油紙復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)的分數(shù)階模型及其應(yīng)用研究.pdf

1、油紙復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)是變壓器類設(shè)備絕緣系統(tǒng)的主要組成部分，建立其精確的電路模型對于深入研究油紙復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)的介電特性具有重要意義。本文從電介質(zhì)普適理論出發(fā)，結(jié)合分數(shù)階微積分的定義，分別在時域和頻域推導(dǎo)了電介質(zhì)的分數(shù)階電路模型。利用全局最小二乘法對同一溫度下不同種類的油浸紙（板）的電容譜進行擬合，發(fā)現(xiàn)在低頻段擬合結(jié)果比較精確，尤其是1Hz以下。并通過擬合同一種油浸絕緣紙在不同溫度下的電容譜，分析了溫度對低頻電路中分抗元件分數(shù)階冪指數(shù)的影響。將

2、以低頻分數(shù)階模型為基礎(chǔ)建立的改進Mawell-Wagner模型應(yīng)用于描述油紙復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)兩端電壓1min反轉(zhuǎn)時的極性反轉(zhuǎn)特性。建立了其分數(shù)階微分方程，并將遺傳算法與分數(shù)階微分方程的數(shù)值解法相結(jié)合對試驗數(shù)據(jù)進行擬合。較準確的擬合結(jié)果驗證了將低頻分數(shù)階模型應(yīng)用于描述油紙復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)1min極性反轉(zhuǎn)特性的可行性。另一方面，本文從已有文獻提出的油紙復(fù)合絕緣的雙弛豫機構(gòu)Cole-Cole模型出發(fā)，推導(dǎo)了油紙復(fù)合絕緣結(jié)構(gòu)的寬頻分數(shù)階模型，利用實驗數(shù)

3、據(jù)驗證了寬頻分數(shù)階模型的正確性，并通過全局最小二乘法分別對干燥絕緣紙（板）和油浸絕緣紙（板）的介電響應(yīng)數(shù)據(jù)進行擬合獲得了模型參數(shù)。同時利用寬頻分數(shù)階模型、擴展Debye模型以及Maxwell-Wagner模型對TIV油浸紙板的電容譜進行了擬合，通過對比擬合殘差，體現(xiàn)了寬頻分數(shù)階模型的優(yōu)越性。以寬頻分數(shù)階模型為基礎(chǔ)建立了實際變壓器油紙絕緣系統(tǒng)的宏模型，通過matlab編程仿真分析了各個參數(shù)變化對整個絕緣系統(tǒng)電容譜的影響，仿真結(jié)果和已有文獻