[发明专利]变压器油纸绝缘介质响应等值电路参数辨识的改进方法

说明书

变压器油纸绝缘介质响应等值电路参数辨识的改进方法，采用回复电压法测量现场变压器油纸绝缘系统的回复电压峰值、峰值时间和回复电压初始斜率；采用扩展Debye模型模拟变压器油纸绝缘系统等值电路；建立回复电压峰值、峰值时间以及初始斜率特征量求解介质响应等值电路参数的改进数学模型，n条松弛支路的等值模型有2n+2个模型参数待求解，从而需通过多个回复电压测试循环建立相应规模的非线性方程组进行求解；将非线性方程组的求解转化为求解目标函数最小值的优化问题，采用混合PSO的细菌觅食优化算法辨识出等值电路参数并计算回复电压曲线，与回复电压测量曲线比较发现二者主时间常数相同，能够准确判断变压器油纸绝缘状态。

技术领域

本发明涉及一种变压器油纸绝缘介质响应电路参数辨识方法，特别是一种基于回复电压法的变压器油纸绝缘介质响应等值电路参数辨识的改进方法。

背景技术

电力变压器对电网的正常运行十分重要，在运行中，由于受到电气、热和环境应力的作用，其油纸绝缘系统的状态发生变化，变压器的绝缘老化状态诊断是目前国内外研究的热点之一。变压器的寿命主要取决于油纸绝缘系统的老化状态，油纸绝缘的介电特性在运行过程中会发生改变，目前介电测量方法已经广泛应用于评估变压器的油纸绝缘老化状态，通过建立介质响应和介质之间的联系，对介质进行诊断。

传统的绝缘状态评估方法只能给出固体绝缘状态的部分信息，已经不能满足现在电力企业的需求。最近几十年国内外学者提出了一些新的诊断方法,这些方法均是以介电响应为基础的。回复电压方法是一种基于介电响应理论现场诊断电力变压器的非破坏性检测方法，它能够表征介质的绝缘状况及老化状态，已经被广泛应用。

基于回复电压原理，扩展Debye模型的介质响应等值电路参数与油纸绝缘老化状态存在着映射关系。辨识介质响应等值电路参数非常繁琐，需要选择合适的数学模型对参数进行求解。Xu shuzhen选择的数学模型需要积分，过程非常复杂，而且在辨识参数过程中忽略了数学模型中的一些参数，影响了参数辨识的精度；张涛提出利用回复电压初始斜率特征量辨识介质响应等值电路参数的数学模型，取得了良好的参数辨识效果；熊维兵利用回复电压最大值和峰值时间特征量建立了参数辨识数学模型，也取得了较好的参数辨识效果；但上述两种模型测量数据时都需要很长时间，且不能直接辨识出所有未知参数。已有研究表明，利用初始斜率特征量对大型变压器进行绝缘老化状态检测是有效的，但是对小型变压器进行绝缘老化状态检测时效果并不理想。因此需要进一步改进数学模型以达到更好的参数辨识效果，从而使得到的等值电路参数能更好的反映油纸绝缘变压器的油纸绝缘状态。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于回复电压法的变压器油纸绝缘介质响应等值电路参数辨识的改进方法，旨在解决特征量测量时间较长、初始斜率测量值不精确对参数辨识造成误差以及初始斜率特征量对小型变压器进行绝缘老化状态检测时效果并不理想的问题。

本发明的技术方案如下：

变压器油纸绝缘介质响应等值电路参数辨识的改进方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤(1)：利用RVM5461测量仪器对现场三台变压器油纸绝缘系统低压侧进行特征量测量，所测的变压器等级为110KV及以上，测得的特征量包括最大峰值电压U_rmax、峰值测量时间t_p和回复电压初始斜率dU_r/dt；

步骤(2)：采用扩展Debye模型对变压器油纸绝缘系统进行等效，选取6条松弛支路，共有14个未知量；

步骤(3)：建立利用回复电压峰值、峰值时间以及初始斜率特征量求解介质响应等值电路参数的改进数学模型，通过多个回复电压测试循环建立相应规模的非线性方程组为：