礦用隔爆型干式變壓器Nomex絕緣老化特性及診斷方法的研究.pdf

1、本文是國家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“煤礦通風(fēng)及供電系統(tǒng)安全狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷預(yù)警系統(tǒng)的研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2007BAK29B05）中子課題的延續(xù)，是針對(duì)目前礦用隔爆型干式變壓器絕緣劣化機(jī)理不明確、老化影響因素不明朗、老化特性缺乏有效研究及老化狀態(tài)相關(guān)的診斷手段不完善等問題而提出的。
　　隨著大采高綜采工作面采煤技術(shù)的不斷發(fā)展，工作面采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)總裝機(jī)功率急速增大，礦用干式變壓器單機(jī)容量已經(jīng)超過了5000kVA。礦用干式變壓

2、器作為煤礦井下供電系統(tǒng)的核心，其整體性能和運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響到煤礦井下供電的可靠性、安全性及連續(xù)性。然而，由于井下環(huán)境極度惡劣，采區(qū)工作現(xiàn)場存在諸多復(fù)雜和不確定的因素，這些因素加速了干式變壓器的老化，增大了故障隱患。由于干式變壓器絕緣老化機(jī)理異常復(fù)雜，老化的理化過程尚不完全清楚，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)礦用干式變壓器整體絕緣早期故障的有效識(shí)別，完善干式變壓器的故障預(yù)警系統(tǒng)，必須充分了解其內(nèi)部絕緣的降解模式及相關(guān)的老化特性。為此，通過實(shí)驗(yàn)室加速絕緣

3、老化實(shí)驗(yàn)，研究老化過程中，絕緣各項(xiàng)性能參數(shù)遵循老化時(shí)間的變化規(guī)律，建立絕緣狀態(tài)綜合診斷系統(tǒng)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)干式變壓器絕緣中存在的安全隱患，促進(jìn)煤礦供電系統(tǒng)的計(jì)劃性檢修體制向狀態(tài)檢修過渡，從而為保證煤礦供電安全可靠，避免重大事故發(fā)生有著重要的現(xiàn)實(shí)意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。
　　本文結(jié)合煤礦井下的特殊環(huán)境，通過對(duì)礦用隔爆型干式變壓器 Nomex絕緣紙的老化影響因素及降解過程進(jìn)行深入分析，探究了溫度和水分對(duì)Nomex絕緣紙老化特性的影響機(jī)制，設(shè)計(jì)了

4、Nomex絕緣紙的雙因子加速老化實(shí)驗(yàn)，研究了老化前后其絕緣特性的變化規(guī)律，旨在提出一種高可靠、高精度的礦用干式變壓器絕緣狀態(tài)診斷方法。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　根據(jù)Nomex絕緣紙的降解機(jī)理，設(shè)計(jì)了不同溫度和水分因子作用下的加速老化實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，分析了不同老化條件下絕緣紙的微觀特征和機(jī)械特性隨老化時(shí)間的變化規(guī)律。
　　結(jié)合介電響應(yīng)原理，研究了Nomex絕緣紙介電響應(yīng)特性的物理過程，通過三電極測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量了不同狀態(tài)下的 Nom

5、ex絕緣紙?jiān)嚇拥念l域介電譜，得到老化程度、測(cè)量溫度、水分含量均會(huì)對(duì)絕緣紙的頻域介電特性造成影響，但是影響頻段不相同。引入Havriliak-Negami模型，結(jié)合介電譜的實(shí)際測(cè)量結(jié)果，建立了帶直流電導(dǎo)率的雙弛豫響應(yīng)模型，并對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行了擬合，從而定量地分析了不同老化程度、水分含量及測(cè)試溫度對(duì)Nomex絕緣紙頻域介電譜造成的影響，結(jié)果表明該模型能較好的描述試樣在測(cè)量頻段范圍內(nèi)的介電特性，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)Nomex紙的絕緣狀況進(jìn)行評(píng)估。

6、>　　搭建了局部放電測(cè)試平臺(tái)，通過模擬干式變壓器匝絕緣電極模型，測(cè)量了不同老化狀態(tài)下Nomex絕緣紙缺陷的局部放電信號(hào)，針對(duì)局部放電包含的白噪聲，提出了一種基于EEMD和高階統(tǒng)計(jì)量的局部放電白噪聲抑制方法，對(duì)若干個(gè)工頻周期內(nèi)的局部放電信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到局部放電相位分布模式下的各種二維譜圖，對(duì)于二維譜圖的特征差異，引入局部放電統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)對(duì)Nomex絕緣老化狀態(tài)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，局部放電統(tǒng)計(jì)特征參量能較好的反映絕緣的老化程度。