[发明专利]一种变压器油宽频介电响应等效模型建立方法

权利要求书

1.一种变压器油宽频介电响应等效模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:制备变压器油样品；

S2:对步骤S1制备的变压器油样品进行变压器油频域介电谱的测量；

S3:对步骤S1制备的变压器油样品进行变压器油极化电流的测量；

S4:根据步骤S2测量所得变压器油频域介电谱，建立变压器油的双支路扩展徳拜模型；

S5:根据步骤S4建立的双支路扩展徳拜模型，结合步骤S3测量所得变压器油极化电流，建立变压器油的三支路扩展徳拜模型。

2.如权利要求1所述的一种变压器油宽频介电响应等效模型建立方法，其特征在于，所述S1具体为：将变压器油用真空滤油机进行真空滤油，真空度为-0.099Mpa，加热温度为80℃，真空脱气处理后，往油中注入一定的水分，搅拌均匀密封起来，并置入45℃的恒温箱中使水分充分溶解在油中，然后冷却至室温保存。

3.如权利要求1所述的一种变压器油宽频介电响应等效模型建立方法，其特征在于，所述S2具体为：取约25ml处理好的变压器油放入液体电极中，室温抽真空去除掉油中空气后，将液体电极密封并放置在恒温箱中测量其频域介电谱，包括复介电常数的实部和虚部，频率测量范围为1mHz-1kHz。

4.如权利要求1所述的一种变压器油宽频介电响应等效模型建立方法，其特征在于，所述S4具体包括：

S41:采用如式(1)所示的双支路扩展徳拜模型为基本模型，以此模型为基础，该模型由无穷频率介电常数、直流电导和2个徳拜弛豫极化过程组成；

其中，ε^*(ω)是变压器油的复介电常数频域介电谱，ω为角频率，ε_∞为光频介电常数，ε₀为真空介电常数，σ₀为直流电导率，Δε₁和Δε₂为介电弛豫强度，τ₁和τ₂为弛豫时间常数；

S42:构建如式(2)所示的目标函数用于双支路扩展徳拜模型的参数辨识，参数辨识的目的是计算出模型中除角频率外的所有介电参量，使得依据式(1)得出的计算频谱同实测频谱之间的误差达到最小；

其中，ε'_拟合和ε'_测量分别为采用模型函数拟合和实测的复介电常数实部，ε”_拟合和ε”_测量分别为采用模型函数拟合和实测的复介电常数虚部；

S43：采用最小二乘法，使用S2中获得的变压器油的频域介电谱对上述目标函数(2)进行求解，以得到变压器油的双支路扩展徳拜模型参数值。

5.如权利要求4所述的一种变压器油宽频介电响应等效模型建立方法，其特征在于，所述S5具体包括：

S51:采用式(3)对S3中获得的变压器油的极化电流进行最小二乘拟合：

其中参数τ₁、τ₂的数值采用S4中求得的双支路扩展徳拜模型中的参数τ₁、τ₂的数值，A₁、A₂的数值由S4中求得的双支路扩展徳拜模型的参数Δε₁、Δε₂、τ₁、τ₂决定：

其中，U₀为极化电压，C₀为液体电极几何电容；

S52:拟合获得参数A₀、A₃和τ₃，从而构建变压器油的三支路扩展徳拜模型，其表达式如下：

其中模型参数ε_∞、Δε₁、Δε₂、τ₁、τ₂的数值采用S4中求得的双支路扩展徳拜模型对应参数的数值，参数σ₀和Δε₃可按照下式计算求得：

6.如权利要求1所述的一种变压器油宽频介电响应等效模型建立方法，其特征在于，所述S5中的三支路扩展徳拜模型用于精确地、定量地描述变压器油在0-1kHz频率范围内的宽频介电特性。