油浸式变压器主绝缘介质响应XY模型推导及验证-高电压技术.PDF

42 2 453-457 Vol.42, Supplement 2: 453-457 第 卷 增刊 ： 高电压技术 2016 年 12 月 31 日 High Voltage Engineering December 31, 2016 DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20161201104 油浸式变压器主绝缘介质响应X-Y 模型推导及实验验证 1 2 3 邹胜希 ，向 彬 ，邓帮飞 1. 402260 2. 400014 （ 重庆市江津中学，重庆 ； 国网重庆市电力公司，重庆 ； 3. 国网重庆市电力公司电力科学研究院，重庆401123 ） 摘 要：掌握复合绝缘介质的频域介电响应（DFR ）特性与构成其各部分材料单独频域介电响应特性、几何结构 之间的关系，是应用该无损测试技术有效评估电气设备复合绝缘状态的有效手段。本文以油浸式电力变压器的主 绝缘复合结构为研究对象，从理论上推导了绝缘撑条、油隙和隔板组成的复合绝缘频域介质响应的串联、并联及 串并联模型计算公式，即X -Y 模型。进一步，为验证该模型的有效性，在实验室中制作油纸复合绝缘模型，实测 了几种典型几何结构的油纸复合绝缘频域介电响应曲线，并与按照X -Y 模型进行计算的结果进行了对比，结果表 明了实测值与计算值能够很好的吻合。 关键词：频域介电响应；状态评估；复合绝缘；变压器 / 构，主要包括了纤维纸 纸板，以及矿物绝缘油两种 0 引言 绝缘材料，以绝缘撑条、油隙和隔板等形式构成了 电力变压器是电力系统能量转换及传输的关 变压器的主绝缘。其介质响应特性取决于纤维纸板、 键设备，其安全运行对电力系统可靠运行、保证供 矿物油各自的响应特性，以及它们复合时的几何结 电可靠性等至关重要，而变压器寿命的终点主要取 构。要根据变压器整体主绝缘介质响应特性分别对 决于其油纸绝缘状态。因此，准确评估变压器绝缘 纸板或油的绝缘状态进行评估，需要掌握复合绝缘 系统状态具有十分重要的现实意义。传统用于评估 频域介电响应特性与油、纸板各自介电电响应特性 变压器油纸绝缘状态的理化、电气特征参量包括油 以及几何结构之间的相关性关系。因此，本文首先 酸值、糠醛含量、油中溶解气体，绝缘纸拉伸强度、 对变压器主绝缘结构进行等效简化，再从理论上推 聚合度，介质损耗角等。这些参量在应用过程中会 导复合结构 DFR 与单独材料 DFR 以及几何结构之 受到滤油、或取样困难等多种因素的限制，影响评 间的数学关系式，并进一步通过实验室油纸复合绝 估的可靠性和可行性[1] 。近年来，探寻反映变压器 缘模型实测结果对前述的数学模型有效性进行验证 油纸绝缘状态的新特征量及新技术备受国内外学者 分析。 的重视。以介质极化理论为基础