基于介质响应技术的电力变压器油纸绝缘状态的评估研究

摘要

油浸式电力变压器是电网安全运行中能量输送和分配的核心设备，变压器的安全问题是制约电力工业持续发展的主要因素。如何准确检测并评估变压器的绝缘状态，以此制定科学合理的运行计划和检修方案，对提高变压器的安全性和整个电网运行可靠性具有重大意义。基于介电响应原理的介电谱技术具有无损测量、操作简便、抗干扰能力强等优点，国内外许多学者将其作为油浸式变压器运行状况的现场评估工具。
　　本论文基于介质响应测试技术对变压器油纸绝缘状态进行评估，探讨了介质响应技术应用于现场对变压器油纸绝缘状态进行评估的可行性。首先，阐述了国内外介质响应技术的研究现状;其次，介绍了介质响应时频域法的基本原理，并建立变压器主绝缘的扩展Debye等效电路和变压器油纸绝缘结构的等效X-Y模型;然后，对比分析了介质响应技术与变压器传统绝缘试验在现场评估变压器油纸绝缘状态;最后，针对变压器主绝缘的含水量对其绝缘性能的影响，对介质响应技术和传统水分含量测试方法进行了对比分析。本文取得的主要成果如下:
　　(1)通过介质响应技术除了可以获得部分传统绝缘信息参数，还可以提取包括绝缘油纸的电导率等参数用于评估变压器绝缘状态的辅助绝缘信息参数，根据对本文两台新投运且初始状态相同的变压器测试结果分析表明，两台变压器的绝缘状态基本接近，与其绝缘的真实状态一致。
　　(2)通过对两台新投运变压器进行介质响应测试，得到了两台变压器的实测介质响应曲线，并推导计算得到了部分传统绝缘信息参数，由于电压等级的不同，以及测试原理的不一样，采用介质响应测试技术得到的基本绝缘信息参数与传统绝缘试验所得参数有所差异，但工频电容、介质损耗角正切大致接近。而绝缘电阻、吸收比和极化指数等值虽然有所偏差，但可以考虑将介质响应测试技术针对同一变压器在不同时间所测试得到的绝缘参量进行纵向比较，从而分析并评估该变压器绝缘状态情况。
　　(3)采用介质响应技术对现场变压器主绝缘进行水分含量的评估结果与传统Oommen平衡曲线推算测试结果大致接近，均可准确有效地评估变压器主绝缘的水分含量，并且介质响应技术可以避免传统化学方法取样过程中人为因素造成的误差影响，也解决了现场运行中的变压器无法取纸样测试其水分含量，同时也解决了由油样根据Oommen平衡曲线推算绝缘纸水分含量而造成的极大误差。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 电力变压器介质响应技术的研究意义

1．2 电力变压器介质响应技术在国内外的研究现状

1．2．1 电力变压器介质响应技术的回复电压法研究现状

1．2．2 电力变压器介质响应技术的极化去极化电流法研究现状

1．2．3 电力变压器介质响应技术的频域介电普法研究现状

1．3 本文主要内容

第2章 电力变压器介质响应测试技术基本原理及等效电路

2．1 分布介质响应测试方法的基本原理

2．1．1 介质响应的时域关系

2．1．2 介质响应的频域关系

2．2 变压器油纸绝缘的等效电路模型

2．2．1 变压器油纸绝缘的Debye等效电路模型

2．2．2 变压器油纸绝缘结构的等效X-Y模型

2．3 Debye等效电路模型的求解计算

2．3．1 根据PDC求解扩展Debye等效电路模型参数

2．3．2 根据扩展Debye等效电路求解RVM

2．4 介质响应分析软件设计及简介

2．5 本章小结

第3章 介质响应测试技术与变压器传统绝缘试验对比分析

3．1 传统绝缘试验的测试原理

3．1．1 绝缘电阻的测试方法

3．1．2 介质损耗因数

3．1．3 绝缘油纸电导率

3．2 介质响应测试技术的试验方法及相关参数计算方法

3．2．1 介质响应测试试验方法

3．2．2 绝缘参数信息分析

3．3 试验结果对比分析

3．3．1 传统绝缘试验参数

3．3．2 介质响应技术的测试结果

3．4 本章小结

第4章 基于介质响应技术的变压器主绝缘水分含量评估

4．1 变压器传统的水分含量测试方法

4．1．1 卡尔费休库伦滴定法

4．1．2 Oommen油纸水分平衡曲线

4．2 基于介质响应测试的变压器主绝缘水分含量评估方法

4．3 现场应用及评估结果对比分析

4．3．1 测试方法及设备

4．3．2 水分含量评估结果

4．4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢