[发明专利]基于FDS和指数衰减模型的变压器油纸绝缘水分评估方法

说明书

本发明涉及电气设备故障诊断技术领域，公开了一种基于FDS和指数衰减模型的变压器油纸绝缘水分评估方法，从水分诊断对变压器及电力系统运行具有重大意义的角度出发，发挥FDS技术和指数衰减模型的各自优势，实现了更准确有效的油纸绝缘水分评估方法。本发明的方法包括以下步骤：制备不同含水量的样本；FDS测试得到复介电常数实部曲线；用含参指数衰减函数去拟合测试所得曲线；建立拟合参数和含水量定量关系；得到指数衰减模型；构造FDS模拟曲线库；利用贴近度判据实现样本水分评估。本发明实现了不同水分、不同频率下的FDS曲线预测，构造的数据库使得水分诊断更方便准确，使电力系统运行更可靠、安全、稳定。

技术领域

本发明涉及电气设备故障诊断技术领域，更具体地，涉及一种基于FDS和指数衰减模型的变压器油纸绝缘水分评估方法。

背景技术

油纸绝缘系统作为油浸式电力变压器高压绝缘系统的主要组分，其良好的绝缘性能是变压器乃至整个电力系统有效运行的基础。众所周知，通过更换油或过滤油可以解决绝缘油的劣化，但针对绝缘纸的劣化目前还未提出有效措施。由此可知，变压器的服役寿命主要受油纸绝缘的绝缘状态影响。而绝缘系统中过量的水分会严重影响绝缘性能，并带来包括加速老化速率、缩短绝缘寿命和降低局部放电起始电压等一系列后果。因此，准确评估变压器油纸绝缘的水分含量对电网系统运行的稳定性和安全性具有重要意义。

传统地，采用卡尔费休滴定法(KFT)直接测纸样水分，是需对变压器进行吊罩取样从而破坏变压器绝缘结构，在工程上被认为是不切实际的。相反，利用纤维素-水吸附等温曲线可以在不破坏纤维素绝缘的情况下获得内部的水分，但考虑到温度、平衡时间等各种因素，其不确定性可高达200％。近些年，对变压器油纸绝缘系统无损可靠评估需求推动了介电响应技术的发展。FDS技术作为其中之一，因其具备较强的抗干扰能力、曲线携带绝缘信息丰富且容易消除温度影响，而被认为是研究油纸绝缘系统含水量有力工具。

以往研究中也有借助FDS技术评估油纸绝缘含水量的方法，可这些方法大多依赖于有限的样本数量而导致评估精度不高、通用性不强。因此需要采用一个统一的模型来模拟FDS数据，实现由小样本数据拓展到多曲线数据库，从而实现未知样本的FDS数据比对，以此数据库来判断变压器油纸绝缘的水分状态。

发明内容

本发明目的在于提出一种基于FDS和指数衰减模型的变压器油纸绝缘水分评估方法，从而解决现有借助FDS技术评估油纸绝缘含水量的方法评估精度不高的缺陷。

为达到上述目的，本发明提出一种基于FDS和指数衰减模型的变压器油纸绝缘水分评估方法，包括以下步骤：

S1，获取水分含量不同的多个油浸绝缘纸板；

S2，分别对多个所述油浸绝缘纸板进行FDS试验获得复介电常数实部曲线且分别进行水分检测获取含水量；

S3，通过含参指数衰减函数对所述复介电常数实部曲线进行拟合处理，得到每个所述油浸绝缘纸板对应的拟合曲线和拟合参数；

S4，将所述拟合参数与含水量作为自变量分别进行描点拟合，以得到每个所述拟合参数和含水量间的关系图形和拟合方程；

S5，将得到的多个所述拟合方程代入含参指数衰减函数中以得到指数衰减模型；

S6，利用所述指数衰减模型预测出任意含水量下的复介电常数实部曲线，以构造FDS模拟曲线库；

S7，将待识别油浸绝缘纸板的测量复介电常数实部曲线代入所述FDS模拟曲线库进行比对，从而评估所述油浸绝缘纸板的含水量。

优选的，上述技术方案中，步骤S3中的含参指数衰减函数为：