油紙絕緣混合頻率介電響應(yīng)測(cè)試方法研究.pdf

1、電力變壓器是輸配電過(guò)程中的關(guān)鍵設(shè)備，其良好的運(yùn)行狀態(tài)是保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵，而決定變壓器正常良好運(yùn)行的關(guān)鍵因素則是其油紙絕緣系統(tǒng)。定期對(duì)變壓器油紙絕緣系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，評(píng)估其老化狀態(tài)及水分含量是對(duì)變壓器進(jìn)行維護(hù)的關(guān)鍵前提，對(duì)保證變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行、保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的意義。
　　頻域介電頻譜法(Frequency Domain Dielectric Spectroscopy，F(xiàn)DS)是診斷診斷變壓器絕緣狀態(tài)的無(wú)損方法之

2、一。其實(shí)質(zhì)是測(cè)量絕緣在交流電場(chǎng)激勵(lì)下的極化響應(yīng)，一般通過(guò)改變激勵(lì)頻率逐點(diǎn)掃描測(cè)量，其優(yōu)點(diǎn)是受噪聲干擾小，所需實(shí)驗(yàn)電源電壓低，攜帶信息豐富。傳統(tǒng)的FDS測(cè)量方法頻率較低，由于振蕩單一，低頻下每次測(cè)量會(huì)消耗大量時(shí)間。在實(shí)際工況中，由于開(kāi)窗時(shí)間短，對(duì)變壓器進(jìn)行測(cè)試的時(shí)間非常有限，而且受環(huán)境溫度影響，變壓器內(nèi)部溫度在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中是變化的，測(cè)試時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響測(cè)試結(jié)果有效性，因此，傳統(tǒng)的FDS方法可能不能適用。
　　基于上述原因，本文提出一

3、項(xiàng)更加高效省時(shí)的解決方案——混合頻率介電響應(yīng)（Multiple Frequency Domain Dielectric Spectroscopy, MFDS）測(cè)試方法。該方法基本原理是通過(guò)同時(shí)測(cè)量多個(gè)不同頻率的正弦響應(yīng)來(lái)減少測(cè)量時(shí)間。具體來(lái)說(shuō)，MFDS測(cè)試方法是將多個(gè)正弦電壓激勵(lì)疊加而成的混頻信號(hào)作用于絕緣介質(zhì)，取代傳統(tǒng)的單一頻率正弦電壓激勵(lì)。將所測(cè)得的混頻響應(yīng)電流加以擬合并采用基于壓縮感知的超分辨率方法對(duì)該電流進(jìn)行正弦分解，最終得到與

4、之對(duì)應(yīng)的每個(gè)單一頻率電流信號(hào)的響應(yīng)信息，通過(guò)計(jì)算便能得到復(fù)電容和介質(zhì)損耗角正切等油紙絕緣判斷因素。本文將MFDS測(cè)試方法所得的復(fù)電容曲線與傳統(tǒng)FDS測(cè)量曲線以及IDAX300絕緣診斷分析儀測(cè)量曲線進(jìn)行比較，驗(yàn)證了MFDS方法真實(shí)可行可靠。本文利用MFDS混合頻率介電響應(yīng)測(cè)試方法對(duì)油紙絕緣試樣進(jìn)行了不同溫度、不同老化程度下，不同水分含量等不同條件下的實(shí)驗(yàn)，并獲取介電響應(yīng)曲線。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)中筆者發(fā)現(xiàn)為滿足時(shí)間成本最小化，在實(shí)際測(cè)量中不必測(cè)量混