電力變壓器油紙絕緣熱解過程微觀機制研究.pdf

1、電力變壓器作為電力系統(tǒng)中電壓變換、電能分配及電能傳輸?shù)暮诵脑O(shè)備，其正常運行是保證電力系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。變壓器一旦發(fā)生事故將造成巨大經(jīng)濟損失，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的社會影響。為此，深入理解變壓器油紙絕緣的裂化機理，有效地診斷和評估變壓器內(nèi)部潛伏性故障，對于預(yù)防和降低故障的發(fā)生幾率，保障電力系統(tǒng)的可靠運行，具有十分重要的理論意義和現(xiàn)實價值。
　　在全面了解電力變壓器油紙絕緣裂解產(chǎn)氣機理研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，本文通過引入熱力學(xué)理論與分

2、子模擬技術(shù)，重點研究了油紙絕緣熱解過程的微觀機制，揭示油紙絕緣材料微觀變化和宏觀性質(zhì)之間的聯(lián)系，探索表征故障嚴(yán)重程度的新指標(biāo)，所取得的創(chuàng)新性成果主要包括:
　　1.引入熱力學(xué)中的焓變理論，通過計算有代表性的變壓器礦物油產(chǎn)氣化學(xué)反應(yīng)的焓變量，得到DGA故障氣體的生成能量，從能態(tài)角度建立了評估電力變壓器過熱故障嚴(yán)重程度的新判據(jù);
　　2.引入基于鍵級表達的ReaxFF反應(yīng)力場，分別對變壓器液體絕緣——礦物油和植物油分子模型，進行

3、高溫?zé)釕?yīng)力下的反應(yīng)分子動力學(xué)模擬，探索絕緣油熱解過程的微觀機理。采用元素追蹤法統(tǒng)計分析了絕緣油分子模型高溫裂解的軌跡文件，明確了其的初始裂解機理以及主要產(chǎn)物的差異性，厘清了主要產(chǎn)物的生成機制;通過對裂解反應(yīng)進行反應(yīng)焓變的計算，明確了絕緣油裂解產(chǎn)物的種類和數(shù)量與微觀化學(xué)鍵能的相關(guān)性，揭示了絕緣油裂解過程中能量變化規(guī)律。
　　3.引入基于ReaxFF反應(yīng)力場的分子模擬技術(shù)和基于py-GC/MS的現(xiàn)代化學(xué)分析技術(shù)，對變壓器固體絕緣——絕