CN107422234B - 一种评估服役中牵引变压器绝缘受潮状态的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种评估服役中牵引变压器绝缘受潮状态的方法。本方法包括如下步骤：1)测试牵引变压器出厂时绝缘油中水分含量；2)进行绝缘材料实验；3)测试牵引变压器出厂时绝缘特征参数；4)计算得到绝缘油中水分含量最大临界值时牵引变压器绝缘特征参数；5)测试服役中牵引变压器绝缘特征参数；6)评估服役中牵引变压器绝缘受潮状态。根据本发明提出的评估方法，能够与牵引变压器出厂时信息相结合，全面综合的评估服役中牵引变压器的绝缘受潮状态。

Description

一种评估服役中牵引变压器绝缘受潮状态的方法
技术领域
本发明属于变压器绝缘状态检测领域，具体涉及一种评估服役中牵引变压器绝缘受潮状态的方法。
背景技术
牵引变压器作为牵引供电系统的核心设备，承担着电压转换的任务，其运行状况的好坏直接影响了牵引供电系统的安全稳定，在牵引变压器服役过程中，在热、电等应力的作用下绝缘会发生老化，产生水分，除此之外外界水分也会入侵至牵引变压器绝缘，而牵引变压器绝缘中水分含量每增大一倍，均将会导致绝缘寿命缩短一半，因此评估服役中牵引变压器绝缘的受潮状态具有十分重要的意义。频域介电响应法是一种无损且能有效评估牵引变压器老化程度及受潮状态的测试方法，其原理是对牵引变压器主绝缘施加不同频率的正弦交流电压测量其介电常数，根据其介电常数的特征来分析所需要的信息，具有施加电压低、信息量丰富等优点。然而目前，基于频域介电响应法对服役中牵引变压器绝缘受潮状态进行评估诊断时，只能测试牵引变压器现阶段的频域介电谱，不能与牵引变压器出厂时信息相结合，无法全面综合的评估牵引变压器的绝缘受潮状态，因此急需一种评估服役中牵引变压器绝缘受潮状态的方法。
发明内容
一种评估服役中牵引变压器绝缘受潮状态的方法，该方法包括以下步骤：
第一步：测试牵引变压器出厂时绝缘油中水分含量
测试测试牵引变压器出厂时绝缘油中水分含量，记为C0；
第二步：进行绝缘材料实验
2.1将绝缘纸浸入绝缘油中，测试当绝缘油水分含量为C0时绝缘纸的频域介电谱(包括相对复介电常数实部ε′和相对复介电常数虚部ε″的频域谱)，进而提取得到绝缘特征参数X0；
2.2将绝缘纸浸入绝缘油中，测试当绝缘油水分含量为Cmax时绝缘纸的频域介电谱(包括相对复介电常数实部ε′和相对复介电常数虚部ε″的频域谱)，进而提取得到绝缘特征参数Xmax；
2.3通过式(1)计算绝缘特征参数系数k
第三步：测试牵引变压器出厂时绝缘特征参数
测试测试牵引变压器出厂时(绝缘油水分含量为C0时)绝缘在频率点1mHz，2mHz，4mHz和0.01Hz的相对复介电常数虚部，，进而提取得牵引变压器出厂时的绝缘特征参数Y0；
第四步：计算得到绝缘油中水分含量Cmax时牵引变压器绝缘特征参数
通过式(2)计算绝缘油中水分含量Cmax时牵引变压器绝缘特征参数Ymax
Ymax＝kY0 (2)
第五步：测试服役中牵引变压器绝缘特征参数
对服役中牵引变压器绝缘进行频域介电响应测试，得到服役中牵引变压器绝缘在上述各频率点的相对复介电常数虚部，，进而提取到服役中牵引变压器的绝缘特征参数Y
第六步：评估服役中牵引变压器绝缘状态
设定评估预警系数a，根据式(3)计算服役中牵引变压器绝缘受潮状态系数H
所述的提取绝缘特征参数提取方法为：记0.01Hz频率点测试结果记为ε1″，4mHz频率点测试结果记为ε2″，2mHz频率点测试结果记为ε3″，1mHz频率点测试结果记为ε4″，然后将各频率点测试得到的相对复介电常数虚部结果转换至对数坐标系中，然后基于式(4)所示的直线表达式拟合测试结果，进而得到式(4)所示的直线表达式的斜率s与截距b；
y＝sx+b (4)
式(4)中y为logε”，x为logω，ω为测各试频率点的角频率值且等于2πf，则绝缘特征参数可通过式(5)计算得到
附图说明
图1一种评估服役中牵引变压器绝缘受潮状态的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1所示为一种评估服役中牵引变压器绝缘受潮状态的方法流程图，由图1可知一种评估服役中牵引变压器绝缘受潮状态的方法，包含以下步骤：
第一步：测试牵引变压器出厂时绝缘油中水分含量
测试测试牵引变压器出厂时绝缘油中水分含量，记为C0；
第二步：进行绝缘材料实验
2.1将绝缘纸浸入绝缘油中，测试当绝缘油水分含量为C0时绝缘纸在各频率点(1mHz，2mHz，4mHz，和0.01Hz)的相对复介电常数虚部，，进而提取得到绝缘特征参数X0；
2.2将绝缘纸浸入绝缘油中，测试当绝缘油水分含量为Cmax时绝缘纸在各频率点(1mHz，2mHz，4mHz，和0.01Hz)的相对复介电常数虚部，进而提取得到绝缘特征参数Xmax；
2.3通过式(1)计算绝缘特征参数系数k
第三步：测试牵引变压器出厂时绝缘特征参数
测试测试牵引变压器出厂时(绝缘油水分含量为C0时)绝缘在各频率点(1mHz，2mHz，4mHz，和0.01Hz)的相对复介电常数虚部，进而提取得牵引变压器出厂时的绝缘特征参数Y0；
第四步：计算得到绝缘油中水分含量Cmax时牵引变压器绝缘特征参数
通过式(2)计算绝缘油中水分含量Cmax时牵引变压器绝缘特征参数Ymax
Ymax＝kY0 (2)
第五步：测试服役中牵引变压器绝缘特征参数
对服役中牵引变压器绝缘进行频域介电响应测试，得到服役中牵引变压器绝缘在上述各频率点(1mHz，2mHz，4mHz，0.01Hz)的相对复介电常数虚部，进而提取到服役中牵引变压器的绝缘特征参数Y
第六步：评估服役中牵引变压器绝缘状态
设定评估预警系数a为0.8，根据式(3)计算服役中牵引变压器绝缘受潮状态系数H
所述的提取绝缘特征参数提取方法为：记0.01Hz频率点测试结果记为ε1″，4mHz频率点测试结果记为ε2″，2mHz频率点测试结果记为ε3″，1mHz频率点测试结果记为ε4″，然后将各频率点测试得到的相对复介电常数虚部结果转换至对数坐标系中，然后基于式(4)所示的直线表达式拟合测试结果，进而得到式(4)所示的直线表达式的斜率s与截距b；
y＝sx+b (4)式(4)中y为logε”，x为logω，ω为测各试频率点的角频率值且等于2πf，则绝缘特征参数可通过式(5)计算得到

Claims (1)

1.一种评估服役中牵引变压器绝缘受潮状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：测试牵引变压器出厂时绝缘油中水分含量
测试牵引变压器出厂时绝缘油中水分含量，记为C0；
第二步：进行绝缘材料实验
2.1将绝缘纸浸入绝缘油中，测试当绝缘油水分含量为C0时绝缘纸的在频率点1mHz，2mHz，4mHz和0.01Hz的相对复介电常数虚部，进而提取得到绝缘特征参数X0；
2.2将绝缘纸浸入绝缘油中，测试当绝缘油水分含量为Cmax时绝缘纸的在上述各频率点的相对复介电常数虚部，进而提取得到绝缘特征参数Xmax；
2.3通过式(1)计算绝缘特征参数系数k
第三步：测试牵引变压器出厂时绝缘特征参数
测试牵引变压器出厂时，即绝缘油水分含量为C0时，绝缘在频率1mHz，2mHz，4mHz和0.01Hz的相对复介电常数虚部，进而提取得牵引变压器出厂时的绝缘特征参数Y0；所述牵引变压器采用与第二步相同的绝缘纸绝缘；
第四步：计算得到绝缘油中水分含量Cmax时牵引变压器绝缘特征参数
通过式(2)计算绝缘油中水分含量Cmax时牵引变压器绝缘特征参数Ymax
Ymax＝kY0 (2)
第五步：测试服役中牵引变压器绝缘特征参数
对服役中牵引变压器绝缘进行频域介电响应测试，得到服役中牵引变压器绝缘在上述各频率点的相对复介电常数虚部，进而提取到服役中牵引变压器的绝缘特征参数Y；所述牵引变压器采用与第二步相同的绝缘纸绝缘；
第六步：评估服役中牵引变压器绝缘状态
设定评估预警系数a，根据式(3)计算服役中牵引变压器绝缘受潮状态系数H
所述第二步、第三步和第五步中，提取绝缘特征参数的方法为：记0.01Hz频率点测试结果记为ε1″，4mHz频率点测试结果记为ε2″，2mHz频率点测试结果记为ε3″，1mHz频率点测试结果记为ε4″，然后将各频率点测试得到的相对复介电常数虚部结果转换至对数坐标系中，然后基于式(4)所示的直线表达式拟合测试结果，进而得到式(4)所示的直线表达式的斜率s与截距b；
y＝sx+b (4)
式(4)中y为logε”，x为logω，ω为测试各频率点的角频率值且等于2πf，则绝缘特征参数可通过式(5)计算得到
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