[发明专利]一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法

说明书

本发明公开了一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法，属于电力变压器绝缘状态评估技术领域，通过在‑30℃～0℃温区内构建油浸纸板‑水分复合介质体系介电参数的表示方法、建立仅老化程度影响的介电参数特征频段、构建考虑变压器油粘度变化的变压器油介电弛豫模型、建立变压器主绝缘的等效介电弛豫模型库，以及对频域介电响应损耗因数曲线拟合计算，对主绝缘内油浸纸板中的水分含量和聚合度进行定量计算；通过建立油纸绝缘沿面闪络电压数据库，采用非线性高斯核支持向量机算法，对油纸绝缘沿面闪络电压数据进行训练，实现对变压器内油纸绝缘闪络电压的量化分析。

技术领域

本发明属于电力变压器绝缘状态评估技术领域，特别是涉及到一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法。

背景技术

随着我国电网的全面发展，东北、新疆及内蒙古等寒冷地区的中高压、特高压线路逐渐增多，冬季时局部高寒地区最低气温达到-55℃，因此挂网运行的电力设备均面临低温环境的严苛考验。油浸式电力变压器作为能源转换的关键设备，冬季因负荷变化或运行故障需投切备用设备时，长期处于低温环境下的油浸式电力变压器，其内部变压器油的粘度及绝缘老化、受潮产生水分的相态等均发生变化，这使得油纸绝缘性能下降，严重威胁电网的稳定运行，因此为了保障我国电力能源输运的安全，对处于高寒地区的变压器绝缘状态进行准确评估至关重要。

传统现场变压器绝缘状态离线检测时，外部环境温度通常在10℃～30℃，而油浸式变压器内部绕组的平均温度最高不超过85℃，因此实际测试温度一般为10℃～85℃之间，此时评估多关注于变压器内部油纸绝缘老化、受潮状态。但在冬季检测备用变压器时，变压器油粘度随温度下降而急剧增加，间接测试与吊芯直接取样方式均不易实现，因而低温环境下变压器油纸绝缘性能特征参数无法有效获取；同时，对于长期处于低温环境下的备用变压器，投切时更关注于低温环境对老化、受潮后油纸绝缘介电强度的影响，油纸绝缘老化或受潮后的击穿场强在低温环境明显降低，且在较低温度下其沿面闪络及击穿特性的变化规律也显著不同，现有频域介电响应无损检测技术不能满足高寒地区冬季变压器绝缘状态诊断的需求。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法，用于解决高寒地区冬季变压器绝缘状态不能准确诊断的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高寒环境油浸式变压器绝缘闪络电压的评估方法，包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，

步骤一、在低温区内通过频域介电响应测试系统，对不同含水率、不同老化程度油浸纸板进行频域介电响应测试，获得复介电常数的虚部和实部基础数据；所述低温区为-30℃～0℃；

步骤二、将步骤一中测试获得的不同含水率油浸纸板基础介电响应数据，构建油浸纸板-水分复合介质体系介电参数的表示方法；

步骤三、将步骤一中测试获得的不同老化程度的油浸纸板基础介电响应数据进行对比分析，建立仅老化程度影响的介电参数特征频段，用以区分水分与老化对油浸纸基础介电响应数据的影响；

步骤四、在-30℃～0℃温区内对不同老化程度变压器油的直流电导率、复介电常数进行测试，重新构建考虑变压器油粘度变化的变压器油介电弛豫模型；

式中，ω为角频率，单位：弧度/秒；T为测试温度，单位：开尔文；△E为变压器油活化能，与变压器油粘度、老化程度密切相关，单位：千焦/摩尔；ε₀为真空介电常数，8.854×10^-12法/米；δ为变压器油直流电导率，单位：西门子/米；

步骤五、根据变压器电压等级、内部绕线、绝缘构架方式，分别对主绝缘进行模型简化，等效为二维模型，建立变压器主绝缘的等效介电弛豫模型库；