本文關鍵詞：變壓器絕緣老化與壽命評估，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《山東大學》 2010年

變壓器絕緣老化檢測試驗與壽命評估方法研究

馬元  

【摘要】： 變壓器作為輸變電技術(shù)中最為關鍵與昂貴的電力設備,其安全可靠性對于整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行至關重要。但在不同負荷和實際運行條件下,電力變壓器的絕緣會出現(xiàn)各種老化現(xiàn)象,導致其實際壽命并不等于銘牌壽命。研究變壓器絕緣老化的監(jiān)測與分析方法,以準確評估變壓器的運行壽命,對發(fā)展電力設備的狀態(tài)維修策略以及保證電力系統(tǒng)的安全、可靠與穩(wěn)定運行,具有非常重要的應用價值和現(xiàn)實意義。 本文詳細分析了變壓器固體絕緣和油老化的主要機理,結(jié)合絕緣紙聚合度測定、油中糠醛濃度分析和極化去極化電流分析等技術(shù),提出對變壓器運行壽命進行綜合評估的分析方法。 通過分析纖維素分解的物理過程與作用機制,建立了基于固體絕緣聚合度評估變壓器壽命的數(shù)學模型；通過分析纖維素分解生成糠醛溶于油的物理化學過程,建立糠醛生成量與聚合度值之間的函數(shù)關系,獲得了應用油中糠醛濃度評估變壓器運行壽命的分析方法。分別采用粘度法和高性能液相色譜分析法來測定固體絕緣聚合度和油中糠醛濃度,開展了大量的變壓器絕緣檢測試驗研究,對試驗中的技術(shù)細節(jié)問題提出了解決方案,并驗證了所建分析模型的有效性。 基于電介質(zhì)極化理論,對極化去極化電流分析法中的公式進行了重新推導與修正,提出將電介質(zhì)極化產(chǎn)生的瞬時位移極化電流作為重要的組成部分,從而使極化去極化電流的數(shù)學描述公式更全面地反映電介質(zhì)極化的物理過程。開展了大量的極化去極化電流測量試驗,分析了極化去極化電流曲線受溫度及含水量等影響的變化規(guī)律。采用電介質(zhì)響應函數(shù)來表征電介質(zhì)的極化,將時域的極化過程變換到頻域去計算；同時,采用最小二乘法對變壓器主絕緣的等效模型參數(shù)進行計算,實現(xiàn)了以等效電路模型對極化去極化電流曲線的數(shù)值模擬,并用此模型計算了變壓器絕緣的介質(zhì)損耗因數(shù)。 針對不同負荷運行條件下的主變聚合度、油中糠醛濃度和極化去極化電流數(shù)據(jù),采用相關性分析、方差分析、非參數(shù)假設驗證等數(shù)理統(tǒng)計分析方法,獲得變壓器絕緣紙聚合度、油中糠醛濃度和固體絕緣直流電導率隨運行年限變化的一般數(shù)值規(guī)律,以及各自隨負荷變化的區(qū)域分布特性,并通過數(shù)學分析得到了絕緣紙聚合度與油中糠醛濃度之間的線性關系及其區(qū)域分布規(guī)律。綜合上述幾種變壓器壽命評估方法之間的數(shù)量關系和應用特性,建立了變壓器絕緣老化壽命的綜合評估決策樹,可提高壽命預測的準確性,并提出將壽命評估與故障率分析相結(jié)合以保證變壓器運行可靠性的新觀點。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TM855
【目錄】：

中文摘要10-12

英文摘要12-15

主要符號說明15-16

第一章 緒論16-33

1.1 變壓器老化壽命評估的意義16-17

1.2 變壓器絕緣老化機理的研究17-24

1.2.1 固體絕緣結(jié)構(gòu)及其老化機理18-22

1.2.2 液體絕緣老化特性22-24

1.3 變壓器絕緣老化壽命評估模型的研究現(xiàn)狀24-26

1.4 變壓器絕緣壽命評估的研究現(xiàn)狀26-31

1.4.1 液體絕緣的化學及電氣檢測方法26-28

1.4.2 固體絕緣檢測方法28-31

1.5 本文主要研究內(nèi)容31-33

第二章 絕緣紙聚合度檢測試驗研究與變壓器壽命分析33-44

2.1 絕緣紙老化主要因素分析33-34

2.2 基于聚合度評估的數(shù)學模型34-36

2.3 絕緣紙聚合度的測定方法研究36-38

2.3.1 DP值測定原理36-37

2.3.2 DP值測定實驗方法37-38

2.4 基于聚合度的變壓器壽命分布研究38-41

2.5 研究的深入方向41-42

2.6 小結(jié)42-44

第三章 基于油中糠醛含量的壽命評估建模及試驗研究44-56

3.1 糠醛的生成機理及其性質(zhì)44-45

3.2 基于糠醛含量評估壽命模型的建立45-48

3.3 高性能液相色譜分析法的研究48-50

3.3.1 油中糠醛含量的檢測原理48

3.3.2 HPLC實驗分析方法48-50

3.4 基于油中糠醛含量的變壓器壽命分布研究50-53

3.5 研究的深入方向53-55

3.6 小結(jié)55-56

第四章 極化去極化電流模型優(yōu)化及變壓器壽命分布研究56-75

4.1 極化去極化電流產(chǎn)生機理及模型優(yōu)化56-61

4.2 PDC測量方法的研究61-65

4.3 PDC等效電氣建模與介損計算65-71

4.4 基于PDC的變壓器壽命分布研究71-73

4.5 小結(jié)73-75

第五章 變壓器絕緣老化壽命綜合評估的方法研究75-83

5.1 油中糠醛含量與絕緣紙聚合度相關性分布研究75-77

5.2 變壓器絕緣老化壽命的綜合評估方法77-82

5.3 小結(jié)82-83

第六章 結(jié)論83-85

參考文獻85-95

致謝95-96

攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文96-97

學位論文評閱及答辯情況表97

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本文編號：105506