[发明专利]一种换流变压器固体绝缘含水量的测试方法

说明书

本发明涉及一种换流变压器固体绝缘含水量的测试方法，包括以下步骤：获取待测换流变压器的结构参数、绝缘油电导率、不同含水量固体绝缘的复介电常数；计算待测换流变压器的FDS模型曲线；基于FDS法测量待测换流变压器固体绝缘的频域介电谱曲线；选择与频域介电谱曲线误差最小的FDS模型曲线，该模型曲线的固体绝缘含水量即为测试结果。与现有技术相比，本发明使用FDS法测量换流变压器的固体绝缘含水量，先计算待测换流变压器的FDS模型曲线，再测量得到待测换流变压器的频域介电谱曲线，找到与频域介电谱曲线最接近的FDS模型曲线，从而确定待测换流变压器的固体绝缘含水量，满足换流变压器的现场诊断需求，不破坏换流变压器绝缘结构，精度较高。

技术领域

本发明涉及输电检测领域，尤其是涉及一种换流变压器固体绝缘含水量的测试方法。

背景技术

换流变压器是直流输电工程的核心设备，其绝缘状态是否良好直接关系到电网的安全稳定运行。换流变压器的固体绝缘(主要由纤维素绝缘纸、绝缘纸板和撑条构成)含水量可以反映换流变压器的绝缘状态及老化程度，对预测换流变压器剩余寿命及故障诊断具有重要意义。

目前，测量换流变压器固体绝缘含水量的方法主要为提取纸样的化学测量方法，化学测量方法虽然精度高，但需要破坏换流变压器绝缘，因此不适用于换流变压器的现场诊断。

在绝缘测量领域，频域介电谱法(FDS)是一种基于介电特性的电气测量方法，FDS受噪声干扰程度小，试验电压低，携带信息丰富，更适用于绝缘状态的现场诊断。但是，使用FDS法进行绝缘状态测量时，存在一些不足之处。FDS法的被测对象为油浸式绝缘系统，由于不同生产厂家的设计与生产工艺各不相同，固体绝缘材料类型、材料厚度、材料重量、绝缘油品质、绝缘油体积、杂质等因素均会反映在测量结果中。如果实验室中的模拟试验所选用的材料性质与实际产品相去甚远，或现场实测时被测设备的材料类型、绕组结构、油纸比例等因素未知，则往往很难在模型曲线与被测波形之间获得最佳逼近，也就难以对整个绝缘系统的状态进行准确判断。

此外，现有技术中，FDS法主要用于测量交流变压器的绝缘状态，尚未见使用FDS法测量换流变压器固体绝缘含水量的案例。且由于换流变压器阀侧主绝缘需要面临直流电压、谐波、换向脉冲以及极性反转等各种工况，其绝缘结构与交流变压器有所不同，换流变压器的FDS曲线模型与交流变压器存在差异，直接用交流变压器FDS模型测量换流变压器将造成较大误差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种换流变压器固体绝缘含水量的测试方法，使用FDS测量换流变压器的固体绝缘含水量，首先计算对应待测换流变压器结构的FDS模型曲线，再使用FDS法测量换流变压器的固体绝缘得到频域介电谱曲线，找到与频域介电谱曲线最接近的FDS模型曲线，从而确定待测换流变压器的固体绝缘的含水量，满足换流变压器的现场诊断需求且不破坏换流变压器的绝缘结构，精度较高。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种换流变压器固体绝缘含水量的测试方法，包括以下步骤：

S1：获取待测换流变压器的结构参数和绝缘油电导率σ，获取不同含水量的固体绝缘在测试温度下的复介电常数；

S2：根据结构参数、绝缘油电导率σ和不同含水量的固体绝缘的复介电常数，计算得到待测换流变压器的多个FDS模型曲线，各个FDS模型曲线分别对应不同的固体绝缘含水量；

S3：基于频域介电谱法测量得到待测换流变压器的固体绝缘的频域介电谱曲线；

S4：自步骤S2得到的多个FDS模型曲线中选择与频域介电谱曲线的误差最小的FDS模型曲线，该FDS模型曲线所对应的固体绝缘含水量即为待测换流变压器的固体绝缘含水量，记录该固体绝缘含水量作为测试结果。

进一步的，所述固体绝缘的复介电常数包括纸板的复介电常数和撑条的复介电常数。