[发明专利]一种变压器绕组不均匀受潮状态的评估方法

摘要

本发明公开了一种变压器绕组不均匀受潮状态的评估方法。首先搭建实验平台，设定不同湿度使变压器绕组不均匀受潮，通过频域介电谱测试仪获得不均匀受潮绕组的复介电常数实部及复介电常数虚部，分别对复介电常数实部及复介电常数虚部拟合得到频域介电谱曲线，然后获取变压器绕组不均匀受潮评估的特征参量，最后计算出不均匀受潮程度。通过本发明提供变压器绕组不均匀受潮的评估方法，能有效地判断变压器绕组不均匀受潮程度。

主权项

1.一种变压器绕组不均匀受潮状态的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：搭建实验平台搭建变压器绕组不均匀受潮实验平台，主要由第一高压绕组(1a)、第二高压绕组(2a)、第三高压绕组(3a)、第一低压绕组(1b)、第二低压绕组(2b)、第三低压绕组(3b)、第一绝缘纸(1c)、第二绝缘纸(2c)、第三绝缘纸(3c)、第一高压绕组接线端子(4a)、第二高压绕组接线端子(4b)、第三高压绕组接线端子(4c)、第一低压绕组接线端子(5a)、第二低压绕组接线端子(5b)、第三低压绕组接线端子(5c)、第一湿度传感器(6a)、第二湿度传感器(7a)、第三湿度传感器(6b)、第四湿度传感器(7b)、第五湿度传感器(6c)、第六湿度传感器(7c)、第一加湿器(8a)、第二加湿器(8b)、第三加湿器(8c)、第一电阻丝(9a)、第二电阻丝(9b)、第三电阻丝(9c)、绝缘油箱(10)、第一挡板(12)、第二挡板(13)、终端机(14)、频域介电谱测试仪(15)、湿度控制系统(16)、温度控制系统(17)组成，绝缘油箱(10)中装有绝缘油(11)，绝缘油(11)的高度高过第一高压绕组(1a)、第二高压绕组(2a)、第三高压绕组(3a)，第一挡板(12)、第二挡板(13)将绝缘油箱(10)分成三部分，第一高压绕组接线端子(4a)、第二高压绕组接线端子(4b)、第三高压绕组接线端子(4c)接至频域介电谱测试仪(15)的高压端，第一低压绕组接线端子(5a)、第二低压绕组接线端子(5b)、第三低压绕组接线端子(5c)接至频域介电谱测试仪(15)的低压端，频域介电谱测试仪(15)连接至终端机(14)，第一湿度传感器(6a)、第二湿度传感器(7a)、第三湿度传感器(6b)、第四湿度传感器(7b)、第五湿度传感器(6c)、第六湿度传感器(7c)连接至终端机(14)，第一加湿器(8a)、第二加湿器(8b)、第三加湿器(8c)连接至湿度控制系统(16)，湿度控制系统(16)连接至终端机(14)，第一电阻丝(9a)、第二电阻丝(9b)、第三电阻丝(9c)置于绝缘油箱(10)箱底并连接至温度控制系统(17)，温度控制系统(17)连接至终端机(14)；终端机(14)发出指令给湿度控制系统(16)，湿度控制系统(16)控制第一加湿器(8a)、第二加湿器(8b)、第三加湿器(8c)；第二步：接通温度控制系统(17)，控制第一电阻丝(9a)、第二电阻丝(9b)、第三电阻丝(9c)加热到测试温度T₀；第三步：接通湿度控制系统(16)，分别对第一加湿器(8a)、第二加湿器(8b)、第三加湿器(8c)设置不同湿度值，终端机(14)检测第一湿度传感器(6a)、第二湿度传感器(7a)、第三湿度传感器(6b)、第四湿度传感器(7b)、第五湿度传感器(6c)、第六湿度传感器(7c)湿度值，当第一湿度传感器(6a)与第二湿度传感器(7a)湿度值相等、第三湿度传感器(6b)与第四湿度传感器(7b)湿度值相等、第五湿度传感器(6c)与第六湿度传感器(7c)湿度值相等后，开启频域介电谱测试仪(15)分别测试变压器三个绕组在T₀温度下多个频率点的复介电常数实部ε′与复介电常数虚部ε″，取i＝0,1...18，测试频率点f_i依次为0.001Hz，0.002Hz，0.005Hz，0.01Hz，0.02Hz，0.05Hz，0.1Hz，0.2Hz，0.5Hz，1Hz，2Hz，5Hz，10Hz，20Hz，50Hz，100Hz，200Hz，500Hz，1000Hz，分别得到对应的复介电常数实部ε_i′与复介电常数虚部ε_i″；第四步：获取频率介电谱的拟合曲线测试在频率点f_i的复介电常数实部ε_i′与复介电常数虚部ε_i″，分别对复介电常数实部ε_i′及复介电常数虚部ε_i″进行拟合，拟合方法为：式中，l_i(x)表示拉格朗日插值基函数，x_i表示第i个频率点的值；P_ε′(x)＝l₀(x)y₀+l₁(x)y₁+…+l_n(x)y_n  (2)P_ε″(x)＝l₀(x)h₀+l₁(x)h₁+…+l_n(x)h_n  (3)式中，y_i表示第i个频率点下复介电常数实部ε_i′的值，h_i表示第i个频率点下复介电常数虚部ε_i″的值；将频率点f_i的值带入(1)式得到l_i(x),得到的l_i(x)和复介电常数实部ε_i′的值带入到(2)式得到频率介电谱的拟合曲线ε′‑f；将频率点f_i的值带入(1)式得到l_i(x),得到的l_i(x)和复介电常数虚部ε_i″的值带入到(3)式得到频率介电谱的拟合曲线ε″‑f；第五步：不均匀受潮特征参量提取选取拟合曲线ε′‑f中10^‑3Hz～10^‑1Hz的频率范围作为复介电常数实部ε′评估不均匀受潮的特征频段，选取拟合曲线ε″‑f中10^‑1Hz～10²Hz的频率范围作为复介电常数虚部ε″评估不均匀受潮的特征频段，对复介电常数实部ε′及复介电常数虚部ε″在其各自的特征频段内进行积分，表达式为：S_RP表示对复介电常数实部ε′进行积分，S_IP表示对复介电常数虚部ε″进行积分，S_RP、S_IP作为变压器绕组不均匀受潮评估的特征参量；第六步：计算变压器绕组不均匀受潮程度对变压器三个绕组分别进行特征参量提取，取m＝0,1,2，记为S_RPm、S_IPm，定义系数K_m，K_m表达式为：计算系数K_m之间的差值，计算方式为：ΔK₂＝|K₂‑K₁|，ΔK₁＝|K₁‑K₀|，ΔK₀＝|K₀‑K₂|  (7)记ΔK_min＝min{ΔK₀，ΔK₁，ΔK₂}；计算变压器绕组不均匀受潮程度J，公式为：