變壓器油紙絕緣老化特征量與壽命評估方法研究.pdf

1、電網(wǎng)安全運(yùn)行是保證電力供應(yīng)穩(wěn)定、可靠的基礎(chǔ)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，不僅對電的需求量與日俱增，而且對電網(wǎng)安全運(yùn)行的要求更加突出。電網(wǎng)瓦解或大面積停電事故不僅會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，影響人民正常生活，而且還會危及公共安全，造成嚴(yán)重的社會問題。根據(jù)統(tǒng)計，由內(nèi)絕緣老化問題引發(fā)的變壓器故障是變壓器事故的重要部分。因此，研究變壓器絕緣老化的特征量與壽命評估方法是進(jìn)一步完善油紙絕緣老化機(jī)理，探索故障診斷新方法，尋求延長變壓器使用壽命措施的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。

2、r>　　 雖然相關(guān)的研究工作已經(jīng)開展了近半個世紀(jì)，但對油紙絕緣老化的診斷方法仍然主要參考油中氣體分析及糠醛含量等單一特征參量的閾值，并未形成能夠?qū)^緣整體和局部老化狀況作出綜合評估的方法。同時，隨著各種新型絕緣材料的應(yīng)用，現(xiàn)行的診斷技術(shù)尚未對這些參量以及所規(guī)定閾值的適用性進(jìn)行研究；目前的變壓器老化診斷技術(shù)及分析方法主要基于長期運(yùn)行經(jīng)驗以及實驗室的加速老化試驗數(shù)據(jù)，并未從機(jī)理上深入分析和解釋各種因素對絕緣老化的影響機(jī)制。
　　

3、本文首先以礦物油-紙和植物油-紙絕緣作為研究對象，在實驗室中開展了數(shù)千小時的加速老化試驗，研究各種化學(xué)特征量在老化過程中的變化規(guī)律，并在所得試驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對已有的熱壽命模型進(jìn)行改進(jìn)。其次，為了對實驗現(xiàn)象和結(jié)果做出合理的解釋，采用現(xiàn)代分析儀器和分子模擬軟件，對造成和影響老化的微觀機(jī)理開展了深入的研究。此外，針對油紙絕緣存在的局部缺陷對設(shè)備運(yùn)行安全的影響，采用局部放電作為特征信號，對絕緣缺陷發(fā)展程度和風(fēng)險進(jìn)行評估的方法開展了研究；最后，基于

4、已有的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和研究成果，探索了采用“健康指數(shù)”對主絕緣老化狀況進(jìn)行量化和評價的方法。論文取得的主要創(chuàng)新性成果有：
　　 ①首次系統(tǒng)地研究了礦物油紙與植物油紙絕緣在熱老化過程中各化學(xué)特征參量的變化差異和造成這種差異的原因，發(fā)現(xiàn)植物油不僅能夠延緩絕緣紙的劣化速率，而且可以提高其極限聚合度，在很大程度上延長絕緣紙的使用壽命；
　　 ②首次將時溫疊加理論(TTSP)引入傳統(tǒng)的熱降解二階動力學(xué)方程中，提出了改進(jìn)的油紙絕緣熱壽命模

5、型。與傳統(tǒng)的熱壽命模型相比，改進(jìn)的模型更為充分地利用了各個加速老化溫度下的實驗數(shù)據(jù)，且通過時間平移因子可方便地實現(xiàn)油紙絕緣材料在外推溫度范圍內(nèi)的壽命預(yù)測；
　　 ③綜合采用多種現(xiàn)代分析儀器和分子模擬軟件，將宏觀特征參量的變化同微觀機(jī)理分析相結(jié)合，對影響油紙絕緣老化的各種因素，以及植物油延緩油紙絕緣老化的原因進(jìn)行了較為全面的分析；
　　 ④提出了一種以局部放電作為特征參量，對絕緣缺陷發(fā)展程度和風(fēng)險進(jìn)行評估的方法。該方法重點(diǎn)