随着电力市场的不断发展,变压器的应用也日益广泛。变压器作为输变电系统中的最关键和昂贵的设备,其运行的安全可靠性对于用户来说有着重要意义。目前世界上有很多的变压器已经运行到了其设计寿命的终点。要更换它们的费用是非常昂贵的,但其中也有一些变压器本身的状况却非常好并且可以继续运行很多年,因此判断变压器老化状况并以次对变压器寿命进行评估将会对电力部门起到非常关键的作用。
本文基于极化去极化电流法对变压器相关参数计算并对其老化寿命进行判断。其基本实验方法为将一直流电压施加到变压器高低压绕组之间,对变压器高低压绕组间的主绝缘分别充放电一定时间并记录试验过程中的电流。根据采集得到的极化去极化电流,采用最小二乘法对变压器主绝缘等效电气模型参数进行计算,将变压器主绝缘等效电气模型参数化,可以很好的对绝缘相关电气性能参数进行模拟。通过比较与其他几种数据拟合方法的误差度,最小二乘法被证明是最好的拟合工具。通过该模型可以方便的实现变压器相关参数的计算如介损,电容,极化指数,吸收比和电阻等,并验证了其计算的准确性。另外对与时间常数τ的选择不同可能对最终的拟合效果产生的影响做了说明,并验证了其在计算变压器其他绝缘参数的准确性。
同时本文研究了其他诸如温度,充电电压,充电时间,绝缘结构尺寸,纸板和油的特性对极化去极化电流形状的影响。结果表明极化去极化电流可以分为三部分,对于小于100秒的时间段内油的特性将对电流曲线的影响显著,而对于极化电流的末端纸板的含水量将对其起主要作用,而绝缘的结构和几何形状对曲线中部起主要影响。说明了极化去极化电流方法可以有效的区分油和纸板两种不同介质的老化情况,对于分别判断油和纸板的老化情况效果明显。
实验表明单一绝缘介质有着良好的线形特性,极化电流幅值随着电压等级的提高而成线形增长。对于变压器的模拟结果也说明了这一点。对于极化时间的问题,通常对于较长的极化时间可以最大限度的采集到绝缘老化相关信息,从而使极化去极化电流之间的差值较小这样建立等效电路模型也最接近于实际情况,本文对不同充电时间的变压器极化去极化电流结果进行了说明。
本文收集采集了相关数据即不同温度下不同含水量纸板的电导率及其相对介电常数。并以此建立数据库,通过采集得到的极化去极化电流来计算对应的油和纸板的电导率,并通过数据库查其对应的电导率以及含水量,根据含水量对变压器老化程度进行综合评估。编译了一套基于VB的可视化程序,方便的实现了数据的读入存储,等效电路
