油紙絕緣氣隙放電產(chǎn)氣和能量變化特性及信號(hào)能量熵特征研究.pdf

1、電力變壓器作為電力系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，如果在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障，不僅會(huì)造成電力中斷，同時(shí)還會(huì)帶來(lái)難以估量的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)電力變壓器的相關(guān)故障統(tǒng)計(jì)，絕緣故障是變壓器的主要故障類(lèi)型，而局部放電又是造成變壓器絕緣劣化和損壞的主要因素之一。在變壓器絕緣系統(tǒng)中，油紙絕緣是最為常見(jiàn)的絕緣結(jié)構(gòu)，并且氣隙放電是油紙絕緣中常見(jiàn)的典型局部放電形式之一，是一個(gè)復(fù)雜的、長(zhǎng)時(shí)間的動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程。因此深入研究整個(gè)氣隙放電過(guò)程的階段發(fā)展特征，對(duì)于了解氣隙放電發(fā)展過(guò)程的狀態(tài)

2、變化，探索新的局部放電放電狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法，提高絕緣的潛伏性故障診斷準(zhǔn)確率，從本質(zhì)上削弱或減緩局部放電對(duì)絕緣性能影響，不僅具有重要的理論意義，還具有很大的應(yīng)用前景。
　　論文根據(jù)研究需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)CIGRE Method II氣隙放電模型進(jìn)行改變，然后基于實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)平臺(tái)，采用恒壓法，利用脈沖電流法進(jìn)行了大量的氣隙放電試驗(yàn)；深入研究放電過(guò)程中氣隙放電能量變化和分布特征，提出以能量“熵”作為氣隙放電發(fā)展的新特征參量；根據(jù)新特征參量在氣

3、隙放電過(guò)程中的“階躍”特征將整個(gè)氣隙放電發(fā)展過(guò)程進(jìn)行階段劃分；并通過(guò)油中溶解氣體、氣隙中產(chǎn)氣特征、能譜分析、平均電氣強(qiáng)度和放電信號(hào)能量對(duì)不同階段下的新特征參量變化關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了相關(guān)分析，最終利用新特征參量的閾值特性提出一種閾值識(shí)別方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)氣隙放電過(guò)程的發(fā)展階段在線識(shí)別。取得的主要?jiǎng)?chuàng)新成果有：
　　在氣隙放電發(fā)展過(guò)程中油中溶解氣體與放電信號(hào)的能量水平具有相關(guān)性，不同能量水平其產(chǎn)氣特征具有不同的發(fā)展特性；氣隙內(nèi)電負(fù)性氣體含量交替

4、性的減增變化造成放電過(guò)程中主要放電形式發(fā)生交替轉(zhuǎn)換，使得放電信號(hào)能量分布出現(xiàn)局部突變。
　　引入高聚物能帶理論，研究了放電發(fā)展過(guò)程中油紙絕緣結(jié)晶度的發(fā)展變化特征，分析了油紙絕緣結(jié)構(gòu)中結(jié)晶區(qū)的變化對(duì)整個(gè)放電過(guò)程中信號(hào)能量變化的影響，得到了放電發(fā)展過(guò)程中信號(hào)能量水平發(fā)展變化特征；分析了結(jié)晶度的改變對(duì)油紙絕緣平均電氣強(qiáng)度的影響，得到了放電發(fā)展過(guò)程中的平均電氣強(qiáng)度變化規(guī)律。
　　利用放電發(fā)展過(guò)程中能量水平的發(fā)展特征和能量分布變化特征

5、，提出以小波包能量“熵”作為放電發(fā)展過(guò)程中放電狀態(tài)變化的過(guò)程特征參量，并將能量“熵”的突變特征作為標(biāo)識(shí)符將整個(gè)放電過(guò)程劃分為了四個(gè)發(fā)展階段，不同發(fā)展階段改變分別表征發(fā)展過(guò)程中放電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。
　　研究了放電發(fā)展過(guò)程中油紙絕緣上化學(xué)基團(tuán)的生成情況，分析了不同階段下化學(xué)基團(tuán)的產(chǎn)生規(guī)律；分析了不同階段下油中產(chǎn)氣特征的變化規(guī)律，并與實(shí)際中油紙絕緣故障的診斷進(jìn)行對(duì)比；分析了不同階段下新特征參量變化規(guī)律與相關(guān)特征信息之間的關(guān)聯(lián)性。