亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于去極化電流子譜線的 油紙絕緣老化評(píng)估

        2015-05-27 02:39:28吳文宣張孔林蔡金錠施廣宇李安娜
        電氣技術(shù) 2015年6期
        關(guān)鍵詞:變壓器

        吳文宣 張孔林 蔡金錠 施廣宇 李安娜

        (1.國(guó)家電網(wǎng)福建省電力公司,福州 350001;2.福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院,福州 350007; 3.福州大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院,福州 350108)

        油紙絕緣設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中,受到電、熱、機(jī)械等因素的影響,其內(nèi)部絕緣材料的微觀分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,同時(shí)產(chǎn)生水、醛、酸、酮等強(qiáng)極性老化產(chǎn)物,使得油紙絕緣系統(tǒng)的介電特性發(fā)生改變[1]。目前用于油紙絕緣老化狀態(tài)評(píng)估方面的技術(shù)和方法眾多,在這些方法中有非電氣特征量分析方法和電氣特征量判別法[2-4]。近年來(lái),基于時(shí)域介電響應(yīng)理論的電氣特征量判別法頗受國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注,其中極化去極化電流(PDC)方法能有效地反應(yīng)油紙絕緣老化狀態(tài)也廣受研究[5-6]。大多學(xué)者采用實(shí)驗(yàn)方法研究去極化電流曲線與老化程度、溫度等的關(guān)系,但只是定性地分析在不同情況下去極化電流曲線的變化,而對(duì)去極化電流內(nèi)部弛豫特性與油紙絕緣老化狀況的關(guān)系少有研究。

        針對(duì)上述文獻(xiàn)中出現(xiàn)的不足,本文研究去極化電流內(nèi)部弛豫特性,并提出去極化電流子譜線的油紙絕緣老化判別方法。該方法首先基于擴(kuò)展德拜模型等效電路建立指數(shù)式衰減的去極化電流函數(shù),從中提取子譜線和子譜線能量這兩個(gè)特征量。其次,探討子譜線能量與絕緣老化狀況的關(guān)系,從而得到油紙絕緣老化的判別方法,并進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證。最后,研究子譜線與油紙絕緣成分的對(duì)應(yīng)關(guān)系,為進(jìn)一步區(qū)分油或紙的老化奠定良好的基礎(chǔ)。

        1 等值電路模型及去極化電流函數(shù)

        基于擴(kuò)展debye 模型[7]的介質(zhì)響應(yīng)等效電路常用來(lái)分析油紙絕緣系統(tǒng)的復(fù)雜極化過(guò)程,如圖1所示。

        圖1 基于擴(kuò)展debye 模型的介質(zhì)響應(yīng)等效電路

        Rg是油紙組合絕緣嚴(yán)格物理意義上的絕緣電阻,反映油紙組合絕緣的電導(dǎo)情況,Rg可以通過(guò)最大時(shí)間處極化電流與去極化電流之差與直流電壓的比值得到;Cg是絕緣系統(tǒng)的幾何電容,其為工頻下的測(cè)量電容;利用n條RC 串聯(lián)支路的并聯(lián)電路來(lái)等效極化電路。

        將開(kāi)關(guān)K 合在1 處,即在油紙絕緣設(shè)備的絕緣機(jī)構(gòu)兩極施加直流脈沖高電壓U0,在時(shí)間段tc內(nèi)對(duì)油紙絕緣設(shè)備充電,電介質(zhì)處于極化過(guò)程,此時(shí)流過(guò)電介質(zhì)的電流為極化電流ip;然后然后將開(kāi)關(guān)K合在2 外,即油紙絕緣設(shè)備的兩極短路,放電td時(shí)間,此時(shí)電介質(zhì)處于去極化過(guò)程,測(cè)量流過(guò)電介質(zhì)中的反向去極化電流id,直至趨近于零為止。形成曲線如圖2所示。

        去極化電流id反映了油紙絕緣設(shè)備內(nèi)部不同電介質(zhì)的弛豫響應(yīng)變化過(guò)程,其函數(shù)表達(dá)式為[8]

        圖2 極化去極化電流測(cè)試過(guò)程

        式中,C0為真空電容值,n表示介質(zhì)中弛豫機(jī)構(gòu)的個(gè)數(shù),也稱為極化支路數(shù),τi為弛豫機(jī)構(gòu)的響應(yīng)時(shí)間,Ai表示第i個(gè)弛豫機(jī)構(gòu)的權(quán)重系數(shù),Bi=C0U0Ai,它表示第i項(xiàng)弛豫機(jī)構(gòu)對(duì)去極化電流的貢獻(xiàn)。

        從式(1)可以看到,n條極化支路共同作用的去極化電流可以看成n個(gè)指數(shù)衰減項(xiàng)疊加而成,本文稱每個(gè)指數(shù)衰減項(xiàng)為去極化電流的子譜線idi,其表達(dá)式如下所示:

        另外,引入一個(gè)新的特征量——子譜線能量Qi,其表達(dá)式如式(4)所示

        Qi能說(shuō)明各子譜線能量積累和釋放的過(guò)程,通過(guò)求取子譜線能量,可更好地獲悉各個(gè)子譜線變化的微觀過(guò)程。

        而根據(jù)電介質(zhì)理論,去極化電流屬于介質(zhì)中的吸收電流,它與弛豫極化強(qiáng)度Pr的關(guān)系為[9]

        S為吸收電流所流經(jīng)的介質(zhì)截面積,與介質(zhì)的絕緣結(jié)構(gòu)有關(guān),它隨老化的的變化程度不大。

        式(5)經(jīng)變換有

        通過(guò)比較式(4)和式(6)可知,各弛豫機(jī)構(gòu)的子譜線能量與其相應(yīng)的極化強(qiáng)度是相關(guān)的,因此 可以用子譜線能量Qi來(lái)表征絕緣介質(zhì)的極化強(qiáng)度, 其能更直觀的判別油紙絕緣系統(tǒng)的老化狀態(tài)。

        2 應(yīng)用子譜線能量分析油紙絕緣老化狀況

        2.1 子譜線能量與老化狀況關(guān)系

        本文對(duì)多臺(tái)變壓器的去極化電流測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真和分析,由于篇幅限制,現(xiàn)以下面兩臺(tái)不同絕緣狀況的變壓器如表1所示為例,研究子譜線能量與不同老化狀況的關(guān)系。

        表1 變壓器的基本信息

        利用去極化電流測(cè)試法對(duì)上述兩臺(tái)變壓器進(jìn)行測(cè)試,試驗(yàn)回路示意圖如圖3所示。靜電計(jì)內(nèi)置直流高壓電源和高精度電流表,A 為高精度的測(cè)量?jī)x表,能夠把微小的極化去極化電流數(shù)值記錄下來(lái)。開(kāi)關(guān)1 和2 的功能與圖1的一致。

        圖3 試驗(yàn)回路示意圖

        在充電電壓為2000V,充電時(shí)間和放電時(shí)間都為1000s 時(shí),測(cè)試得到的去極化電流曲線如圖4所示。

        圖4 不同老化程度的去極化電流測(cè)試曲線

        在去極化電流測(cè)量數(shù)據(jù)的情況下,采用最小二乘擬合法可以求解出各支路參數(shù)、時(shí)間常數(shù)和對(duì)去極化電流的貢獻(xiàn)Bi。

        隨著支路數(shù)的增加,未知數(shù)也會(huì)增加,這將使參數(shù)計(jì)算更加困難。文獻(xiàn)[10]采用6 條極化支路時(shí)的計(jì)算結(jié)果已能較準(zhǔn)確地吻合試驗(yàn)數(shù)據(jù),因此,筆者采用6 條極化支路進(jìn)行計(jì)算分析。下面利用最小二乘擬合法[11],求解出T1和T2變壓器的參數(shù)如表2和表3所示。

        表2 T1 變壓器的等效電路參數(shù)

        表3 T2 變壓器的等效電路參數(shù)

        根據(jù)現(xiàn)有判別方法:去極化電流的Debye 模型中最大和最小時(shí)間常數(shù)對(duì)應(yīng)的R、C可作為表征油紙絕緣老化程度的特征量[12],再結(jié)合表2和表3結(jié)果,可以判斷T1的絕緣情況比T2的好。

        根據(jù)式(4),子譜線能量Qi=Biτi,可以得到三臺(tái)變壓器的子譜線能量見(jiàn)表4。

        表4 不同變壓器的子譜線能量

        從表4可以看到,T2變壓器絕緣老化嚴(yán)重,其子譜線能量比T1變壓器大。子譜線能量Qi隨絕緣水平的降低而顯著增加,因此它可以作為老化診斷的新特征量。與現(xiàn)有判別方法對(duì)比,子譜線能量對(duì)老化變化更加靈敏,不同老化程度的子譜線能量差別大。為說(shuō)明該結(jié)論的正確性,下面進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。

        2.2 結(jié)論驗(yàn)證

        為證實(shí)子譜線能量可以作為老化診斷的新特征量,本文另取文獻(xiàn)[4]的三條不同老化程度絕緣系統(tǒng)的去極化電流曲線進(jìn)行分析,如圖5所示。

        圖5 不同老化程度的去極化電流測(cè)試曲線

        采用上述求解方法,可以得到不同老化程度的去極化電流子譜線能量見(jiàn)表5。

        表5 不同老化程度的子譜線能量

        根據(jù)表5的分析結(jié)果,應(yīng)用子譜線能量隨絕緣水平的降低而顯著增加這一結(jié)論,則可分別判斷出三條去極化電流代表的絕緣狀況:DP=1221 的子譜線能量最低,DP=1221 的老化程度比 DP=520、DP=156 輕,絕緣狀況最好;而在三者中DP=156 的子譜線能量最高,則其老化程度比 DP=1221、DP=520 嚴(yán)重,絕緣狀況最差。

        以上分析判斷結(jié)果,與三條去極化電流代表的絕緣實(shí)際情況是相吻合的。這同時(shí)驗(yàn)證了本文提出的老化判別方法的正確性和可行性。

        3 油紙絕緣成分與子譜線的對(duì)應(yīng)關(guān)系

        油紙絕緣介質(zhì)的去極化電流是介質(zhì)中各項(xiàng)弛豫機(jī)構(gòu)共同作用的結(jié)果,許多學(xué)者已通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了變壓器油、紙對(duì)去極化電流的不同影響。由此,尋找絕緣不同成分與去極化電流變化的關(guān)系,以及導(dǎo)致去極化電流產(chǎn)生相應(yīng)變化的子譜線,既可建立絕緣不同成分與子譜線的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

        絕緣油在電場(chǎng)作用下以電子位移極化為主,其極化時(shí)間短,對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)小,其產(chǎn)生的極化電流衰減較快,主要影響去極化電流的初始部分;而絕緣紙?jiān)陔妶?chǎng)作用下以偶極子轉(zhuǎn)向極化為主,其極化時(shí)間較長(zhǎng),對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)大,主要影響去極化電流的末端部分[13]。

        以上述的T1變壓器為研究對(duì)象,將電路參數(shù)中6 條子譜線分為兩組,這兩組時(shí)間常數(shù)分別反映了不同絕緣介質(zhì)極化特性。一組為時(shí)間常數(shù)較大的子譜線(時(shí)間常數(shù)大于100s,對(duì)應(yīng)于表2中的子譜線1);一組為時(shí)間常數(shù)較小的子譜線(時(shí)間常數(shù)小于100s,對(duì)應(yīng)于表2中的子譜線2、3、4、5 和6),它們反映絕緣介質(zhì)的緩慢極化過(guò)程。下面仿真分析模型子譜線變化時(shí)對(duì)去極化電流產(chǎn)生的影響,如圖6所示。

        圖6 子譜線改變的去極化電流仿真圖

        圖6(a)可見(jiàn),當(dāng)濾除原有模型中的大時(shí)間子譜線后,去極化電流末段發(fā)生塌陷,所以去極化電流末端主要由大時(shí)間常數(shù)子譜線支持。而圖6(b)為小時(shí)間常數(shù)子譜線對(duì)去極化電流的影響,小時(shí)間常數(shù)子譜線主要作用于去極化電流的前段。

        結(jié)合油紙絕緣成分與去極化電流曲線的關(guān)系和各時(shí)間常數(shù)子譜線對(duì)去極化電流的影響可以得到結(jié)論如下:

        1)絕緣油的狀態(tài)與小時(shí)間常數(shù)子譜線相關(guān),對(duì)應(yīng)去極化電流曲線的初始部分。

        2)絕緣紙的狀態(tài)與大時(shí)間常數(shù)子譜線相關(guān),對(duì)應(yīng)去極化電流曲線的末端部分。

        4 結(jié)論

        本文不再只是定性地分析在不同情況下去極化

        電流曲線的變化,而是從去極化電流內(nèi)在弛豫特性進(jìn)行分析,從中挖掘老化診斷的新特征量,具有一定的應(yīng)用價(jià)值。研究結(jié)果如下:

        1)n條極化支路共同作用的去極化電流含有n條子譜線。

        2)子譜線能量對(duì)老化變化靈敏,它隨絕緣水平的降低而顯著增加,因此它可以作為老化診斷的新特征量。

        3)油紙絕緣成分與子譜線關(guān)系密切,絕緣油的狀態(tài)與小時(shí)間常數(shù)子譜線相關(guān),絕緣紙的狀態(tài)與大時(shí)間常數(shù)子譜線相關(guān)。

        [1] 許淵,劉有為,王文煥,等.大型電力變壓器油紙絕緣含水量的介質(zhì)響應(yīng)診斷技術(shù)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2012,32(33): 133-140.

        [2] 王曉劍,吳廣寧,李先浪,等.酸值對(duì)變壓器油紙絕緣系統(tǒng)回復(fù)電壓參數(shù)影響規(guī)律研究[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2013,33(12): 133-139.

        [3] 唐勇波,桂衛(wèi)華,彭濤,等.基于互信息變量選擇的變壓器油中溶解氣體濃度預(yù)測(cè)[J].儀器儀表學(xué)報(bào),2013,34(7): 1492-1498.

        [4] 田杰,段紹輝,許昊,等.溫度及老化狀態(tài)對(duì)油紙絕緣時(shí)域介電響應(yīng)特性影響的實(shí)驗(yàn)研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2012,32(z1): 69-75.

        [5] 李軍浩,司文榮,姚秀,等.油紙絕緣變壓器老化狀態(tài)評(píng)估的極化/去極化電流技術(shù)研究[J].儀器儀表學(xué)報(bào),2009,30(12): 2605-2611.

        [6] 李陳,雷勇,周凱,等.極化去極化電流技術(shù)用于診斷 XLPE 電纜絕緣老化狀態(tài)[J].電工電能新技術(shù),2014(4): 32-35,66.

        [7] Jota P,Islam S M,Jota F G.Modeling the polarization spectrum in composite oil/paper insulation systems[J].Dielectrics and Electrical Insulation,IEEE Transactions on,1999,6(2): 145-151.

        [8] Saha T K,Purkait P,Müller F.Deriving an equivalent circuit of transformers insulation for understanding the dielectric response measurements[J].IEEE Transactions on Power Delivery,2005,20(1): 149-157.

        [9] 金維芳.電介質(zhì)物理學(xué)[M].北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1997.

        [10] 江修波,張濤,黃彥婕.變壓器油紙絕緣極化譜的仿真研究[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2011,31(2): 31-35.

        [11] 肖中男.油紙絕緣老化的極化去極化電流法仿真及試驗(yàn)研究[D].重慶: 重慶大學(xué)電氣工程,2011.

        [12] 唐盼,尹毅,吳建東,等.基于去極化電流法的變壓器油紙絕緣狀態(tài)[J].電工電能新技術(shù),2012,31(4): 39-42,47.

        [13] Saha T K,Purkait P.Investigation of polarization and depolarization current measurements for the assessment of oil-paper insulation of aged transformers[J].Dielectrics and Electrical Insulation,IEEE Transactions on,2004,11(1): 144-154.

        猜你喜歡
        變壓器
        10KV變壓器配電安裝柜中常見(jiàn)問(wèn)題分析
        理想變壓器的“三個(gè)不變”與“三個(gè)變”
        超導(dǎo)變壓器技術(shù)展望
        開(kāi)關(guān)電源中高頻變壓器的設(shè)計(jì)
        變壓器光纖測(cè)溫探頭的安裝固定
        電子制作(2017年8期)2017-06-05 09:36:15
        探究供配電變壓器的推廣運(yùn)行
        電子制作(2017年8期)2017-06-05 09:36:15
        變壓器運(yùn)行中的異常現(xiàn)象與故障處理
        電子制作(2017年7期)2017-06-05 09:36:14
        變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)原因探討
        電子制作(2017年10期)2017-04-18 07:23:16
        一種不停電更換變壓器的帶電作業(yè)法
        變壓器免維護(hù)吸濕器的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
        国产精品高清亚洲精品| 欧美黑人又粗又硬xxxxx喷水 | 免费观看a级毛片| 一本加勒比hezyo无码人妻| 亚洲自拍另类欧美综合| 亚洲综合久久成人a片| 中文字幕av一区二区三区| 国产猛男猛女超爽免费av| 插插射啊爱视频日a级| 精品人妻少妇一区二区三区不卡 | 国产精品女同二区五区九区| 国产精品女直播一区二区| 成人毛片一区二区| 在线人妻无码一区二区| 亚洲一区二区三区厕所偷拍| 美女视频黄是免费| 久久亚洲私人国产精品| 蜜桃在线播放免费一区二区三区| 亚洲中文字幕综合网站| 国产69精品久久久久9999apgf| 老司机在线精品视频网站| 99久久99久久精品免观看| 手机在线免费观看的av| 色综合av综合无码综合网站| 风流少妇又紧又爽又丰满| 日本变态网址中国字幕| 亚洲av午夜一区二区三| 国产综合久久久久| 在线av野外国语对白| 日韩av一区二区不卡在线| 337p日本欧洲亚洲大胆| 四虎永久免费一级毛片| 视频福利一区二区三区| 亚洲最大成人综合网720p| 私人毛片免费高清影视院| 亚洲人成网站色在线入口口| 亚洲精品少妇30p| 国精品午夜福利视频不卡| 亚洲综合色丁香婷婷六月图片 | 一本加勒比hezyo无码视频| 黑丝美腿国产在线观看|