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”科技支撐計劃項目“煤礦通風(fēng)及供電系統(tǒng)安全狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷預(yù)警系統(tǒng)的研究”（項目編號：2007BAK29B05）中子課題的延續(xù)，是針對目前礦用隔爆型干式變壓器絕緣劣化機理不明確、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，工作面采煤機和刮板輸送機總裝機功率急速增大，礦用干式變壓器單機容量已經(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理異常復(fù)雜，老化的理化過程尚不完全清楚，為了實現(xiàn)對礦用干式變壓器整體絕緣早期故障的有效識別，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，通過實驗室加速絕緣

3、老化實驗，研究老化過程中，絕緣各項性能參數(shù)遵循老化時間的變化規(guī)律，建立絕緣狀態(tài)綜合診斷系統(tǒng)，便于及時發(fā)現(xiàn)干式變壓器絕緣中存在的安全隱患，促進煤礦供電系統(tǒng)的計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)實意義和學(xué)術(shù)價值。
　　本文結(jié)合煤礦井下的特殊環(huán)境，通過對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行深入分析，探究了溫度和水分對Nomex絕緣紙老化特性的影響機制，設(shè)計了

4、Nomex絕緣紙的雙因子加速老化實驗，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絕緣紙的降解機理，設(shè)計了不同溫度和水分因子作用下的加速老化實驗?zāi)Ｐ?，分析了不同老化條件下絕緣紙的微觀特征和機械特性隨老化時間的變化規(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，通過三電極測試系統(tǒng)測量了不同狀態(tài)下的 Nom

5、ex絕緣紙試樣的頻域介電譜，得到老化程度、測量溫度、水分含量均會對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)合介電譜的實際測量結(jié)果，建立了帶直流電導(dǎo)率的雙弛豫響應(yīng)模型，并對模型參數(shù)進行了擬合，從而定量地分析了不同老化程度、水分含量及測試溫度對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量頻段范圍內(nèi)的介電特性，初步實現(xiàn)了對Nomex紙的絕緣狀況進行評估。

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