研究氣隙對回復(fù)電壓參數(shù)的影響規(guī)律

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1、研究氣隙對回復(fù)電壓參數(shù)的影響規(guī)律　　油紙絕緣變壓器在電力系統(tǒng)中是非常重要的樞紐設(shè)備,其安全運(yùn)行直接關(guān)系到整個電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定工作,而引起變壓器故障的主要原因?yàn)槠浣^緣老化或受潮,所以能夠?qū)ψ儔浩鹘^緣狀態(tài)的準(zhǔn)確評估具有重要意義.近些年,以介質(zhì)響應(yīng)理論為基礎(chǔ),涌現(xiàn)出多種新興的油紙絕緣變壓器絕緣狀態(tài)診斷方法,包括回復(fù)電壓測量法(RVM)、極化去極化電流法(PDC)和頻域譜法(FDS)等,其中RVM更易于現(xiàn)場線路布局,具有較好的抗干擾能力、單次測試獲取的信息量大等優(yōu)點(diǎn),而相對于傳統(tǒng)檢測法而言,回復(fù)電壓法又可對

2、變壓器現(xiàn)場無損絕緣狀態(tài)診斷.因此,回復(fù)電壓法仍具有很好的應(yīng)用前景,且對其深入研究也是很有價值和意義的.國內(nèi)外對基于回復(fù)電壓的變壓器絕緣系統(tǒng)狀態(tài)診斷法作了許多研究工作,此前,基于RVM對不同變壓器的大量測試結(jié)果驗(yàn)證了該法的有效性,也有不少學(xué)者研究了溫度、濕度、水分等對回復(fù)電壓特征量的影響,但根據(jù)回復(fù)電壓法對油紙絕緣系統(tǒng)氣隙(氣泡)的研究尚少.當(dāng)絕緣系統(tǒng)外加電壓超過一定值后,系統(tǒng)中的氣隙將易引發(fā)局部放電,若任其發(fā)展,對變壓器的絕緣破壞是毀滅性的,所以對油紙絕緣系統(tǒng)氣隙的準(zhǔn)確檢測研究是很有必要的.但由于油

3、紙絕緣變壓器具體的介質(zhì)響應(yīng)機(jī)理復(fù)雜,所以引用回復(fù)電壓法對油紙絕緣狀態(tài)的準(zhǔn)確診斷仍需要采集更多的現(xiàn)場數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析和驗(yàn)證,而實(shí)際中,能夠?qū)τ图埥^緣變壓器進(jìn)行測試的機(jī)會并不多,只有當(dāng)變壓器停機(jī)檢修時才可同步進(jìn)行回復(fù)電壓測試,且測試時間也不充裕.因此,該文建立回復(fù)電壓模擬測試實(shí)驗(yàn)平臺,在其基礎(chǔ)上,主要研究氣隙對回復(fù)電壓參數(shù)的影響規(guī)律,通過模擬實(shí)驗(yàn)為深入探究充分應(yīng)用回復(fù)電壓法對油紙絕緣狀態(tài)準(zhǔn)確診斷打下基礎(chǔ).　　1、回復(fù)電壓測量原理　　回復(fù)電壓法以介質(zhì)響應(yīng)理論為基礎(chǔ),通過在絕緣介質(zhì)兩端施加直流高壓,進(jìn)行充放電

4、處理后,由于絕緣介質(zhì)的極化特性,可獲取絕緣兩端的回復(fù)電壓,研究其與老化受潮之間的對應(yīng)關(guān)系,從而建立回復(fù)電壓法對絕緣狀態(tài)診斷的相關(guān)依據(jù).回復(fù)電壓法的一次測試流程包括充電、放電、測量和松弛4個階段,其測量電路如圖1所示.具體測試步驟:　　1)首先斷開開關(guān)S2,S3,閉合開關(guān)S1,直流電源U對變壓器進(jìn)行充電,絕緣介質(zhì)呈現(xiàn)極化反應(yīng),在介質(zhì)兩端束縛大量電荷;2)經(jīng)過充電時間tc后,斷開開關(guān)S1,閉合開關(guān)S2,開關(guān)S3仍保持?jǐn)嚅_狀態(tài),對變壓器進(jìn)行放電,則其處于去極化過程,原兩極束縛電荷被釋放為自由電荷,產(chǎn)生去極

5、化電流;3)當(dāng)放電時間達(dá)到放電時間td時,斷開開關(guān)S1和S2,接通開關(guān)S3,若去極化過程還在繼續(xù),剩余的自由電荷將在兩極形成回復(fù)電壓,并對其回復(fù)電壓參數(shù)進(jìn)行記錄;4)將變壓器殘余電荷徹底放電,為下次測試做準(zhǔn)備.　　此過程產(chǎn)生的回復(fù)電壓曲線如圖2所示.一個測試周期中可獲取回復(fù)電壓的3個主要參數(shù)(回復(fù)電壓最大值Urmax、初始斜率Sr以及回復(fù)電壓峰值時間tpeak),通過調(diào)控充電時間tc,循環(huán)記錄相應(yīng)充電時間tc下的各參數(shù),并生成各次的回復(fù)電壓最大值Urmax與充電時間tc之間的變化關(guān)系曲線,即回復(fù)電壓

6、極化譜.　　2、回復(fù)電壓模擬實(shí)驗(yàn)　　2.1油紙絕緣系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀　∮图埥^緣變壓器的絕緣系統(tǒng)主要由變壓器油、隔板和撐條等組成,其剖面排列結(jié)構(gòu)如圖3所示,油紙絕緣系統(tǒng)主要位于高低壓繞組之間,由于撐條的加固作用,變壓器油與隔板交替排列.根據(jù)圖3,選取其中的結(jié)構(gòu)單元作為本油紙絕緣系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?如圖4所示,而隔板和撐條的成分都為纖維素,所以在實(shí)驗(yàn)中將二者簡化為相同材料的變壓器絕緣紙.　　2.2實(shí)驗(yàn)裝置及步驟　　實(shí)驗(yàn)裝置主要有RVM5461回復(fù)電壓測試儀和盛樣裝置,實(shí)驗(yàn)裝置及其接線方式如圖5所示,實(shí)驗(yàn)材料為0

7、.1mm變壓器絕緣紙(單層)和25號變壓器油.實(shí)驗(yàn)具體步驟:　　1)清洗盛樣裝置與實(shí)驗(yàn)用的電極,并進(jìn)行徹底干燥;2)將新變壓器絕緣油加入到盛樣裝置;3)將所需實(shí)驗(yàn)項目的絕緣紙平坦放在油中的負(fù)電極上,為了降低裝置對試品極化效果的影響,將電極與絕緣紙放于裝置中心位置;4)待絕緣紙都被絕緣油浸透均勻時,正電極覆蓋于絕緣紙上面;5)關(guān)上盛樣裝置的密封蓋;6)分別將正、負(fù)電極的外接引線連接到RVM5461儀器的兩極探測線;7)檢查接線并確認(rèn)開始實(shí)驗(yàn),打開RVM5461電源開關(guān),設(shè)置極化電壓、充放電時間比(該文

8、取2)、充電時間范圍等量;8)依次進(jìn)行各充電時間下的回復(fù)電壓測試,并保存其間獲取的回復(fù)電壓參數(shù);9)實(shí)驗(yàn)結(jié)束,記錄數(shù)據(jù)以及自動生成的回復(fù)電壓極化譜;10)重新調(diào)整量,進(jìn)行下一個實(shí)驗(yàn)項目.　　3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析　　3.1極化電壓對回復(fù)電壓曲線的影響　　通過RVM5461獲取回復(fù)電壓數(shù)據(jù),依次改變極化電壓(分別選取200,400和600V)和充電時間tc,并進(jìn)行回復(fù)電壓測試,得到各次的回復(fù)電壓曲線,如圖6所示.各充電時間下的回復(fù)電壓曲線與極化電壓成正比例關(guān)系,即回復(fù)電壓隨