1000kV交流变压器油浸纸板老化特性研究

摘要

随着国家特高压工程的持续建设，高压、超高压、特高压变压器绝缘老化如何评估成为电力行业急待解决的问题。目前，国内外更多学者运用介电响应原理评估油浸式变压器的运行状况，但仅局限于对油纸绝缘系统介电响应参数的研究。因此本论文针对环境影响因素对极化去极化电流的影响开展研究，探求基于阶梯温度和绝缘老化程度的极化去极化电流评价变压器绝缘老化的影响规律。 论文主要研究内容：自主设计并实现了油纸绝缘电-热老化试验平台，开发了极化去极化电流（nA级）测量系统，同时完成了基于Lavbiew的上位机软件开发。在此基础上开展一系列油浸绝缘纸板的电-热联合老化试验，针对不同老化程度的试验样品开展聚合度测定试验，制备出不同老化程度的油浸绝缘纸板样品。开展了阶梯温度下的极化去极化电流（PDC）研究，获得了极化去极化电流曲线族，分析实验结果，探求阶梯温度、老化程度对油浸绝缘纸板PDC特征曲线的影响规律。并通过双变量下油浸绝缘纸板边缘电场仿真，验证阶梯温度与老化程度对极化去极化（PDC）特征曲线的影响。 本文得出以下研究结论：油浸绝缘纸板试品在阶梯温度、老化程度的共同作用下，极化去极化电流曲线均明显向左上方平移，并且曲线到达稳定值的时间发生前移。温度50℃以上，极化去极化电流加速向左上方平移，说明温度超过50℃以上，绝缘内部载流子数量和离子热运动加剧所致。通过电导率的计算和绝缘材料边缘电场仿真进一步验证了50℃是本次试验的极化去极化特征曲线的拐点。为极化去极化电流法评价变压器绝缘老化状态提供了新的思路。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 高电压电网建设历程

1.1.2 变压器油纸绝缘

1.1.3 变压器绝缘纸板研究意义

1.2 绝缘材料研究

1.2.1 绝缘纸板种类研究

1.2.2 油纸绝缘老化影响因素

1.3 油纸绝缘国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.4 本文主要研究内容

2 绝缘检测方法研究

2.1 电介质电热老化机理

2.2 电介质极化型式

2.3 绝缘油纸老化状态检测方法

2.3.1 纤维素聚合度

2.3.2 极化去极化电流测量原理

2.3.3 极化去极化电流温度平移原理

2.4 本章小结

3 试验平台设计与搭建

3.1 试验平台设计

3.1.1 试验平台设计

3.1.2 试验模型

3.1.3 试验样品

3.2 电热联合老化试验

（1） 油纸试样的制备

（2） 交流电老化试验电压选取

（3） 热老化试验温度的选取

3.3 PDC测量系统研制

3.3.1 硬件部分

3.3.2 软件部分

3.4 本章小结

4 极化去极化电流试验及分析

4.1 聚合度测量结果

4.2 极化电流试验

4.3 去极化电流试验

4.3.1 去极化电流试验结果分析

4.3.2 试验数据拟合分析

4.4 本章小结

5 电磁场仿真及分析

5.1 电磁场数值分析方法

5.2 仿真参数分析

5.3 电场仿真分析

5.3.1 电势分布仿真研究

5.3.2 试验过程仿真研究

5.4 本章小结

结论

参 考 文 献

攻读硕士学位期间发表学术论文及专利情况

致谢

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