[发明专利]基于频域Havriliak-Negami模型的电力变压器受潮检测方法

说明书

技术领域

本发明属于油纸绝缘电力设备的绝缘状态诊断检测与寿命评估领域，涉及一种基于普适弛豫定律的油纸绝缘电力设备受潮检测方法。

背景技术

油纸复合绝缘是一种重要和优良的绝缘组合方式，一直被成功用于大型变压器、套管、互感器、电容器、电缆等电力设备。在油纸绝缘电力设备行过程中，其油纸绝缘长期承受热、电、机械、化学等多种外部应力作用，导致自身绝缘和机械性能逐渐下降并可能造成故障。因此，准确诊断油纸绝缘系统的老化状态，对预测油纸绝缘电力设备的寿命至关重要，也是实现油纸绝缘电力设备状态维护的前提和基础。

为了维护油纸绝缘设备的安全运行，长期以来电力系统通过定期进行常规预防性试验的方法对设备的运行状态进行检测（DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》），该方法在几十年的应用过程中发挥了重要的作用。但近年来随着能源短缺、负荷增加以及维修费用减少等因素的影响，原有的预防性试验由于检修周期长、缺乏真实性，存在维修不足或超量现象，逐渐向状态维修体制转化，但在实际执行中，如何对设备的绝缘状况和剩余寿命进行很好的评估，仍存在不少问题。

变压器是电力系统输变电的关键设备，变压器的安全稳定运行对保障电力系统的可靠性十分重要。目前我国几乎全部110kV及以上等级变压器均采用油纸绝缘，在长期运行过程中，受潮和老化会使油纸绝缘含水量增加，含水量增加不仅影响油纸绝缘的绝缘强度，还会进一步加速绝缘老化，降低设备的机械寿命和电气寿命，影响设备的安全运行。截至2010年，我国运行超过10年的10kV及以上等级变压器数量所占比例不到1／4，变压器运行年限整体偏小，在未来相当一段时间，大量变压器会进入老化期，老化状态的检测将成为变压器状态检修的重点之一，油纸绝缘含水量作为评估变压器绝缘状态和老化状态的重要指标，对确保变压器的安全稳定运行意义重大。

介质响应技术是检测油纸绝缘含水量的一种无损诊断技术，该技术通过油纸绝缘的介质响应曲线判断其含水量：当电场作用在电介质上时，可观察到两种介电响应现象：电导和极化。电导是由于载流子即电子和离子的不断移动而形成的，而极化是由于电介质内部沿电场方向出现宏观偶极矩而形成。介质的极化过程相当复杂，它与介质的老化、劣化和受潮等状态密不可分。极化去极化电流法通过测量绝缘介质的去极化电流，并进行分析处理以判断油纸绝缘系统的绝缘状况。

发明内容

为了解决现有技术中油纸绝缘电力设备绝缘受潮状态评估方法中需要将变压器进行吊芯处理才能提取绝缘纸样，操作程序复杂且可能破坏变压器绝缘的问题，本发明提供了基于频域Havriliak-Negami模型的电力变压器受潮检测方法，该法可在不吊芯、不破坏绝缘材料，不用取样的前提下分析油纸绝缘受潮状态，为准确评估电力变压器绝缘性能和预测剩余寿命提供可靠依据为了解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于频域Havriliak-Negami模型的电力变压器受潮检测方法，包括如下步骤，

1）测试设备参数设置，根据被测试设备的相关参数，选取和设置频域介电谱测试仪的参数，包括测试电源的交流电压峰值U_max，最高测试频率f_H和最低测试频率f_L；

2）采样测量及解谱，测量采样自动进行，测量得到电力变压器油纸复合绝缘的复介电常数，包括复介电常数的实部ε′和虚部ε″；采用Havriliak-Negami模型方程，该方程中包含了表征被测油纸复合绝缘极化过程的特征量，再对实测得到的复介电常数进行拟合，进而从中提取所需特征量。Havriliak-Negami模型方程所表示的复介电常数如下所示，