电流与去L.Kalocsal、P.R.S.Jota、T.K.Saha等人指出RVM方法在极化电流之间的差值进行估算的，各支路中时间常数预测水分含量和老化方面是一个很好的监测工具，并且较小的（即RpnCpn较小）支路，经过一定的时间，极对该方法做了深入的研究取得了一定成果。化电流的残余部分仅有时间常数较大的支路提供。因此，通过逐步的推导可得Rpi和Cpi的值，建立模型。2等效模型的建立表145MVA变压器等效电路模型参数值支路Rpi（GΩ）Cpi（nF）17.09502.

4、1电路等效模型26150Saha等学者用扩展Debye模型对变压器的油纸34.530绝缘系统进行等效模拟，仿真结果和试验结果吻合在等效模型中，支路数越多，其模拟的绝缘介得很好。因此，本文采用扩展Debye模型对变压器油质就越接近真实情况，但同时难度也将大大增加。纸绝缘系统进行等效电路的模拟。图2.1中Rg为油纸本文中采用三条支路来模拟变压器绝缘介质，支路绝缘组合严格物理意义上的绝缘电阻,反映油纸绝缘参数值取决于绝缘油纸的状况。研究表明，时间常组合的电导情况；Cg代表真空几何电容以及无损极数较小的支路取决于油的状况而时间常数较大的

5、支化的等效电容之和；RpnCpn并联支路模拟了不同弛路取决于绝缘纸。表1为本论文的参数模型。•43•ELECTRONICSWORLD・探索与观察中的时间常数较小第一条支路参数R和C。由图中可3回复电压的计算以清晰的看出，曲线C的峰值时间较A和B都往后推了，对回复电压极化谱的峰值之前的斜率、峰值有基于介质响应理论的回复电压测量方法，能够一定的影响。因此，可以认为回复电压极化谱的峰有效的研究缓慢极化过程的变化[3]。这些极化主要来值之前的斜率主要由时间常数较小的支路起支配作自于缓慢极化过程，如绝缘纸板的极化、水分子的极用，并且它对于

6、峰值也会产生一定的影响。化和界面极化。极化需要电场提供能量，并且分子受电场的作用，在极化过程中发生极性转向，这个偏转过程涉及到能量的交换，并且需要一定弛豫时间。根据极化过程可以推导出如下关系式子：(1)回复电压极化谱是在不同充电时间tc下，计算图4.1第三条支路参数改变时的回复电压极化谱得出回复电压的最大值。由公式(1)可得三条支路的回复电压Vr和电容Cpn电压VCpn之间的关系：(2)支路在充放电过程后，相当于有三个电容电源，利用叠加原理可分别求得N的值。将表1中的等效模型参数代入，既可求得式(2)的极点Pi以及零点zi,l。

7、本文中采用充电电压V为500V，，选取图4.2第二条支路参数改变时的回复电压极化谱不同充电时间tc的值，既可得到回复电压极化谱。图4.2为改变表1中模型第二条支路的参数下(即R2和C2)，得到的俩条回复电压极化谱与原模4模型参数与回复电压极化谱的关系型参数下得到的回复电压极化谱。在图中可以明显的发现在极化谱峰值前的斜率三条曲线基本保持一在扩展debye模型中，各RC回路是形成极化的致，但是峰值产生了很大的差异，这和变压器绝缘主体，。油纸绝缘系统在老化过程中，会导致其介纸板和油之间的夹层极化有着密切的联系。第二条电特性发生变化，在

8、电源的激励下，使得不同老化支路对于极化谱的峰值部分起主要的支配作用。程度的绝缘介质具有不同的介质响应。通过改变等效电路参数值，计算得出回复电压极化谱，并对比它们之间的差异，从而建立起等效电路和极化谱之间的关系，从而模拟变压器绝缘介质的老化。在本文中所采用的特征量