【摘要】：換流變壓器作為高壓直流輸電的重要裝置,保證換流變壓器的穩(wěn)定正常工作對(duì)于增加電網(wǎng)的安全性具有十分重要的意義。但是近些年來,換流變壓器發(fā)生故障的次數(shù)較多,對(duì)于直流輸電的正常運(yùn)行造成較大負(fù)擔(dān)。換流變壓器長期工作,直流與交流的復(fù)合電壓需要同時(shí)施加在其閥側(cè)繞組。針對(duì)換流變壓器來說,油紙絕緣局部放電的復(fù)雜程度與電力變壓器相比有較大的不同,因此兩者的缺陷發(fā)展程度評(píng)估存在著明顯區(qū)別。局部放電作為換流變壓器絕緣性能評(píng)判的主要標(biāo)準(zhǔn),能夠有效地得到變壓器的工作狀態(tài)。因此,換流變壓器對(duì)于直資流輸電系統(tǒng)的正常工作起到重要作用,其油紙絕緣的診斷有著十分重要的意義。目前對(duì)于復(fù)合電壓下的局部放電波形特征研究較少,因此對(duì)于局部放電的單個(gè)波形的幾何特征進(jìn)行研究,對(duì)于提高缺陷發(fā)展階段的劃分準(zhǔn)確率有積極影響。為了模擬換流變壓器的工作環(huán)境,探究其油紙絕緣缺陷的發(fā)展規(guī)律并且與單個(gè)波形的幾何特征的關(guān)聯(lián)性,本文搭建了油紙絕緣局部放電的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),包括球板模型和針板模型,實(shí)驗(yàn)材料預(yù)處理系統(tǒng)及脈沖電流法檢測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)驗(yàn)使用恒壓法的加壓方式,探究了復(fù)合電壓下油紙絕緣缺陷的發(fā)展過程,使用無感電阻和示波器對(duì)局部放電的電壓波形進(jìn)行采集,研究了交直流電壓比例為1:1的不同缺陷發(fā)展階段的單個(gè)波形的幾何特征。本文通過示波器得到單個(gè)局部放電波形,對(duì)單個(gè)波形的幾何特征進(jìn)行分析,構(gòu)成最大幅值分布圖,單個(gè)波形總時(shí)間分布圖和最大幅值時(shí)間所占比例分布圖。通過分析每個(gè)時(shí)間段內(nèi)的局部放電平均值與構(gòu)成特性,研究每個(gè)放電階段中各個(gè)物理量的變化特性。對(duì)每一個(gè)分布圖提取了方差、平均值、陡峭度與偏斜度四種特征量,然后利用K-means算法將整個(gè)缺陷發(fā)展過程進(jìn)行聚類,對(duì)球板模型和針板模型油紙絕緣的缺陷發(fā)展程度進(jìn)行劃分,將缺陷發(fā)展程度分為缺陷發(fā)展起始、缺陷發(fā)展中期和缺陷發(fā)展后期三個(gè)階段,波形幾何特征的特征量具有明顯差異。通過三個(gè)三維分布圖可以看出,在每個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi),單個(gè)波形的幾何特征的分散性也具有一定的規(guī)律性。與球板模型相比,針板模型得到的幾何參數(shù)具有更高的隨機(jī)性。結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,我們可以利用特征量對(duì)油紙絕緣缺陷的發(fā)展程度進(jìn)行判斷。研究結(jié)果為換流變壓器缺陷發(fā)展程度評(píng)估提出一種新的方法。
【圖文】：

（１）脈沖電流法逡逑根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ＩＥＣ６０２７０，脈沖電流法是檢測(cè)變壓器局部放電的主要手段，逡逑原理如圖１．２所示，當(dāng)局部放電出現(xiàn)在試品（＾時(shí)，試品兩端會(huì)出現(xiàn)脈沖電逡逑流，脈沖電流便將流經(jīng)耦合電容Ｃｋ，在耦合電容上出現(xiàn)一個(gè)瞬時(shí)的電壓變逡逑化，，即脈沖電壓Ａｆ／。依據(jù)對(duì)脈沖電壓的采集與處理，進(jìn)而獲取局部放電的逡逑基本特征量。脈沖電流法是對(duì)局部放電信號(hào)中的低頻部分進(jìn)行測(cè)量，多集中逡逑于１０ＭＨｚ以下，來避免無線電對(duì)它的干擾。逡逑二二邋ｃｋ逡逑Ｃｘ邋Ｉ邋示波器逡逑＞邋Ｚｄ逡逑圖１．２脈沖電流法原理圖逡逑脈沖電流法的測(cè)量回路包括直接法測(cè)量回路和平衡法測(cè)量回路，直接逡逑法測(cè)量回路又包括并聯(lián)法測(cè)量回路與串聯(lián)法測(cè)量回路。具體的測(cè)量回路如下逡逑圖所示。其中因?yàn)榇罅侩姎庠O(shè)備無法與地?cái)嚅_，所以并聯(lián)法測(cè)量線路在實(shí)際逡逑中廣泛應(yīng)用。但是因?yàn)樵摲椒〞?huì)產(chǎn)生較大的工頻電流進(jìn)而使檢測(cè)阻抗燒毀，逡逑并且在測(cè)試儀器上會(huì)產(chǎn)生過電壓的危險(xiǎn)。串聯(lián)法測(cè)量回路通常使用在小電容逡逑的被測(cè)設(shè)備上

圖１．５平衡法測(cè)量回路逡逑（２）特高頻法逡逑當(dāng)油紙絕緣在較小區(qū)域內(nèi)發(fā)生局部放電的時(shí)候，局部放電的發(fā)展很快，逡逑產(chǎn)生頻率較高的脈沖電流，所發(fā)射的電磁波頻率可以高達(dá)數(shù)ＧＨｚ。特高頻逡逑是在２０世紀(jì)８０年代開始使用在ＧＩＳ的局部放電檢測(cè)中，并在后來被逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM855

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2643311