[发明专利]一种获得变压器中油浸纸频域介电谱的方法

说明书

本发明提供一种获得变压器中油浸纸频域介电谱的方法，属于油浸式变压器绝缘介电响应诊断领域。该方法包括：测量变压器主绝缘的复电容，并计算其频域介电谱；测量绝缘油的复电容，并计算其频域介电谱；根据主绝缘和绝缘油的频谱，计算不同绝缘结构参数下的油浸纸频域介电谱；采用介电谱模型对不同绝缘结构下计算获得的油浸纸频谱进行拟合，拟合残差最小的一组即为所求的油浸纸频域介电谱。本发明能够实现在变压器主绝缘结构参数未知的情况下获得油浸纸的频域介电谱，为进一步解读油浸纸介电信息并得出其绝缘状态提供了更为有效的手段。

技术领域

本发明涉及油浸式变压器绝缘介电响应诊断领域，具体是一种获得变压器中油浸纸频域介电谱的方法。

背景技术

油浸式变压器的主绝缘是一种典型的油纸绝缘结构，在长期的运行过程中，由于受到电、热、水分以及机械等作用的影响，其绝缘性能逐渐下降，对变压器的安全稳定运行造成严重威胁。因此需要对变压器主绝缘状态进行准确有效的诊断，这是现在电力行业关注的热点，也是迫切需要解决的问题。基于介电响应的频域介电谱法(Frequency domainspectroscopy，FDS)是一种用于评估电气设备绝缘状态的非破坏性测量方法。由于携带信息丰富、抗干扰能力强、具有无损检测等特性，FDS被广泛用于含油电气设备，尤其是油浸式变压器油纸绝缘的状态评估领域。

变压器主绝缘由油道、撑条和绝缘纸筒构成，如图1所示。其频域介电谱会受到绝缘结构、绝缘油性能等多方面的影响，一般只能用来定性地分析绝缘状态。而油浸纸的频域介电谱不受绝缘结构的影响，并且包含全面的绝缘状态信息，可以用于定量分析变压器的绝缘状态。但是在实际应用中，能够直接测量得到的是变压器主绝缘的频域介电谱，因此需要把油浸纸的频域介电谱从主绝缘频谱中提取出来。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种获得油浸式变压器中油浸纸频域介电谱的方法，根据测量得到的主绝缘和绝缘油频域介电谱，结合介电谱模型，在主绝缘结构未知的情况下求取油浸纸的频域介电谱。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种获得油浸式变压器中油浸纸频域介电谱的方法，该方法包括以下步骤：

S1:测量变压器主绝缘的复电容C_all^*(ω)，并计算主绝缘的频域介电谱ε_all^*(ω)；

S2:测量绝缘油的复电容C_oil^*(ω)，并计算绝缘油的频域介电谱ε_oil^*(ω)；

S3:根据主绝缘的频域介电谱ε_all^*(ω)和绝缘油的频域介电谱ε_oil^*(ω)，计算不同绝缘结构参数下的油浸纸频域介电谱ε_paper^*(ω)；

S4:采用介电谱模型对不同绝缘结构下计算获得的油浸纸频谱ε_paper^*(ω)进行拟合，拟合残差最小的一组即为所求的油浸纸频域介电谱。

进一步的，所述S1和S2中的复电容C_all^*(ω)和C_oil^*(ω)由介电阻抗谱仪直接测量获得，频率测量范围为1mHz-10kHz，频域介电谱ε^*(ω)按照下式计算得到：

其中，ω为角频率，C^*(ω)为变压器主绝缘或绝缘油的复电容，C₀为绝缘的几何电容。

进一步的，所述S3具体包括如下步骤：